沙皇火箭:苏联超重型火箭的辉煌与遗憾

扶摇寰宇杂谈 2024-10-19 21:33:07

在人类探索宇宙的历程中,苏联的“沙皇火箭”无疑是一个令人瞩目的里程碑。这款超重型火箭以其惊人的尺寸和重量,承载着苏联在太空竞赛中的雄心壮志。

它不仅被设计用来加强国家的防御,还旨在推动科学和经济的发展,甚至实现载人星际转移。然而,尽管“沙皇火箭”在设计上充满了创新和野心,但它最终未能按预期升空,成为了苏联太空计划中的一段遗憾历史。

“沙皇火箭”的正式名称是N-1火箭,它的设计始于1950年代的苏联。这款火箭的设计目标是将75吨的负载送入轨道,以加强国家的防御,改进科学和经济计划,并实现载人星际转移。

1962年,苏联批准了火箭的垂直结构设计,并开始开发一系列独特的技术,包括机载计算机、新的焊接方法和宇航员逃生系统等。

N-1火箭的设计非常独特,它的总重量接近2500吨,高度达到了110米。为了实现将两人送上月球并将其中一人降落在月球表面的任务,火箭的升力必须增加到90-100吨。

为此,设计师们在“A”单元底部的中央部分增加了六个液体推进剂发动机,调整了发射方位角,并通过燃料和氧化剂过冷增加了燃料。这些措施使得N-1的起重能力增加到95吨,其发射重量上升到2800-2900吨。

然而,N-1火箭的设计和制造过程中遇到了诸多挑战。复杂的管道系统需要将燃料和氧化剂输送到火箭发动机的集群布置中,但这一系统被证明是极其脆弱的,成为了设计发射失败的一个主要因素。

此外,重型驳船无法到达N1的拜科努尔发射场,为了实现铁路运输,所有阶段都必须分解并重新组装。这些复杂且具有破坏性的振动模式以及排气羽流流体动力学问题在飞行前没有被发现和解决。

由于技术困难和资金短缺,N1火箭从未成功完成试飞。在12次计划测试中,所有4次无人发射都以失败告终,每次发射都在第一级分离之前。最长的飞行持续了107秒,就在第一级分离之前。1969年进行了两次试射,一次在1971年,最后一次在1972年。

尽管N-1火箭未能实现其宏伟目标,但它在设计和制造过程中所采用的一系列创新技术,如机载计算机、新的焊接方法和宇航员逃生系统等,为后来的太空探索提供了宝贵的经验和启示。这些技术的发展和应用,不仅推动了苏联太空计划的进步,也为全球太空探索事业做出了重要贡献。

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