Den supertunge bæreraketten N-1 fikk tilnavnet "Tsar Rocket" for sine store dimensjoner (lanseringsvekt på nesten 2500 tonn, høyde-110 meter), samt målene som ble satt under arbeidet med den. Raketten skulle bidra til å styrke statens forsvarsevne, fremme vitenskapelige og nasjonale økonomiske programmer, samt bemannede interplanetære flyvninger. Imidlertid, som deres berømte navnebrødre - Tsar Bell og Tsar Cannon - ble dette designproduktet aldri brukt til det tiltenkte formålet.
Sovjetunionen begynte å tenke på opprettelsen av en tung superrakett tilbake på slutten av 1950-tallet. Ideer og forutsetninger for utviklingen ble samlet i den kongelige OKB-1. Blant alternativene var bruk av en designreserve fra R-7-raketten som lanserte de første sovjetiske satellittene og til og med utviklingen av et atomdriftssystem. Til slutt, i 1962, valgte ekspertkommisjonen, og senere landets ledelse, et arrangement med en vertikal rakettdesign, som kunne sette en last på opptil 75 tonn i bane (massen av lasten som kastes til månen er 23 tonn, til Mars - 15 tonn). Samtidig var det mulig å introdusere og utvikle et stort antall unike teknologier - en innebygd datamaskin, nye sveisemetoder, gittervinger, et nødredningssystem for astronauter og mye mer.
Opprinnelig var raketten beregnet på å skyte en tung banestasjon inn i bane nær jord, med påfølgende utsikt til å sette sammen TMK, et tungt interplanetært romskip for fly til Mars og Venus. Senere ble det imidlertid tatt en forsinket beslutning om å inkludere Sovjetunionen i "måneløpet" med levering av en mann til månens overflate. Dermed ble programmet for opprettelsen av N-1-raketten akselerert, og det ble faktisk til en bærer for LZ-ekspedisjonsromfartøyet i N-1-LZ-komplekset.
Før de bestemte seg for den endelige utformingen av oppskytningsbilen, måtte skaperne vurdere minst 60 forskjellige alternativer, fra flerblokk til monoblokk, både parallell og sekvensiell inndeling av raketten i etapper. For hvert av disse alternativene ble det utført relevante omfattende analyser av både fordeler og ulemper, inkludert en mulighetsstudie av prosjektet.
I løpet av foreløpig forskning ble skaperne tvunget til å forlate flerblokk-opplegget med parallell inndeling i etapper, selv om denne ordningen allerede var testet på R-7 og gjorde det mulig å transportere ferdige deler av oppskytningsbilen (fremdriftssystemer, tanker) fra anlegget til kosmodrom med jernbane … Raketten ble satt sammen og sjekket på stedet. Denne ordningen ble avvist på grunn av den ikke-optimale kombinasjonen av massekostnader og ekstra hydro-, mekaniske, pneumatiske og elektriske forbindelser mellom missilblokkene. Som et resultat kom et monoblokkopplegg frem, som innebar bruk av væskedrivende rakettmotorer med forpumper, noe som gjorde det mulig å redusere veggtykkelsen (og dermed massen) på tankene, samt å redusere boost -gasstrykket.
Prosjektet med N-1-raketten var på mange måter uvanlig, men de viktigste kjennetegnene var det opprinnelige opplegget med sfæriske suspenderte tanker, samt en bærende ytre hud, som ble støttet av et kraftsett (et flyopplegg med "semi-monococks" ble brukt) og et ringformet arrangement av rakettmotorer med flytende drivstoff i hvert av trinnene. Takket være denne tekniske løsningen, som ble brukt på den første fasen av raketten under oppskytingen og dens oppstigning, ble luften fra atmosfæren rundt kastet ut i det indre rommet under tanken av LPRE -eksosstrålene. Resultatet var et skinn av en veldig stor jetmotor som inkluderte hele den nedre delen av 1. trinns struktur. Selv uten at luft etterforbrente LPRE -eksosen, ga denne ordningen raketten en betydelig økning i skyvekraften, noe som økte den totale effektiviteten.
Etappene i N-1-raketten var sammenkoblet av spesielle overgangsstoler, der gasser kunne strømme helt fritt ved en varm start av motorene i de neste etappene. Raketten ble kontrollert langs rullekanalen ved hjelp av kontrolldyser, som gassen ble matet inn i, tømt ut der etter turbopumpenhetene (TNA), langs banen og kurskanaler, kontrollen ble utført ved hjelp av skyveknappens mismatch av motsatte flytende drivmotorer.
På grunn av umuligheten av å transportere trinnene i den supertunge raketten med jernbane, foreslo skaperne å gjøre det ytre skallet til N-1 avtakbart og å produsere drivstofftankene fra arkplater ("kronblad") allerede direkte ved kosmodrom selv. I utgangspunktet passet ikke denne ideen inn i tankene til medlemmene av ekspertkommisjonen. Etter å ha vedtatt den foreløpige konstruksjonen av N-1-raketten i juli 1962, anbefalte kommisjonens medlemmer at problemene med levering av de samlede rakettetappene ble videre utarbeidet, for eksempel ved bruk av et luftskip.
Under forsvaret av den foreløpige utformingen av raketten ble kommisjonen presentert med 2 varianter av raketten: bruk av AT eller flytende oksygen som oksydasjonsmiddel. I dette tilfellet ble alternativet med flytende oksygen ansett som det viktigste, siden en rakett som brukte AT-NDMG-drivstoff ville ha lavere egenskaper. Verdimessig virket det som om opprettelsen av en flytende oksygenmotor var mer økonomisk. På samme tid, ifølge representanter for OKB-1, i tilfelle en nødssituasjon ombord på raketten, virket oksygenalternativet sikrere enn alternativet ved bruk av en AT-basert oksydator. Skaperne av raketten husket krasj av R-16, som skjedde i oktober 1960 og arbeidet med selvantennelige giftige komponenter.
Da han opprettet en flermotorers versjon av N-1-raketten, stolte Sergey Korolev først og fremst på konseptet om å øke påliteligheten til hele fremdriftssystemet, gjennom mulig avstengning av defekte rakettmotorer under flyging. Dette prinsippet har funnet sin anvendelse i motorstyringssystemet - KORD, som var designet for å oppdage og slå av defekte motorer.
Korolev insisterte på installasjon av motoren med drivstoff for flytende drivstoff. Manglende infrastrukturelle og teknologiske evner til den kostbare og risikable etableringen av avanserte høyenergi-oksygen-hydrogenmotorer og gikk inn for bruk av mer giftige og kraftige heptyl-amylmotorer, og det ledende motorbyggingsbyrået Glushko deltok ikke i motorer for H1, etter som deres utvikling ble betrodd Kuznetsov KB. Det er verdt å merke seg at spesialistene i dette designbyrået klarte å oppnå den høyeste ressurs- og energiperfeksjonen for motorer av oksygen-parafin. I alle stadier av oppskytningsvognen var drivstoffet plassert i de originale balltankene, som ble suspendert fra støtteskallet. På samme tid var motorene til Kuznetsov Design Bureau ikke kraftige nok, noe som førte til at de måtte installeres i store mengder, noe som til slutt førte til en rekke negative effekter.
Settet med designdokumentasjon for N-1 var klart i mars 1964, flydesigntester (LKI) var planlagt å begynne i 1965, men på grunn av mangel på midler og ressurser til prosjektet, skjedde dette ikke. Påvirket av mangel på interesse for dette prosjektet - USSRs forsvarsdepartement, siden nyttelasten til raketten og oppgavene ikke var spesifikt angitt. Deretter prøvde Sergei Korolev å interessere den politiske ledelsen i staten i raketten ved å foreslå å bruke raketten i månemisjonen. Dette forslaget ble godtatt. 3. august 1964 ble det gitt et tilsvarende regjeringsdekret, startdatoen for LKI på raketten ble flyttet til 1967-1968.
For å utføre oppdraget med å levere 2 kosmonauter til månens bane med en av dem som landet på overflaten, var det nødvendig å øke rakettens bæreevne til 90-100 tonn. Dette krevde løsninger som ikke ville føre til grunnleggende endringer i designutkastet. Slike løsninger ble funnet - installasjon av ytterligere 6 LPRE -motorer i den sentrale delen av bunnen av blokk "A", endring av lanseringsazimuten, senking av høyden på referansebanen, økning av fyllingen av drivstofftanker ved å avkjøle drivstoffet og oksydasjonsmidlet. Takket være dette ble bæreevnen til N-1 økt til 95 tonn, og lanseringsvekten økte til 2800-2900 tonn. Utkastet til design av N-1-LZ-raketten for måneprogrammet ble signert av Korolev 25. desember 1964.
Neste år gjennomgikk rakettopplegget endringer, det ble besluttet å forlate utkastningen. Luftstrømmen ble stengt ved innføring av en spesiell haleseksjon. Et særtrekk ved raketten var den massive nyttelastrekylen, som var unik for sovjetiske missiler. Hele bærende ordningen fungerte for dette, der ramme og tanker ikke dannet en eneste helhet. På samme tid førte et ganske lite layoutområde på grunn av bruk av store sfæriske tanker til en nedgang i nyttelasten, og på den annen side, de ekstremt høye egenskapene til motorene, den ekstremt lave egenvekten til tankene og unike designløsninger økte det.
Alle rakettfaser ble kalt blokkene "A", "B", "C" (i månens versjon ble de brukt til å skyte romfartøyet i en bane nær jorda), blokkene "G" og "D" var ment å akselerere romfartøyet fra jorden og bremse ved månen. Det unike opplegget for N-1-raketten, som alle stadier var strukturelt like, gjorde det mulig å overføre testresultatene fra rakettens 2. trinn til den første. Mulige hendelser som ikke kunne "fanges" på bakken, skulle kontrolleres under flyging.
21. februar 1969 fant den første rakettoppskytingen sted, etterfulgt av ytterligere 3 oppskytninger. Alle mislyktes. Selv om NK-33-motorene i løpet av noen benketester viste seg å være svært pålitelige, var de fleste problemene som oppstår knyttet til dem. Problemene med H-1 var forbundet med reverseringsmomentet, sterk vibrasjon, hydrodynamisk sjokk (når motorene ble slått på), elektrisk støy og annet som ikke var redegjort for effekter som ble forårsaket av samtidig drift av et så stort antall motorer (på det første trinnet - 30) og de store dimensjonene til selve bæreren. …
Disse vanskelighetene kunne ikke fastslås før flystart, siden for å spare penger ble det ikke produsert dyre bakkestativer for å gjennomføre brann og dynamiske tester av hele transportøren eller i det minste den første etappen i samlingen. Resultatet av dette var testing av et komplekst produkt direkte under flukt. Denne ganske kontroversielle tilnærmingen førte til slutt til en rekke ulykker med oppskytningsbiler.
Noen tilskriver feilen i prosjektet til det faktum at staten ikke hadde en klar klar posisjon helt fra begynnelsen, som Kennedys strategiske innsats på måneoppdraget. Sharakhanya Khrushchev, og deretter Brezhnev -ledelse i forhold til effektive strategier og oppgaver for astronautikk er dokumentert. Så en av utviklerne av "Tsar-Rocket" Sergei Kryukov bemerket at N-1-komplekset ikke døde så mye på grunn av tekniske vanskeligheter, men fordi det ble en forhandlingsbrikke i spillet om personlige og politiske ambisjoner.
En annen veteran i bransjen, Vyacheslav Galyaev, mener at den avgjørende faktoren for feil, i tillegg til mangel på oppmerksomhet fra staten, var den banale manglende evnen til å jobbe med så komplekse objekter, samtidig som man oppnådde godkjenning av kvalitet og pålitelighetskriterier, så vel som den sovjetiske vitenskapens uvilje på den tiden til implementering av et så stort program. På en eller annen måte, i juni 1974, ble arbeidet med N1-LZ-komplekset stoppet. Etterslepet tilgjengelig under dette programmet ble ødelagt, og kostnadene (i mengden 4-6 milliarder rubler i 1970-priser) ble ganske enkelt avskrevet.
