保密等级：机密
副本编号: 0017
苏联部长会议
通用机器制造部(MOM)
航天工程研究院
N1计划国家委员会
事故调查委员会最终报告
文件编号:N1-4L-AI-1960-01
日期:1960年10月21日
主题:关于N1-4L火箭于1960年9月20日发射失败的技术调查报告
一、摘要
1960年9月20日，N1-4L号运载火箭于拜科努尔航天发射场1号发射台执行计划中的发射任务。火箭于预定时间点火起飞。飞行约T+5秒后，火箭于约150米高度发生严重故障，导致推力丧失并失控。火箭随后坠回发射台区域，引发推进剂殉爆，“特派技术顾问—伊莲娜·格里戈里耶夫娜·列昂诺娃”与多名留守在发射架中的技术人员和工人不幸遇难，发射区设施灾难性损毁。本次事故致使任务彻底失败。
调查委员会确定，事故的直接原因是8号发动机（隶属第一级“A”区块）液氧泵因高频振动产生的疲劳断裂爆炸，此次爆炸引发连锁反应，最终导致火箭失控。其深层根源在于第一级发动机集群（NK-15）设计的固有缺陷、KORD发动机控制系统的不可靠性以及整体系统集成与地面测试的不足。
二、事件概述
1.T+0秒:所有30台NK-15发动机按指令点火，火箭正常起飞。
2.T+2至T+4秒:遥测数据记录到8号发动机舱内振动值急剧异常升高，远超设计容许范围。
3.T+4.8秒:8号发动机液氧泵发生爆炸。高速碎片击穿其邻近的7号、9号、10号发动机的推进剂管路、液压系统及电气线束。
4.T+5.1秒:引发多处火灾及推进剂泄漏。KORD系统接收到多个发动机的故障信号。
5.T+5.2秒:KORD系统试图通过关闭对称位置的发动机（包括部分未受损的发动机）来补偿推力损失，但此举反而加剧了推力不对称性。火箭姿态开始偏离预定轨道。
6.T+5.5秒:推力急剧下降，推重比小于1。火箭丧失爬升能力，凭借惯性达到约275米的最大高度后开始下坠。
7.T+约17.5秒:火箭第一级箭体以约70-75米/秒的速度近乎垂直撞击发射台区域。
8.撞击后:约2450吨剩余的煤油(RG-1)与液氧(LOX)推进剂在撞击中混合、雾化并被点燃，发生灾难性的燃料空气爆炸(FVE)，彻底摧毁了1号发射台及其周边设施。
三、调查方法
委员会审查了以下内容：
·发射前后所有遥测数据记录。
·地面光学跟踪及雷达数据。
·发射台周边残骸的收集与分析。
·对同批次NK-15发动机的实验室测试与分解检查。
·KORD系统设计文件与逻辑流程图。
·相关设计与测试人员的证词。
四、确定的主要原因
1.直接原因:
·8号NK-15发动机液氧泵的灾难性故障。金相学分析表明，泵体在极高频率的振动作用下产生了金属疲劳裂纹，最终导致转子解体并爆炸。该振动源于发动机内部的不稳定燃烧与箭体结构的共振。
2.间接原因与技术根源:
·发动机集群的复杂性与脆弱性:30台发动机紧密排列的设计，缺乏足够的物理隔离和防护措施。一台发动机的爆炸必然会产生“碎片雨”，波及邻近发动机和系统，形成连锁故障。
·KORD（发动机工况控制）系统缺陷:该系统反应速度不足以应对毫秒级发展的灾难性故障。其故障处理逻辑（关闭对称发动机）在面临多发性、非对称故障时，反而会加速推力丧失和姿态失控，无法挽救火箭。
·振动与流体动力学问题（“水锤效应”）:起飞阶段巨大的振动和推进剂管路内的压力脉动未被充分在地面测试中模拟和解决，为泵体的故障埋下了隐患。
·缺乏全面的地面试车:第一级整体（Block A）从未进行过充分的全时长、全状态的静态点火测试。单个发动机的测试环境无法完全模拟飞行中复杂的动力学和热力学环境，导致潜在问题无法提前暴露。
3.组织与管理根源:
·过于激进的时间表:在与美国太空计划竞赛的政治压力下，项目进度被置于绝对优先地位，牺牲了必要的测试和冗余设计。
·“成功主义”文化:对技术风险的汇报和讨论在一定程度上被压制，未能充分重视早期设计阶段提出的警告。
五、结论
N1-4L任务的失败并非偶然，而是由一系列相互关联的技术设计缺陷和项目管理问题共同导致的必然结果。核心问题在于其第一级动力系统的设计理念未能通过充分的地面验证，且其固有的复杂性超出了当时控制系统的管理能力。
六、建议
为防止类似灾难重演，委员会提出以下建议：
1.重新设计NK-15发动机（项目代号可更改为NK-33）:重点改进涡轮泵的振动耐受性、密封性和材料工艺，从根本上消除泵体爆炸的风险。
2.全面升级KORD系统:开发新一代的高速数字控制系统，具备更快的响应时间、更复杂的故障诊断能力以及在多发动机失效情况下的应急救生逻辑。
3.引入发动机隔离措施:在发动机之间加装防爆隔板，以遏制单机爆炸产生的碎片连锁效应。
4.强制进行全尺寸第一级静态点火测试:必须建造专用试车台（“B2综合台”），对完整的第一级进行多次全时长点火测试，充分暴露并解决振动和流体动力学问题。
5.审查项目管理结构:加强总体设计部对分系统的权威，建立更独立、更严格的技术风险评估机制。
主席:谢尔盖·帕夫洛维奇·科罗廖夫
委员:[不予公开]
(代表通用机器制造部、发动机设计局、科学院及其他相关机构)
分发清单:
·苏共中央委员会国防工业部
·部长会议主席团
·军事工业委员会（VPK）
·通用机器制造部(MOM)部长
·航天工程研究院院长
·中央设计局实验机器制造局(OKB-1)档案室