Причина аварии была выяснена после экспертизы обломков носителя. Еще при стендовой отработке ЖРД выявилась восприимчивость двигателей к попаданию крупных (десятки мм) металлических предметов в насос окислителя. Они повреждают его крыльчатку и разрушают насос, мелкие металлические предметы (стружка, опилки и т. п.), проходящие через насос и сгорающие в газогенераторе, образовывают на лопатках турбины интерметаллидные соединения, разрушающие лопатки. Неметаллические предметы (резина, ветошь и пр.), попавшие на вход турбонасосного агрегата, остановки двигателя не вызывали. У изделия № 5Л фильтров на входе в насосы не было. Кроме того, система промывки огромных баков и трубопроводов H1 еще не была отработана. После установки фильтров на изделии № 8Л аварий подобного рода не должно было быть. Кроме того, это изделие имело мощную фреоновую систему пожаротушения, новые двигатели в многоразовом исполнении и модифицированную систему «КОРД». Ракета значительно потяжелела, но подобные пожары были исключены.
Третий пуск ракеты H1 (изделие № 6Л, нагрузка — макетные ЛОК и ЛК) был осуществлен со второго (неповрежденного) стартового комплекса космодрома Байконур в воскресенье 27 июня 1971 г. Вскоре после старта из-за возникновения неучтенных газодинамических моментов (типа вихрей и встречных потоков) в донной части ракета стала поворачиваться по крену. Скорость и угол поворота постоянно нарастали. На 39-й секунде гироплатформа системы управления РН стала на упоры, а на 48-й секунде из-за больших крутящих моментов началось разрушение блока «Б». Система аварийного спасения была макетная и, естественно, не сработала. На 51-й секунде, когда угол поворота достиг 200°, по команде системы «КОРД» выключились все двигатели первой ступени.
При расследовании причин аварии было установлено, что крутящий момент достиг величины 43 тс. м, и рулевые сопла управления по крену не смогли его парировать. Двигательная установка в этом пуске работала нормально.
Четвертый старт (изделие № 7Л, оснащенное для улучшения управляемости по каналу крена на первой и второй ступенях дополнительными рулевыми ЖРД; полезная нагрузка — штатный ЛОК и макетный ЛК) был проведен в четверг 23 ноября 1972 г. Старт и подъем проходили штатно. На 90-й секунде по циклограмме выключились шесть ЖРД центральной двигательной установки (ЦДУ) блока «А». Далее, предположительно из-за больших нестационарных нагрузок, вызванных гидравлическим ударом в момент резкого выключения ЦДУ, разрушились трубопроводы подачи топлива в ЖРД ЦДУ, и начался пожар. Авария развивалась в течение 1–2 с. Ракета продолжала полет и взорвалась на 107–110 с, когда пожар в хвостовом отсеке достиг критической точки. Незадолго до этого сработала САС.
Как было установлено в ходе расследования, резкое выключение ЖРД приводит к возникновению колебаний столба жидкости в подводящих трубопроводах. Они разрушаются, и большое количество топлива проливается на отключенные, но еще горячие двигатели, а также в отсек с работающими ЖРД. Неизбежны пожар, взрыв… Необходимо либо плавно выключать ЖРД, либо устанавливать демпферы колебаний в подводящих трубопроводах, что и предполагалось сделать в изделии № 8Л.
По мнению многих специалистов, для получения контрольных результатов полета необходимо было предусмотреть по команде с Земли снятие блокировок с системы разделения ступеней, срочно отделять поврежденную первую ступень (блок «А») и запускать ЖРД второй ступени. Первая ступень «недобрала» из-за оставшихся 7 с работы всего 165 м/с, что вполне можно было компенсировать, увеличив время работы последующих ступеней, а также немного снизив высоту орбиты выведения ПН.
К сожалению, работы по проекту Н1-Л3 так и не смогли набрать полного темпа, а после высадки американских астронавтов на Луну интерес руководства СССР к этой программе и вовсе упал. Работы были приостановлены, а впоследствии фактически заморожены. Намеченный на август 1974 г пятый запуск ракеты, H1 (изделие № 8Л) с существенно улучшенными показателями надежности и со штатным комплексом Л3 (последний должен был осуществить полет к Луне по полной программе, но в беспилотном варианте) так и не был осуществлен. Со сменой руководства ЦКБЭМ программа Н1-Л3 была свернута.