Den första Saturn-5-raketen: recension, egenskaper och intressanta fakta

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Baserat på utvecklingen under det första decenniet av 2000-talet är Saturn-5-raketen (amerikansktillverkad) den mest kraftfulla bland sina bröder. Dess trestegsstruktur designades på sextiotalet av förra seklet och var avsedd att leverera en person till månens yta. Alla nödvändiga fartyg, som fick uppdraget att utforska vår planets naturliga satellit, skulle kopplas till den.

Enligt Apollo-programmet var månmodulen fäst vid raketen, placerad inuti dess adapter, och orbiterkroppen fästes vid den. Ett sådant enkelstartsschema utförde två saker samtidigt. Visserligen fanns det också en tvåstegsmodell, som endast användes en gång under lanseringen av USA:s allra första rymdstation i omloppsbana - Skylab.

Lunar program: myt eller sanning?

Det har gått nästan ett halvt sekel,men talet om ett påhittat månprogram fortsätter med oförminskad styrka. Någon är säker på att det är en bluff att skicka astronauter till månen med Saturn-5-raketen. För sådana människor är alla bevis på amerikanernas stora framgångar främmande, och enligt dem gjordes videorna utan att flyga utanför planeten jorden.

Ibland ryktas det att den vackert konstruerade Saturnus är för perfekt för att vara verklig. Även om Saturn-programmet ägde rum, varför fortsatte inte amerikanerna det, med hänvisning till förlusten av all designdokumentation för Saturn-5-raketen, och började producera skyttlar som kostade många gånger mer? Varför var det nödvändigt att starta hela arbetsflödet med att utveckla en liknande raket från början? Och hur skulle det vara möjligt att förlora den tekniska kartan för produktionen av Saturn-5-raketen? Det här är trots allt inte ett sandkorn på en sandstrand.

I allmänhet är Saturn-5-raketen den första i sitt slag, designad inte bara för att leverera astronauter till månen, utan också för att framgångsrikt återföra dem hem. Dessutom måste landningen med all utrustning, inklusive månmodulen med två levande passagerare, vara väldigt smidig och mjuk, annars skulle det ha varit deras sista flygning. En del av massan kunde separeras genom att koppla bort månmodulen från kommandofartyget, som i sin tur förblev i månbanan och väntade på att allt arbete skulle slutföras.

Den amerikanska raketen "Saturn-5" kunde lyfta och sätta i omloppsbana upp till 140ton last. Men till exempel kan den mest använda tunga raketen "Proton" bara bära 22 ton på sin "kropp". Imponerande skillnad, eller hur?

Som ni vet producerades flera Saturner, och den sista lanserade rymdstationen Skylab som vägde 77 ton. Den var så enorm att om referenspunkten försvann inuti hängde astronauten i luften i flera minuter och väntade på vinden från ventilationssystemet. Egentligen var det bara Mir, som bestod av flera moduler, som slog detta rekord. Men det är Saturn-5-raketen som fortfarande är det mest ambitiösa projektet i världen och den kraftfullaste rymdmaskinen, ett rekord som ingen annan bärraket ännu har kunnat slå.

Saturnus historia V

I början av sitt liv möter fartyget svårigheter i form av en misslyckad uppskjutning med deltagande av ett obemannat, dåligt anpassat system. Detta följdes av en vägran att upprepa det obemannade testet, men allt slutade med ett "lyckligt" slut, eftersom det från 1968 till 1973 skedde framgångsrika uppskjutningar av tio Apollo-rymdprogram och den ovan nämnda Skylab-rymdstationen. Och sedan blir Saturn-5 bärraket en museiutställning, och dess produktion och fortsatta drift stoppas helt. Denna period fortsätter till denna dag.

Intressanta fakta

USA började utveckla Saturnus-raketen redan 1962, och fyra år senare det första testetflyg. Mer exakt misslyckades testet helt, eftersom det andra steget av raketen, som skulle avfyras vid en testplats nära St. Louis, helt enkelt exploderade och splittrades i bitar. Enligt historiska uppgifter försenades raketens obemannade flyg ständigt på grund av oändliga haverier och brister, men hösten 1967 kunde amerikanerna fortfarande lyckas. Men vid det andra testskedet av Apollo 6-programmet misslyckades försöket med obemannad pilotering igen. Av de fem tillgängliga motorerna i det första steget togs bara tre i drift, motorn i det tredje steget startade inte alls, och efter det föll hela strukturen oväntat isär för alla.

Trots detta togs tio dagar senare ett aldrig tidigare skådat beslut att skicka Saturn V bärraket utan att testa om till månen. När allt kommer omkring, glöm inte det kalla kriget med Sovjetunionen och kapprustningen. Alla hade bråttom och, även av rädsla för irreparabla tragiska konsekvenser, bestämde de sig ändå för att erövra jordens naturliga satellit utan en tredje provuppskjutning.

Ovan sades det om det mystiska försvinnandet av den tekniska dokumentationen och egenskaperna hos Saturn-5-raketen, men i själva verket motbevisar amerikanerna denna information och kallar det en cykel. Denna berättelse dök upp redan 1996 i en vetenskaplig bok om historien om astronautikens bildande. Enkelt uttryckt rapporterade författaren i sina rader att NASA helt enkelt förlorade ritningarna. Men enligt NASA-anställde Paul Shawcross, som hade en position i divisionen förintern inspektion, ritningarna fanns verkligen inte kvar, men erfarenheten och den tekniska "hjärnan" förblev intakt: all data placerades i små bitar av fotografisk film - mikrofilm.

Specifications

Vilka är de viktigaste tekniska egenskaperna hos Saturn-5-raketen? Låt oss börja med det faktum att dess höjd nådde 110 meter och dess diameter - tio, och med sådana parametrar kunde den skjuta upp upp till 150 ton last ut i rymden och lämna den i en omloppsbana nära jorden.

I den klassiska versionen har den tre steg: i de första två, fem motorer var och i den tredje, en. Bränslet för det första steget var i form av RP-1 fotogen med flytande syre som oxidationsmedel, och för det andra och tredje steget var det i form av flytande väte med flytande syre som oxidationsmedel. Uppskjutningskraften för Saturn-5-raketens motorer var 3 500 ton.

Raketdesign

Raketens designfunktion är en tvärgående uppdelning i tre steg, det vill säga varje steg är överlagrat på det föregående. Bärtankar fanns på alla stadier. Stegen kopplades ihop med hjälp av speciella adaptrar. Den nedre delen separerades tillsammans med det första stegets kropp, och den övre ringformade delen separerades ett par tiotals sekunder efter start av andrastegsmotorerna. Det "kalla schemat" med stegseparation fungerade här, det vill säga tills den föregående försvinner, kommer motorerna på nästa inte att kunna starta.

Förutom startmotorerna fanns det bromsmotorer med fasta drivmedel på stegenbärraket "Saturn-5". Dess designer, Wernher von Braun, använde dem för att förse stegen med funktionen av självlandning. Också i utrymmet för det tredje steget fanns ett instrumentblock i vilket raketen styrdes.

Design av den första etappen

Den världsberömda Boeing blev dess tillverkare. Av alla tre var det första steget som var högst, dess längd var 42,5 meter. Drifttid - cirka 165 sekunder. Om vi betraktar scenen från botten och upp, kan du i dess design direkt hitta själva facket med fem motorer, en bränsletank med fotogen, ett mellantankfack, en tank med ett oxidationsmedel i form av flytande syre och en främre kjol.

I motorrummet fanns de största Saturn-V-motorerna - F-1, tillverkade av det amerikanska företaget Rocketdyne. Själva framdrivningssystemet bestod direkt av kraftstrukturen, stabiliserande enheter och termiskt skydd. En av motorerna var fixerad i mitten i ett fast läge och de andra fyra var upphängda på kardan. Dessutom installerades kåpor på sidokraftverken för att skydda motorerna från aerodynamiska belastningar.

I bränslerummet fanns fem rör som ledde oxidationsmedlet till huvudbränslet, som redan levererades färdigt med hjälp av tio rörledningar till motorerna. Kjolen hade funktionen att koppla ihop det första och andra steget. När den fjärde och sjätte Apollos flygningar genomfördes,kameror fästes på strukturen för att övervaka driften av kraftverket, stegseparering och kontroll av flytande syre.

Design av den andra etappen

Dess tillverkare var företaget, idag en del av innehavet "Boeing" - Nordamerika. Strukturens längd var lite mer än 24 meter, och driftstiden var fyrahundra sekunder. Komponenterna i det andra steget var uppdelade i en övre adapter, bränsletankar, ett fack med J-2-motorer och en nedre adapter som ansluter den till det första steget. Toppadaptern var försedd med ytterligare fyra fasta drivmedelsmotorer konstruerade för samma retardation som i fallet med det första steget. De lanserades efter separationen av den tredje etappen. Kraftverksfacket hade också en central motor och fyra perifera.

Tredje scendesign

Den tredje, nästan arton meter långa strukturen gjordes av McDonnel Douglas. Dess syfte var att skjuta upp orbitern och sänka månmodulen till månens yta. Det tredje steget tillverkades i två serier - 200 och 500. Den senare hade en solid fördel i ökad tillförsel av helium vid en omstart av motorn.

Det tredje steget bestod av två adaptrar - övre och nedre, ett fack med bränsle och ett kraftverk. Systemet som reglerar bränsletillförseln till motorerna är utrustat med sensorer som mäter bränslebalansen, de överförde data direkt till omborddatorn. sig självamotorerna kunde användas både i kontinuerligt läge och i pulsläge. Förresten, den amerikanska rymdstationen Skylab skapades på basis av denna tredje etapp.

Verktygsblock

Alla elektroniska system var inrymda i en verktygslåda som var knappt en meter hög och cirka 6,6 meter i diameter. Det är överlagrat på det tredje steget. Inuti ringen fanns block som kontrollerade raketens uppskjutning, dess orientering i rymden, såväl som flygning längs en given bana. Det fanns också navigerings- och nödsystem.

Styrsystemet representerades av en omborddator och en tröghetsplattform. Hela styrenheten hade ett temperatur- och termoregleringssystem. Absolut hela raketen var beströdd med sensorer som upptäcker eventuella fel. De överlämnade de hittade uppgifterna om nödtillståndet för ett eller annat elektroniskt objekt till kontrollpanelen i astronauternas hytt.

Förbereder för lansering

Hela kontrollen före flygningen av Saturn-5-raketen och rymdfarkosten Apollo utfördes av en specialkommission på femhundra personer. Tusentals arbetare deltog i lanseringen och utbildningen vid Cape Canaveral. Vertikal montering ägde rum i rymdcentret, som ligger fem kilometer från uppskjutningsplatsen.

Ungefär tio veckor före avgång transporterades alla delar av raketen till uppskjutningsplatsen. Bandfordon användes till så tunga föremål. När alla delar av raketen var sammankopplade ochalla elektriska apparater var anslutna, kommunikationen kontrollerades, inklusive radiosystemet - både ombord och mark.

Vidare började immobiliserade tester av missilkontroll, en flygsimulering ägde rum. Vi kontrollerade driften av rymdhamnen och uppdragskontrollcentret i Houston. Och det sista testarbetet utfördes redan med direkt tankning av tankarna fram till den period som involverade lanseringen av den första etappen.

Starta drift

Föravfyrningstiden börjar sex dagar före raketens uppskjutning i rymden. Detta är en standardprocedur som utfördes med Saturn-5. Under denna period gjordes flera pauser för att undvika fel och en efterföljande försening av avgången. Den sista nedräkningen började 28 timmar före lanseringen.

Att fylla den första etappen tog tolv timmar. Dessutom hälldes bara fotogen och flytande syre tillfördes tankarna fyra timmar före lanseringen. Före tankning genomgick alla tankar en kylningsprocedur. Oxidationsmedlet tillfördes först till tankarna i det andra steget med fyrtio procent, sedan till tankarna i det tredje med hundra. Därefter fylldes behållarna med den andra designen till slutet, och först då kom oxidationsmedlet in i den första. Tack vare ett så intressant förfarande var arbetarna övertygade om att det inte fanns något läckage av syre från tankarna i det andra steget. Total leveranstid för kryogent bränsle under tankning var 4,5 timmar.

Efter att ha förberett alla system växlades raketen till automatiskt läge. Av de fem motorerna i det första steget lanserades den centrala fasta först, och först sedan de perifera enligt det motsatta schemat. Nästa ini fem sekunder låg raketen i paus och gick sedan försiktigt ut ur hållarna som släppte den och avvek åt sidorna.

Datorn, placerad i instrumentenheten, kontrollerade raketens tonhöjd och rullning. Alla pitchmanövrar slutade vid 31 sekunders flygning, men programmet fortsatte att pulsera tills det första steget var helt frånkopplat.

Dynamiskt tryck började på den sjuttio sekunden. Perifera motorer fungerade till slutet av bränslet i tankarna, och den mittersta stängdes av ytterligare 131 sekunder efter start för att förhindra stora överbelastningar på missilkroppen. Separationen av det första steget ägde rum cirka 65 kilometer över jordens yta, och raketens hastighet var vid detta ögonblick redan 2,3 kilometer per sekund.

Men från att separera föll scenen inte omedelbart ner. Enligt designegenskaperna fortsatte den att klättra till hundra kilometer och gick först därefter in i Atlanten på ett avstånd av 560 kilometer från uppskjutningsplatsen.

Starten av motorerna i det andra steget började en sekund efter att det första steget lossades. Alla fem kraftverken lanserades samtidigt och efter 23 sekunder återställdes andra stegets nedre adapter. Därefter tog besättningen saken i egna händer med hjälp av omborddatorn. Separationen av det andra steget skedde på en höjd av 190 kilometer över jordens yta, och arbetet överfördes till huvudmotorn. Astronauter var ansvarig för det. Ochefter uppskjutningen av rymdfarkosten i månbana, separerade det tredje steget från den kontrollerade modulen när motorn stängdes av manuellt efter åttio minuter. Således kunde "Saturn-5" leverera astronauter till månen och låta amerikanerna bli de första erövrarna av jordens naturliga satellit.