Den første Saturn-5 raket: anmeldelse, karakteristika og interessante fakta

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Baseret på udviklingen i det første årti af det 21. århundrede, er Saturn-5-raketten (amerikansk fremstillet) den mest magtfulde blandt sine brødre. Dens tre-trins struktur blev designet i tresserne af det sidste århundrede og var beregnet til at levere en person til månens overflade. Alle de nødvendige skibe, som var betroet missionen med at udforske vores planets naturlige satellit, skulle knyttes til den.

Ifølge Apollo-programmet blev månemodulet fastgjort til raketten, placeret inde i dens adapter, og orbiterens krop blev fastgjort til den. Sådan et enkelt-lanceringsskema udførte to ting på én gang. Sandt nok var der også en to-trins model, som kun blev brugt én gang under opsendelsen af den allerførste rumstation i USA i kredsløb - Skylab.

Måneprogram: myte eller sandhed?

Det er næsten et halvt århundrede siden,men talen om et opdigtet måneprogram fortsætter ufortrødent. Nogen er sikker på, at det er en fup at sende astronauter til månen ved hjælp af Saturn-5-raketten. For sådanne mennesker er ethvert bevis på amerikanernes store præstationer fremmed, og ifølge dem blev videoerne lavet uden at flyve uden for planeten Jorden.

Nogle gange forlyder det, at den smukt konstruerede Saturn er for perfekt til at være ægte. Selvom Saturn-programmet fandt sted, hvorfor fortsatte amerikanerne det så ikke, med henvisning til tabet af al designdokumentation for Saturn-5-raketten, og begyndte at producere skytter, der kostede mange gange mere? Hvorfor var det nødvendigt at starte hele arbejdsgangen med at udvikle en lignende raket fra bunden? Og hvordan kunne det være muligt at miste det teknologiske kort til produktionen af Saturn-5 raketten? Det er jo ikke et sandkorn på en sandstrand.

Generelt er Saturn-5-raketten den første af sin slags, designet til ikke kun at levere astronauter til Månen, men også til at bringe dem hjem med succes. Plus, at landingen med alt udstyret, inklusive månemodulet med to levende passagerer, skulle være meget glat og blød, ellers ville det have været deres sidste flyvning. En del af massen var i stand til at adskilles ved at afbryde månemodulet fra kommandoskibet, som igen forblev i månekredsløb og ventede på fuldførelsen af alt arbejde.

Den amerikanske raket "Saturn-5" kunne løfte og sætte i kredsløb op til 140tons last. Men for eksempel kan den mest brugte tunge raket "Proton" kun bære 22 tons på sin "krop". Imponerende forskel, ikke?

Som du ved, blev der produceret adskillige Saturner, og den sidste lancerede Skylab-rumstationen, der vejede 77 tons. Den var så enorm, at hvis referencepunktet gik tabt indeni, hang astronauten i luften i flere minutter og ventede på vinden fra ventilationssystemet. Faktisk var det kun Mir, som bestod af flere moduler, der slog denne rekord. Men det er Saturn-5-raketten, der stadig er det mest ambitiøse projekt i verden og den mest kraftfulde rummaskine, en rekord, som ingen anden løfteraket endnu har været i stand til at slå.

Saturns historie V

I begyndelsen af sit liv står skibet over for vanskeligheder i form af en mislykket opsendelse med deltagelse af et ubemandet, dårligt justeret system. Dette blev efterfulgt af et afslag på at gentage den ubemandede test, men alt endte med en "lykkelig" slutning, da der fra 1968 til 1973 var succesfulde opsendelser af ti Apollo-rumprogrammer og den ovennævnte Skylab-rumstation. Og så bliver Saturn-5 løfteraket en museumsudstilling, og dens produktion og videre drift stoppes fuldstændigt. Denne periode fortsætter den dag i dag.

Interessante fakta

USA begyndte at udvikle Saturn-raketten tilbage i 1962, og fire år senere den første testflyvningen. Mere præcist var testen fuldstændig mislykket, da anden fase af raketten, der skulle affyres ved et teststed nær St. Louis, simpelthen eksploderede og knuste i stykker. Ifølge historiske optegnelser blev rakettens ubemandede flyvning konstant forsinket på grund af endeløse sammenbrud og mangler, men i efteråret 1967 kunne amerikanerne stadig lykkes. Men i den anden testfase af Apollo 6-programmet mislykkedes forsøget på ubemandet pilotering igen. Af de fem tilgængelige motorer i første trin blev kun tre sat i drift, motoren i tredje trin startede slet ikke, og derefter faldt hele strukturen uventet fra hinanden for alle.

På trods af dette blev der ti dage senere truffet en hidtil uset beslutning om at sende Saturn V løfteraketten uden at prøve igen til Månen. Når alt kommer til alt, glem ikke den kolde krig med USSR og våbenkapløbet. Alle havde travlt, og selv i frygt for uoprettelige tragiske konsekvenser besluttede de alligevel at erobre Jordens naturlige satellit uden en tredje testopsendelse.

Ovenfor blev det sagt om den mystiske forsvinden af den tekniske dokumentation og karakteristika for Saturn-5-raketten, men faktisk afviser amerikanerne disse oplysninger og kalder det en cykel. Denne historie dukkede op tilbage i 1996 i en videnskabelig bog om historien om astronautikkens dannelse. Kort sagt rapporterede forfatteren i sine linjer, at NASA simpelthen mistede tegningerne. Men ifølge NASA-medarbejder Paul Shawcross, der havde en stilling i divisionen forintern inspektion forblev tegningerne virkelig ikke, men erfaringen og den tekniske "hjerne" forblev intakt: alle data blev placeret i små stykker fotografisk film - mikrofilm.

Specifikationer

Hvad er de vigtigste tekniske egenskaber ved Saturn-5-raketten? Lad os starte med det faktum, at dens højde nåede 110 meter, og dens diameter - ti, og med sådanne parametre kunne den sende op til 150 tons last ud i rummet og efterlade den i kredsløb nær Jorden.

I den klassiske version har den tre trin: i de første to, fem motorer hver og i den tredje en. Brændstoffet til første trin var i form af RP-1 petroleum med flydende oxygen som oxidationsmiddel, og til andet og tredje trin var det i form af flydende brint med flydende oxygen som oxidationsmiddel. Affyringskraften for Saturn-5-rakettens motorer var 3.500 tons.

Raketdesign

Rakettens designfunktion er en tværgående opdeling i tre trin, det vil sige, at hvert trin er overlejret det foregående. Bæretanke var til stede på alle stadier. Trinene blev forbundet ved hjælp af specielle adaptere. Den nederste del blev adskilt sammen med kroppen af det første trin, og den øvre ringformede del blev adskilt et par 10 sekunder efter starten af andet trins motorer. Det "kolde skema" med faseadskillelse virkede her, det vil sige, indtil den forrige forsvinder, vil motorerne på den næste ikke være i stand til at starte.

Ud over startmotorerne var der bremsemotorer med fast drivmiddel på trineneløfteraket "Saturn-5". Dens designer, Wernher von Braun, brugte dem til at udstyre trinene med selvlandende funktion. Også i rummet på tredje etape var der en instrumentel blok, hvori raketten blev styret.

Design af første etape

Den verdensberømte Boeing blev dens producent. Af alle tre var det det første trin, der var det højeste, dets længde var 42,5 meter. Driftstid - omkring 165 sekunder. Hvis vi betragter scenen fra bunden og op, så kan du i dets design direkte finde selve rummet med fem motorer, en brændstoftank med petroleum, et mellemtankrum, en tank med et oxidationsmiddel i form af flydende ilt og en nederdel foran.

I motorrummet var de største Saturn-V-motorer - F-1, fremstillet af det amerikanske firma Rocketdyne. Selve fremdriftssystemet bestod direkte af kraftstrukturen, stabiliserende enheder og termisk beskyttelse. En af motorerne var fastgjort i midten i en fast position, og de fire andre var ophængt på kardan. Der blev også installeret strømkåber på sidekraftværkerne for at beskytte motorerne mod aerodynamiske belastninger.

I brændstofrummet var der fem rør, der førte oxidationsmidlet til hovedbrændstoffet, som allerede blev leveret færdiglavet ved hjælp af ti rørledninger til motorerne. Skørtet havde den funktion at forbinde det første og andet trin. Da den fjerde og sjette Apollos flyvninger blev udført,kameraer blev fastgjort til strukturen for at overvåge driften af kraftværket, trinseparation og kontrol af flydende ilt.

Design af anden etape

Dens producent var virksomheden, i dag en del af bedriften "Boeing" - Nordamerikansk. Længden af strukturen var lidt mere end 24 meter, og driftstiden var fire hundrede sekunder. Komponenterne i det andet trin var opdelt i en øvre adapter, brændstoftanke, et rum med J-2-motorer og en nedre adapter, der forbinder den med det første trin. Topadapteren var udstyret med fire ekstra solide drivmiddelmotorer designet til samme deceleration som i tilfældet med det første trin. De blev lanceret efter adskillelsen af tredje fase. Kraftværksrummet havde også en central motor og fire perifere.

Tredje scenedesign

Den tredje, næsten atten meter lange struktur blev lavet af McDonnel Douglas. Dens formål var at opsende orbiteren og sænke månemodulet til månens overflade. Det tredje trin blev produceret i to serier - 200 og 500. Sidstnævnte havde en solid fordel i en øget tilførsel af helium i tilfælde af en genstart af motoren.

Det tredje trin bestod af to adaptere - øvre og nedre, et rum med brændstof og et kraftværk. Systemet, der regulerer brændstoftilførslen til motorerne, er udstyret med sensorer, der måler brændstofbalancen, de transmitterede direkte data til den indbyggede computer. dem selvmotorerne kunne bruges både i kontinuerlig tilstand og i pulstilstand. Den amerikanske rumstation Skylab blev i øvrigt skabt på basis af denne tredje fase.

Værktøjsblok

Alle elektroniske systemer var anbragt i en værktøjskasse, der var lige under en meter høj og omkring 6,6 meter i diameter. Det er overlejret på det tredje trin. Inde i ringen var der blokke, der styrede affyringen af raketten, dens orientering i rummet, samt flyvning langs en given bane. Der var også navigations- og nødsystemenheder.

Kontrolsystemet var repræsenteret af en indbygget computer og en inertiplatform. Hele styreenheden havde et temperaturkontrol- og termoreguleringssystem. Absolut hele raketten var overstrøet med sensorer, der registrerer eventuelle fejl. De indsendte de fundne data om nødtilstanden for et eller andet elektronisk objekt til kontrolpanelet i astronauternes kabine.

Forbereder til lancering

Hele kontrollen før flyvningen af Saturn-5-raketten og Apollo-rumfartøjet blev udført af en særlig kommission på fem hundrede mennesker. Tusindvis af arbejdere deltog i lanceringen og træningen på Cape Canaveral. Lodret samling fandt sted i Space Center, der ligger fem kilometer fra opsendelsesstedet.

Omtrent ti uger før afgang blev alle dele af raketten transporteret til opsendelsesstedet. Bæltekøretøjer blev brugt til så tunge genstande. Da alle dele af raketten var forbundet sammen ogalle elektriske apparater var tilsluttet, kommunikation blev kontrolleret, inklusive radiosystemet - både ombord og jord.

Yderligere begyndte immobiliserede test af missilkontrol, en flysimulering fandt sted. Vi tjekkede driften af rumhavnen og missionskontrolcentret i Houston. Og det sidste testarbejde blev allerede udført med direkte tankning af tankene indtil den periode, der involverede lanceringen af første etape.

Start operationer

Tidspunktet før affyring starter seks dage før opsendelsen af raketten i rummet. Dette er en standardprocedure, der blev udført med Saturn-5. I denne periode blev der afholdt flere pauser for at undgå fejl og efterfølgende forsinkelser i afgangen. Den endelige nedtælling startede 28 timer før lanceringen.

Fyldningen af den første fase tog tolv timer. Desuden blev der kun hældt petroleum på, og flydende ilt blev tilført tankene fire timer før opsendelsen. Før tankning gennemgik alle tanke en afkølingsprocedure. Oxidationsmidlet blev først leveret til tankene i andet trin med fyrre procent, derefter til tankene i det tredje med hundrede. Dernæst blev beholderne med det andet design fyldt til enden, og først derefter kom oxidationsmidlet ind i den første. Takket være en sådan interessant procedure var arbejderne overbevist om, at der ikke var nogen lækage af ilt fra tankene i anden fase. Den samlede leveringstid for kryogent brændstof under tankning var 4,5 timer.

Efter at have forberedt alle systemerne, blev raketten skiftet til automatisk tilstand. Af de fem motorer i den første fase blev den centrale faste først lanceret, og først derefter de perifere i henhold til det modsatte skema. Næste indi fem sekunder var raketten i venteposition og forlod derefter forsigtigt holderne, der udløste den, og afveg til siderne.

Computeren, der var placeret i instrumentenheden, styrede rakettens tonehøjde og rulle. Alle pitch-manøvrer sluttede ved 31 sekunders flyvning, men programmet fortsatte med at pulsere, indtil første trin var fuldstændig afbrudt.

Dynamisk pres startede i det halvfjerdsende sekund. Perifere motorer virkede indtil slutningen af brændstoffet i tankene, og den midterste slukkede yderligere 131 sekunder efter start for at forhindre store overbelastninger på missillegemet. Adskillelsen af den første etape fandt sted omkring 65 kilometer over jordens overflade, og rakettens hastighed var på dette tidspunkt allerede 2,3 kilometer i sekundet.

Men ved adskillelse faldt scenen ikke umiddelbart ned. Ifølge designfunktionerne fortsatte den med at klatre til hundrede kilometer og gik først derefter ind i Atlanterhavet i en afstand af 560 kilometer fra opsendelsesstedet.

Starten af motorerne på anden etape begyndte et sekund efter, at den første etape var løsnet. Alle fem kraftværker blev lanceret samtidigt, og efter 23 sekunder blev anden trins nedre adapter nulstillet. Herefter tog besætningen sagen i egen hånd ved hjælp af den indbyggede computer. Adskillelsen af anden etape fandt sted i en højde af 190 kilometer over jordens overflade, og arbejdet blev overført til hovedmotoren. Astronauter stod for det. Ogefter opsendelsen af rumfartøjet i månens kredsløb, blev tredje trin adskilt fra det kontrollerede modul, da motoren blev slukket manuelt efter firs minutter. Således var "Saturn-5" i stand til at levere astronauter til månen og tillade amerikanerne at blive de første erobrere af Jordens naturlige satellit.