Roket Saturn-5 pertama: ulasan, ciri dan fakta menarik

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Berdasarkan perkembangan dekad pertama abad ke-21, roket Saturn-5 (buatan Amerika) adalah yang paling berkuasa di kalangan saudara-saudaranya. Struktur tiga peringkatnya telah direka pada tahun enam puluhan abad yang lalu dan bertujuan untuk menghantar seseorang ke permukaan bulan. Semua kapal yang diperlukan, yang diamanahkan dengan misi meneroka satelit semula jadi planet kita, akan dilampirkan padanya.

Menurut program Apollo, modul lunar dipasang pada roket, diletakkan di dalam penyesuainya, dan badan pengorbit dipasang padanya. Skim satu pelancaran sedemikian melaksanakan dua perkara sekaligus. Benar, terdapat juga model dua peringkat, yang digunakan sekali sahaja semasa pelancaran stesen angkasa pertama Amerika Syarikat ke orbit - Skylab.

Program Lunar: mitos atau kebenaran?

Sudah hampir setengah abad,tetapi bercakap tentang program lunar yang direka-reka masih berterusan. Seseorang pasti menghantar angkasawan ke bulan menggunakan roket Saturn-5 adalah satu penipuan. Bagi orang sebegini, sebarang bukti pencapaian hebat rakyat Amerika adalah asing, dan menurut mereka, video itu dibuat tanpa terbang di luar planet Bumi.

Kadang-kadang dikhabarkan bahawa Zuhal yang dibina dengan indah terlalu sempurna untuk menjadi nyata. Walaupun program Saturnus berlaku, mengapa orang Amerika tidak meneruskannya, memetik kehilangan semua dokumentasi reka bentuk untuk roket Saturn-5, dan mula menghasilkan pengangkutan ulang-alik yang berharga berkali-kali ganda? Mengapakah perlu untuk memulakan keseluruhan aliran kerja membangunkan roket yang serupa dari awal? Dan bagaimana mungkin kehilangan peta teknologi untuk pengeluaran roket Saturn-5? Lagipun, ini bukan sebutir pasir di pantai berpasir.

Secara umumnya, roket Saturn-5 adalah yang pertama seumpamanya, direka bukan sahaja untuk menghantar angkasawan ke Bulan, tetapi juga untuk berjaya mengembalikan mereka ke rumah. Selain itu, pendaratan dengan semua peralatan, termasuk modul lunar dengan dua penumpang hidup, harus sangat lancar dan lembut, jika tidak ia akan menjadi penerbangan terakhir mereka. Sebahagian daripada jisim itu dapat dipisahkan dengan memutuskan sambungan modul lunar dari kapal komando, yang seterusnya, kekal di orbit bulan dan menunggu untuk selesai semua kerja.

Roket Amerika "Saturn-5" boleh mengangkat dan dimasukkan ke orbit sehingga 140tan kargo. Tetapi, sebagai contoh, roket berat "Proton" yang paling banyak digunakan boleh membawa hanya 22 tan pada "badan"nya. Perbezaan yang mengagumkan, bukan?

Seperti yang anda ketahui, beberapa Zuhal telah dihasilkan, dan yang terakhir melancarkan stesen angkasa Skylab seberat 77 tan. Ia sangat besar sehingga jika titik rujukan hilang di dalam, angkasawan itu tergantung di udara selama beberapa minit, menunggu angin dari sistem pengudaraan. Sebenarnya hanya Mir yang terdiri daripada beberapa modul sahaja yang memecahkan rekod ini. Tetapi roket Saturn-5 yang masih merupakan projek yang paling bercita-cita tinggi di dunia dan mesin angkasa yang paling berkuasa, satu rekod yang belum ada kenderaan pelancar lain yang dapat mengalahkannya.

Sejarah Zuhal V

Pada awal hayatnya, kapal itu menghadapi kesukaran dalam bentuk pelancaran yang gagal dengan penyertaan sistem tanpa pemandu yang dilaraskan dengan buruk. Ini diikuti dengan keengganan untuk mengulangi ujian tanpa pemandu, tetapi semuanya berakhir dengan pengakhiran yang "gembira", kerana dari 1968 hingga 1973 terdapat kejayaan pelancaran sepuluh program angkasa Apollo dan stesen angkasa Skylab yang disebutkan di atas. Dan kemudian kenderaan pelancar Saturn-5 menjadi pameran muzium, dan pengeluaran dan operasi selanjutnya dihentikan sepenuhnya. Tempoh ini berterusan sehingga hari ini.

Fakta menarik

Amerika Syarikat mula membangunkan roket Zuhal pada tahun 1962, dan empat tahun kemudian ujian pertamapenerbangan. Lebih tepat lagi, ujian itu gagal sama sekali, kerana peringkat kedua roket itu, yang akan dilancarkan di tapak ujian berhampiran St. Louis, hanya meletup dan berkecai. Menurut rekod sejarah, penerbangan tanpa pemandu roket itu sentiasa ditangguhkan kerana kerosakan dan kekurangan yang tidak berkesudahan, tetapi pada musim gugur tahun 1967, Amerika masih dapat berjaya. Walau bagaimanapun, pada peringkat ujian kedua program Apollo 6, percubaan pemanduan tanpa pemandu gagal lagi. Daripada lima enjin yang tersedia pada peringkat pertama, hanya tiga telah beroperasi, enjin pada peringkat ketiga tidak dihidupkan sama sekali, dan selepas itu keseluruhan struktur secara tidak dijangka runtuh untuk semua orang.

Walaupun begitu, sepuluh hari kemudian keputusan yang tidak pernah berlaku sebelum ini telah dibuat untuk menghantar kenderaan pelancar Saturn V tanpa menguji semula ke Bulan. Lagipun, jangan lupa tentang Perang Dingin dengan USSR dan perlumbaan senjata. Semua orang tergesa-gesa dan, walaupun takut akibat tragis yang tidak boleh diperbaiki, mereka masih memutuskan untuk menakluki satelit semula jadi Bumi tanpa pelancaran ujian ketiga.

Di atas dikatakan tentang kehilangan mistik dokumentasi teknikal dan ciri-ciri roket Saturn-5, tetapi sebenarnya orang Amerika menafikan maklumat ini dan memanggilnya basikal. Kisah ini muncul pada tahun 1996 dalam buku saintifik tentang sejarah pembentukan angkasawan. Ringkasnya, penulis melaporkan dalam barisnya bahawa NASA hanya kehilangan pelan tindakan. Tetapi menurut pekerja NASA Paul Shawcross, yang memegang jawatan dalam bahagian untukpemeriksaan dalaman, lukisan itu benar-benar tidak kekal, tetapi pengalaman dan "otak" kejuruteraan kekal utuh: semua data diletakkan dalam kepingan kecil filem fotografi - mikrofilem.

Spesifikasi

Apakah ciri teknikal utama roket Saturn-5? Mari kita mulakan dengan fakta bahawa ketinggiannya mencapai 110 meter, dan diameternya - sepuluh, dan dengan parameter sedemikian ia boleh melancarkan sehingga 150 tan kargo ke angkasa, meninggalkannya di orbit berhampiran Bumi.

Dalam versi klasik, ia mempunyai tiga langkah: dalam dua pertama, lima enjin setiap satu dan dalam ketiga, satu. Bahan bakar untuk tahap pertama adalah dalam bentuk minyak tanah RP-1 dengan oksigen cair sebagai pengoksida, dan untuk tahap kedua dan ketiga adalah dalam bentuk hidrogen cair dengan oksigen cair sebagai pengoksida. Teras pelancaran untuk enjin roket Saturn-5 ialah 3,500 tan.

Reka bentuk roket

Ciri reka bentuk roket ialah pembahagian melintang kepada tiga peringkat, iaitu setiap peringkat ditumpangkan pada peringkat sebelumnya. Kereta kebal pembawa hadir di semua peringkat. Langkah-langkah disambungkan menggunakan penyesuai khas. Bahagian bawah dipisahkan bersama dengan badan peringkat pertama, dan bahagian anulus atas dipisahkan beberapa puluh saat selepas permulaan enjin peringkat kedua. "Skema sejuk" pemisahan peringkat berfungsi di sini, iaitu, sehingga yang sebelumnya hilang, enjin pada yang seterusnya tidak akan dapat dihidupkan.

Selain enjin permulaan, terdapat enjin propelan pepejal brek pada anak tanggakenderaan pelancaran "Saturn-5". Perekanya, Wernher von Braun, menggunakannya untuk memberikan langkah-langkah dengan fungsi pendaratan sendiri. Juga dalam petak peringkat ketiga terdapat blok instrumental di mana roket itu dikawal.

Reka bentuk peringkat pertama

Boeing yang terkenal di dunia menjadi pengeluarnya. Daripada ketiga-tiganya, ia adalah langkah pertama yang paling tinggi, panjangnya ialah 42.5 meter. Masa operasi - kira-kira 165 saat. Jika kita mempertimbangkan peringkat dari bawah ke atas, maka dalam reka bentuknya anda boleh terus mencari petak itu sendiri dengan lima enjin, tangki bahan api dengan minyak tanah, petak antara tangki, tangki dengan pengoksida dalam bentuk oksigen cecair dan skirt depan.

Di dalam petak enjin terdapat enjin Saturn-V terbesar - F-1, dikeluarkan oleh syarikat Amerika Rocketdyne. Sistem pendorong itu sendiri terdiri secara langsung daripada struktur kuasa, unit penstabilan dan perlindungan terma. Satu daripada enjin dipasang di tengah dalam kedudukan tetap, dan empat lagi digantung pada gimbal. Selain itu, fairing dipasang pada loji kuasa sisi untuk melindungi enjin daripada beban aerodinamik.

Dalam petak bahan api terdapat lima paip mengalirkan pengoksida ke bahan api utama, yang telah dibekalkan siap pakai menggunakan sepuluh saluran paip ke enjin. Skirt mempunyai fungsi menyambung langkah pertama dan kedua. Apabila penerbangan Apollo keempat dan keenam dilakukan,kamera dipasang pada struktur untuk memantau operasi loji kuasa, pemisahan peringkat dan kawalan oksigen cecair.

Reka bentuk peringkat kedua

Pengilangnya ialah syarikat itu, hari ini sebahagian daripada pegangan "Boeing" - Amerika Utara. Panjang struktur adalah lebih sedikit daripada 24 meter, dan masa operasi adalah empat ratus saat. Komponen peringkat kedua dibahagikan kepada penyesuai atas, tangki bahan api, petak dengan enjin J-2, dan penyesuai bawah yang menyambungkannya ke peringkat pertama. Penyesuai atas dilengkapi dengan empat enjin propelan pepejal tambahan yang direka untuk nyahpecutan yang sama seperti dalam kes peringkat pertama. Mereka dilancarkan selepas pemisahan peringkat ketiga. Petak loji kuasa juga mempunyai satu enjin pusat dan empat bahagian persisian.

Reka bentuk peringkat ketiga

Struktur ketiga, hampir lapan belas meter telah dibuat oleh McDonnel Douglas. Tujuannya adalah untuk melancarkan orbiter dan menurunkan modul lunar ke permukaan bulan. Peringkat ketiga dihasilkan dalam dua siri - 200 dan 500. Yang terakhir mempunyai kelebihan kukuh dalam peningkatan bekalan helium sekiranya enjin dihidupkan semula.

Peringkat ketiga terdiri daripada dua penyesuai - atas dan bawah, petak dengan bahan api dan loji kuasa. Sistem yang mengawal bekalan bahan api kepada enjin dilengkapi dengan penderia yang mengukur keseimbangan bahan api, mereka terus menghantar data ke komputer on-board. diri mereka sendirimotor boleh digunakan dalam mod berterusan dan dalam mod nadi. By the way, stesen angkasa Amerika Skylab dicipta berdasarkan peringkat ketiga ini.

Blok alat

Semua sistem elektronik disimpan dalam kotak alat yang tingginya hanya di bawah satu meter dan diameter kira-kira 6.6 meter. Ia ditindih pada langkah ketiga. Di dalam gelanggang terdapat blok yang mengawal pelancaran roket, orientasinya di angkasa, serta penerbangan di sepanjang trajektori tertentu. Terdapat juga peranti sistem navigasi dan kecemasan.

Sistem kawalan diwakili oleh komputer on-board dan platform inersia. Keseluruhan unit kawalan mempunyai sistem kawalan suhu dan termoregulasi. Benar-benar seluruh roket itu dipenuhi dengan sensor yang mengesan sebarang kerosakan. Mereka menyerahkan data yang ditemui tentang keadaan kecemasan satu atau satu lagi objek elektronik ke panel kawalan di kabin angkasawan.

Bersedia untuk pelancaran

Seluruh pemeriksaan pra-penerbangan roket Saturn-5 dan kapal angkasa Apollo telah dilakukan oleh suruhanjaya khas lima ratus orang. Beribu-ribu pekerja mengambil bahagian dalam pelancaran dan latihan di Cape Canaveral. Perhimpunan menegak sedang berlangsung di Pusat Angkasa, terletak lima kilometer dari tapak pelancaran.

Kira-kira sepuluh minggu sebelum berlepas, semua bahagian roket telah diangkut ke tapak pelancaran. Kenderaan yang dikesan digunakan untuk objek berat tersebut. Apabila semua bahagian roket disambungkan bersama dansemua peralatan elektrik telah disambungkan, komunikasi telah diperiksa, termasuk sistem radio - kedua-dua di atas kapal dan di darat.

Selanjutnya, ujian kawalan peluru berpandu yang tidak bergerak bermula, simulasi penerbangan berlaku. Kami memeriksa operasi pelabuhan angkasa dan pusat kawalan misi di Houston. Dan kerja ujian terakhir telah pun dijalankan dengan mengisi minyak terus tangki sehingga tempoh yang melibatkan pelancaran peringkat pertama.

Mulakan operasi

Masa prapelancaran bermula enam hari sebelum pelancaran roket ke angkasa lepas. Ini adalah prosedur standard yang telah dijalankan dengan Saturn-5. Dalam tempoh ini, beberapa jeda telah dijalankan untuk mengelakkan kegagalan dan kelewatan seterusnya dalam berlepas. Kira detik terakhir bermula 28 jam sebelum pelancaran.

Pengisian peringkat pertama mengambil masa dua belas jam. Lebih-lebih lagi, hanya minyak tanah dituangkan, dan oksigen cecair dibekalkan ke tangki empat jam sebelum dilancarkan. Sebelum mengisi minyak, semua tangki telah melalui prosedur penyejukan. Pengoksida mula-mula dibekalkan kepada tangki peringkat kedua sebanyak empat puluh peratus, kemudian kepada tangki peringkat ketiga sebanyak seratus. Seterusnya, bekas reka bentuk kedua diisi hingga akhir, dan barulah pengoksida masuk ke dalam yang pertama. Terima kasih kepada prosedur yang menarik, para pekerja yakin bahawa tiada kebocoran oksigen dari tangki peringkat kedua. Jumlah masa penghantaran bahan api kriogenik semasa mengisi bahan api ialah 4.5 jam.

Selepas menyediakan semua sistem, roket telah ditukar kepada mod automatik. Daripada lima enjin peringkat pertama, satu tetap pusat dilancarkan terlebih dahulu, dan hanya kemudian enjin persisian mengikut skema yang bertentangan. Seterusnya dalamselama lima saat, roket itu ditahan, dan kemudian perlahan-lahan keluar dari pemegang yang melepaskannya, menyimpang ke tepi.

Komputer, yang terletak dalam unit instrumental, mengawal pic dan guling roket. Semua gerakan padang tamat pada 31 saat penerbangan, tetapi program terus berdenyut sehingga peringkat pertama diputuskan sepenuhnya.

Tekanan dinamik bermula pada saat ketujuh puluh. Enjin periferi berfungsi sehingga tamat bahan api di dalam tangki, dan yang tengah dimatikan lagi 131 saat selepas berlepas untuk mengelakkan beban berlebihan pada badan peluru berpandu. Pemisahan peringkat pertama berlaku pada kira-kira 65 kilometer di atas permukaan bumi, dan kelajuan roket pada masa ini sudah 2.3 kilometer sesaat.

Tetapi apabila berpisah, pentas itu tidak serta-merta jatuh. Mengikut ciri reka bentuk, ia terus mendaki hingga seratus kilometer dan hanya kemudian masuk ke perairan Lautan Atlantik pada jarak 560 kilometer dari tapak pelancaran.

Permulaan enjin peringkat kedua bermula sesaat selepas peringkat pertama dibuka. Kesemua lima loji kuasa dilancarkan serentak, dan selepas 23 saat penyesuai bawah peringkat kedua telah ditetapkan semula. Selepas itu, anak-anak kapal mengambil perkara ke tangan mereka sendiri menggunakan komputer di atas kapal. Pemisahan peringkat kedua berlaku pada ketinggian 190 kilometer di atas permukaan bumi, dan kerja dipindahkan ke enjin utama. Angkasawan bertanggungjawab ke atasnya. Danselepas pelancaran kapal angkasa ke orbit bulan, peringkat ketiga dipisahkan daripada modul terkawal apabila enjin dimatikan secara manual selepas lapan puluh minit. Oleh itu, "Saturn-5" dapat menghantar angkasawan ke bulan dan membolehkan orang Amerika menjadi penakluk pertama satelit semula jadi Bumi.