Что с двигателями ракеты сатурн 5

Журнал «Все о Космосе»

Содержание

• 1 Разработка
  • 1.1 От C-1 к C-4
  • 1.2 C-5
• 2 Технические данные
  • 2.1 Ступени
    • 2.1.1 Первая ступень, S-IC
    • 2.1.2 Вторая ступень, S-II
    • 2.1.3 Третья ступень, S-IVB
• 3 Программа отработки надёжности
• 4 Сборка
• 5 Транспортировка
• 6 Скайлэб
• 7 Запуски Сатурна 5
• 8 Стоимость
• 9 Оценки
• 10 См. также
• 11 Примечания
• 12 Литература
• 13 Ссылки

Читайте также

Страшнее американских ракет

Страшнее американских ракет У входа в Министерство обороны (со стороны кинотеатра «Художественный») топчется на морозе группа телевизионщиков — проводят опрос: «За кого вы будете голосовать?» Офицеры при виде телекамеры ведут себя по-разному: одни отворачиваются и

Русские в Японии: жертвы самураев и двигатели прогресса

Русские в Японии: жертвы самураев и двигатели прогресса О русской эмиграции в Японии знают мало и у нас, и у них. Эта страна настолько экзотична, что нам трудно себе представить, как там среди гейш и самураев могут жить наши люди. Японцы, знающие, что ни гейш, ни самураев

Без тяжелых ракет, со спидом

Без тяжелых ракет, со спидом 18.04.2000Теперь, когда путинская Дума ратифицировала СНВ-2 и Россия осталась без тяжелых ракет, и старики-оборонщики, понимающие суть военных процессов, рыдают о погибели русского суверенитета, и старуха Олбрайт, с бриллиантовой жабой на животе,

ПОЧЕМУ Я ВДРУГ ЗАТОСКОВАЛ ПО СОВЕТСКОЙ ЛИТЕРАТУРЕ

ПОЧЕМУ Я ВДРУГ ЗАТОСКОВАЛ ПО СОВЕТСКОЙ ЛИТЕРАТУРЕ Сознаться сегодня в приличном обществе, что тоскуешь по советской эпохе, — примерно то же самое, как в году 25-м сознаться, что скучаешь по царизму. Расстрелять не расстреляют, но на будущее обязательно запомнят…И все же.Я

ПОЧЕМУ Я ВДРУГ ЗАТОСКОВАЛ ПО СОВЕТСКОЙ ЛИТЕРАТУРЕ

ПОЧЕМУ Я ВДРУГ ЗАТОСКОВАЛ ПО СОВЕТСКОЙ ЛИТЕРАТУРЕ Сознаться сегодня в приличном обществе, что тоскуешь по советской эпохе, — примерно то же самое, как в году 25-м сознаться, что скучаешь по царизму. Расстрелять не расстреляют, но на будущее обязательно запомнят…И все же.Я

Почему Горбачев так ненавидел наши ракеты и боялся космической гонки?

Почему Горбачев так ненавидел наши ракеты и боялся космической гонки? Прежде мне хотелось бы поискать ответа на вопрос, почему Горбачев так страстно жаждал уничтожить половину русских стратегических ракет? Он что, их подсознательно ненавидел? И почему он так боялся

Падение «Сатурна»

Падение «Сатурна» На фоне небывалых пожаров и перебоев с электричеством плачевное финансовое состояние подмосковных спортивных команд казалось не такой уж страшной трагедией, но только не для болельщиков.В январе 2010 года поклонники подмосковного футбольного клуба

Почему я вдруг затосковал по советской литературе

Почему я вдруг затосковал по советской литературе Сознаться сегодня в приличном обществе, что тоскуешь по советской эпохе, – примерно то же самое, как в году 25-м сознаться, что скучаешь по царизму. Расстрелять не расстреляют, но на будущее обязательно запомнят…И все же.Я

Караваны ракет

Караваны ракет Каждый раз, когда в эфире звучит сообщение ТАСС о запуске пилотируемых космических кораблей, люди с жадностью ловят слова диктора, уверенные в том, что сейчас услышат что-то новое, необычное, совсем непохожее на то, что уже слышали раньше. И они не

Л. Троцкий. РАБОЧИМ, КРЕСТЬЯНАМ И ВСЕМ ЧЕСТНЫМ ГРАЖДАНАМ СОВЕТСКОЙ РОССИИ И СОВЕТСКОЙ УКРАИНЫ[149]

Л. Троцкий. РАБОЧИМ, КРЕСТЬЯНАМ И ВСЕМ ЧЕСТНЫМ ГРАЖДАНАМ СОВЕТСКОЙ РОССИИ И СОВЕТСКОЙ УКРАИНЫ[149] (Воззвание Совнаркома)Английское правительство обратилось 11 июля к нам с предложением прекратить войну с Польшей и прислать наших представителей в Лондон для переговоров о

МОЛОТЫ ПРОТИВ РАКЕТ

МОЛОТЫ ПРОТИВ РАКЕТ Одна за одной прокатывались по стране волны манифестаций протеста в связи с планами вашингтонской администрации разместить в Западной Европе новые ядерные ракеты. Демонстрации проходили у военных лабораторий и испытательных полигонов,

Двигатели торговли / Автомобили / Новости

Двигатели торговли / Автомобили / Новости Двигатели торговли / Автомобили / Новости Вроде пустяки: чуть другие фары, бампер, хромированный кант поохватистее — а впечатление Chevrolet Captiva оставляет совсем другое. Достаточно было сменить облицовку от

Землю ждут кольца Сатурна

Землю ждут кольца Сатурна Юлия Новицкая 2 октября 2014 1 Общество Наука Чем опасен космический мусор — рассказывает главный научный сотрудник научно-технологического центра «Космонит», доктор технических наук, профессор А.И. Назаренко «ЗАВТРА». Андрей Иванович, более

«Кассини» сфотографировал спрятавшиеся за кольцами спутники Сатурна

«Кассини» сфотографировал спрятавшиеся за кольцами спутники Сатурна А.П. Космический зонд NASA «Кассини» сделал очередной красивый снимок. На нем запечатлены спутники Сатурна — Рея и Янус. Впрочем, небольшой Янус (111 км) на этом фото рассмотреть непросто — на нём он

Ворота Прикамья по формуле «Сатурна»

Ворота Прикамья по формуле «Сатурна» ПОМНЮ, архитектор Людмила Мельникова рассказывала, как они работали над проектом этого дома. Очень интересно рассказывала и вдруг замешкалась, подыскивая слова. Возникла вполне понятная пауза. Потому что Мельникова хотела сказать об

ТРИ СЕКРЕТА РУССКОГО КОСМОСА Почему с Байконура до сих пор взлетают ракеты

ТРИ СЕКРЕТА РУССКОГО КОСМОСА Почему с Байконура до сих пор взлетают ракеты ТРИ СЕКРЕТА РУССКОГО КОСМОСА Почему с Байконура до сих пор взлетают ракеты 0 Ольга Рубан ТРИ СЕКРЕТА РУССКОГО КОСМОСА Почему с Байконура до сих пор взлетают ракеты Громкими словами «космодром

Не давлением единым

Давление — важная, но не единственная характеристика двигателя. Самая тяжелая ракета из когда-либо успешно летавших, Saturn V, имела двигатели F1 с давлением всего 70 атмосфер. Merlin, стоящие в Falcon 9, не дотягивают до сотни, а российские «Союзы» довольствуются снова 70 — и дело не в готовности оператора тратить лишнее топливо с окислителем. Напротив, Falcon 9 оказалась одной из самых дешевых ракет на сегодняшнем рынке, и ключевую роль тут сыграла многоразовость.

Двигатели Merlin не столь мощны, как РД-180, но зато связкой из девяти таких двигателей проще управлять при снижении ракеты. Это позволило возвращать первые ступени на Землю в целом виде и после ремонта использовать повторно, так что в итоге вышло дешевле и практичнее. Не столь экстремальный двигатель проще в изготовлении и обслуживании, а еще может иметь меньшую массу, так что недостаток тяги иногда не столь уж страшен. Как уже было отмечено, двигатель сжигает топлива и окислителя на миллионы рублей, однако стоимость того же РД-180 составляет несколько миллионов долларов, а в ракете кроме двигателей есть масса иных недешевых компонентов.

Идеальный двигатель имел бы малую массу, высокое давление в камере сгорания, надежные детали и низкую стоимость. Но на практике это столь же несочетаемо, как попытка соединить тягу тепловоза с динамикой спорткара и расходом топлива мопеда.

Шанс на спасение

1 февраля 2003 года при спуске с орбиты в небе над Техасом потерял устойчивость и разрушился космический челнок «Колумбия». Смерть семерых членов экипажа была быстрой, но, вероятно, они успели осознать происходящее. Что чувствовали астронавты в эти секунды, мы уже не узнаем, но нетрудно догадаться, о чем думали после катастрофы инженеры, создавшие и готовившие к запуску многоразовый корабль: «Почему случилась катастрофа? Все ли я сделал, чтобы избежать этого? Был ли у астронавтов шанс выжить?» На последний вопрос ответ однозначен: спасти экипаж «Колумбии» было невозможно, ведь конструкция корабля просто не предусматривала этого. Фото вверху: NASA/ISC

Надежность средств, при помощи которых человек способен достичь космоса, далека от идеальной. Ракета — сложная конструкция, на 90% и более состоящая из взрывоопасного топлива. Огненный шар вспыхнувшего на старте носителя, такого как «Протон» или «Сатурн-5», — явление, внешне сходное с подрывом тактического ядерного боеприпаса и гибельное для всего живого в радиусе нескольких сотен метров от эпицентра. Но даже в нормальном полете огромные нагрузки от тяги двигателей и аэродинамических сил стремятся растрясти, смять, сломать ракету и корабль. В любой момент может случиться отказ. Поэтому с самого начала освоения космоса особое внимание разработчики уделяли системе аварийного спасения (САС) космонавтов, которая должна безупречно работать именно в тех ситуациях, когда отказывает остальное оборудование.

Если полет проходит в штатном режиме, работают все системы комплекса, кроме этой. Но случись серьезный отказ или, того хуже, авария ракеты, САС — единственный шанс сохранить жизнь экипажа. Для многих, кто интересуется космонавтикой, эта аббревиатура ассоциируется с башенкой замысловатой формы, расположенной на самой вершине ракеты-носителя. «Башенка» — это двигательная установка системы аварийного спасения (ДУ САС). Но она являет собой лишь верхушку айсберга, состоящего из множества технических приспособлений, которые позволяют специалистам на Земле держать руку на пульсе ради решения лишь одной задачи — во что бы то ни стало спасти экипаж.

Спасение на старте

Заправка ракеты «Союз» компонентами топлива — довольно опасная операция. Поэтому космонавты занимают места в корабле, только когда она завершена — за два часа до намеченного старта. После этого с ракетой обычно не производится никаких активных действий — не подаются электрические команды, не приводятся в действие клапаны и другие механизмы. Это практически исключает возможность взрыва. В случае же других нештатных ситуаций — отказа бортовых систем, резкого ухудшения погодных условий — экипаж нетрудно эвакуировать со старта, и даже спешка при этом обычно не нужна.

Куда труднее спасти космонавтов на последних этапах предстартовой подготовки, когда персонал уже покинул башню обслуживания и ракета начинает активно готовиться к запуску. Поэтому ровно за 15 минут до намеченного старта приводится в готовность двигательная установка САС. С этого момента и до подъема в верхние слои атмосферы она способна в любой момент оторвать корабль с экипажем от аварийной ракеты, увести его в сторону и обеспечить мягкую посадку.

26 сентября 1983 года к орбитальной станции «Салют-7» должен был стартовать очередной «Союз». Космонавты Владимир Титов и Геннадий Стрекалов заняли свои места, шли последние приготовления к пуску. Из бункера управления не сразу заметили, как за 108 секунд до расчетного времени старта в топливной системе первой ступени ракеты возник пожар. Более того, некоторые участники запуска поначалу приняли дым за обычную картину выхода двигателей на режим, хотя команда «зажигание» по громкой связи не объявлялась. Только через шесть секунд после визуального обнаружения пламени руководитель пуска генерал Алексей Шумилин и технический руководитель подготовки ракеты-носителя Александр Солдатенков почти одновременно подали команду на включение САС. Четыре секунды команду передавали операторы, еще чуть больше секунды работала автоматика. Взревели мощные двигатели «башенки» и выдернули «Союз» из огненного шара — за секунду до этого пламя уже полностью охватило ракету-носитель. Полет занял пять с половиной минут, после чего спускаемый аппарат приземлился в четырех километрах от горящего старта. Это был единственный случай в истории космонавтики, когда для спасения экипажа пришлось задействовать ДУ САС, и она достойно справилась со своей задачей.

Система спасения должна функционировать в любых условиях, вплоть до неуправляемого хаотичного падения ракеты. Для этого сначала основные двигатели САС отрывают спасаемую часть от ракеты и быстро уводят ее в сторону, а затем включаются управляющие двигатели, которые формируют нужную траекторию спуска. Скоротечность многих аварийных ситуаций требует от САС высокого быстродействия. Поэтому все ее двигатели — твердотопливные. По сравнению с жидкостными они проще, надежнее и быстрее набирают максимальную тягу. Но и переборщить с мощностью двигателей нельзя. Перегрузку в 20 единиц, действующую в направлении «от груди к спине», человек способен выносить всего лишь около секунды. Этого времени не хватит, чтобы увести спасаемую часть корабля на безопасное расстояние от ракеты. Приходится ограничивать тягу спасательных двигателей так, чтобы перегрузка не превышала 10—15 единиц, зато такое ускорение можно поддерживать дольше.

Первая забота

7 ноября 1963 года остров Уоллопс в американском штате Вирджиния озарился вспышкой света, сопровождавшейся чудовищным, хоть и недолгим грохотом. Опережая клубы дыма, вверх рванулся небольшой предмет в форме конуса и в считанные секунды поднялся на высоту более километра. Нет, это был не НЛО! Так проходили первые испытания САС нового космического корабля «Аполлон», который должен был доставить первых американцев на Луну . Ни ракеты-носителя «Сатурн-5», ни даже самого корабля целиком еще не существовало, а испытания САС уже провели!

Эта система настолько важна, что именно с ее создания и испытаний начинается разработка пилотируемой системы. Ракета может быть еще только в чертежах, а корабль в макете, но система спасения обязана быть готова к испытаниям. В первых (самых важных) тестах проверяется отделение корабля от ракеты, стоящей на старте. Обычно при испытаниях используется макет корабля с парашютной системой, и единственной работоспособной частью является ДУ САС с нужными подсистемами. Так начиналась разработка не только «Аполлонов». Эту процедуру прошли «Меркурии», «Союзы», транспортный корабль снабжения (ТКС) для станции «Алмаз», китайский «Шэньчжоу». А сейчас разрабатывается новейший американский лунный «Орион».

Иногда для испытания систем спасения создают специальные ракеты. Американцы для отработки САС корабля «Меркурий» сделали ракету «Литтл Джо 1», а для «Аполлона» — «Литтл Джо 2». На них проверялась работоспособность системы при максимальных скоростных напорах и в неуправляемом падении. Советские разработчики подходили к делу с еще большим размахом. Проводились экспериментальные пуски полностью снаряженных штатных ракет «Протон», которые несли «спарки» — по два возвращаемых аппарата корабля ТКС, верхний из которых был оснащен САС. Все это нужно для того, чтобы обеспечить высочайшую надежность системы в пилотируемом полете. «Протон» подвел создателей ТКС лишь один раз, и тогда САС спасла верхний возвращаемый аппарат «спарки».

Куда больше неприятностей обрушилось на лунную программу. Во время запусков беспилотных кораблей Л-1 («Зонд») для облета Луны САС четырежды спасала спускаемые аппараты при авариях «Протона». Она без замечаний справлялась со своей задачей на всех участках выведения — от момента максимального аэродинамического сопротивления до отказа последней ступени ракеты. При аварийных пусках лунного носителя Н-1 САС также работала нормально.

Три ступени «успеха»

Сатурн 5 ракета носитель обладала последовательным расположением ступеней и была выполнена по трехступенчатой схеме. На первую ступень были установлены пять жидкостных (кислородно-керосиновых) ракетных двигателей F-1, которые и на данный момент остаются наиболее мощными из когда-либо летавших однокамерных ракетных двигателей. Вторая ступень была оснащена пятью двигателями, работающими на топливной паре из жидкого водорода и жидкого кислорода. А третья ступень — одним водородно-кислородным жидкостным ракетным двигателем, аналогичным использованному на предыдущей ступени.

Скайлэб [ ]

Последний запуск «Сатурн-5», выводящий на низкую околоземную орбиту орбитальную станцию «Скайлэб»

Основная статья: Скайлэб

Орбитальная станция «Скайлэб» была изготовлена из неиспользованной второй ступени ракеты-носителя «Сатурн-1Б» — S-IVB. Первоначально планировалось, что ступень будет преобразована в орбитальную станцию уже непосредственно на околоземной орбите: после того как она будет выведена на орбиту в качестве действующей ракетной ступени, освободившийся бак жидкого водорода должен был быть дооснащён и конструкция превратилась бы в орбитальный модуль. Однако после отмены (в 1970 г., вследствие резкого урезания перспективного бюджетаНАСА) миссии «Аполлон-20», а затем и отмены (в том же году) полетов «Аполлонов −18 и −19» к Луне, НАСАотказалось от этого плана — теперь в её распоряжении оставалось три неиспользованных ракеты-носителя «Сатурн-5», которые могли вывести на орбиту полностью оснащенную орбитальную станцию без необходимости использования её в качестве ракетной ступени.

Орбитальная станция «Скайлэб» была запущена 14 мая 1973 года с помощью двухступенчатой модификации ракеты-носителя «Сатурн-5».

С 1964 года по 1973-й из федерального бюджета США было выделено на программу «Сатурн-5» 6,5 миллиардадолларов. Максимум пришелся на 1966 год — 1,2 миллиарда [10] . С учетом инфляции на программу «Сатурн-5» было за этот период потрачено 47.25 миллиардов долларов в ценах 2014 года [11] . Приблизительная стоимость одного запуска «Сатурн-5» составляла 1,19 миллиарда долларов в ценах 2014 года.

Одна из главных причин досрочного прекращения лунной программы США после трех облетов Луны пилотируемыми кораблями (в том числе один — «Аполлон-13» — аварийный) и шести успешных высадок на Луну (первоначально планировались два облета пилотируемыми кораблями и 10 высадок) была её высокая стоимость. Так, в 1966 году НАСА получила самый большой (если учитывать инфляцию) бюджет за свою историю — 4,5 миллиарда долларов (что составляло около 0,5 процента тогдашнего ВВП США).