Szaturnusz-5

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. december 9-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 9 szerkesztést igényelnek .
Szaturnusz-5

Az első Saturn 5 rakéta (AS-501) az indítóálláson, az Apollo 4 kilövése előtt . Fotó : NASA
Általános információ
Ország  USA
Család Szaturnusz
Célja gyorsító
Gyártó Boeing ( S-IC )
észak-amerikai ( S-II )
Douglas ( S-IVB )
Főbb jellemzők
Lépések száma 3
Hossz (MS-vel) 110,6 m
Átmérő 10,1 m
kezdősúly 2965 tonna az Apollo 16 indításakor [1]
Hasznos teher tömege
 • a  LEO -nál ≈140 tonna (az Apollo űrszonda kötege és a hordozó harmadik fokozata a többi üzemanyaggal). A harmadik szakasz a hasznos teher volt, mivel ez vitte a hajót a Holdra.
 • a Hold felé vezető pályán 43,5 t [2]
Indítási előzmények
Állapot a program lezárult
Indítási helyek Indítsa el a Complex LC-39-et , John F. Kennedy Űrközpont
Indítások száma 13
 • sikeres 12
 • sikertelen 0
 • részben
00sikertelen		 1 ( Apollo 6 )
Első indítás 1967. november 9
Utolsó futás 1973. május 14
Első szakasz - S-IC
kezdősúly 2290 tonna
Menetelő motorok 5 × F-1
tolóerő 34 343 kN (teljesen a talaj közelében)
Specifikus impulzus 263 s (2580 N s/kg)
Munkaórák 165 s
Üzemanyag kerozin
Oxidálószer folyékony oxigén
Második szakasz - S-II
kezdősúly 496,2 tonna
Menetelő motorok 5 × J-2
tolóerő 5096 kN (összesen vákuumban )
Specifikus impulzus 421 s (4130 N s/kg)
Munkaórák 360 s
Üzemanyag folyékony hidrogén
Oxidálószer folyékony oxigén
Harmadik szakasz - S-IVB
kezdősúly 132 tonna
fenntartó motor J-2
tolóerő 1019,2 kN ( vákuumban )
Specifikus impulzus 421 s (4130 N s/kg)
Munkaórák 165 + 335 s (2 fordulat)
Üzemanyag folyékony hidrogén
Oxidálószer folyékony oxigén
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

A Saturn-5 ( eng.  Saturn V ) egy amerikai szupernehéz hordozórakéta a Saturn családhoz . Használták a Holdra való emberes leszállás végrehajtására és az Apollo-program előkészületeire , valamint kétlépcsős változatban a Skylab orbitális állomásának alacsony Föld körüli pályára bocsátására . Vezető tervező - Wernher von Braun .

A Saturn-5 rakéta méretét, tömegét, teljesítményét és teherbírását tekintve továbbra is a legnagyobb az emberiség által eddig megalkotott rakéták közül, amelyek hasznos terhet állítottak pályára, megelőzve a későbbi Space Shuttle -t , az Energia -t és a Falcon Heavy -t [3 ] [4 ] ] . A rakéta 141 tonna hasznos terhet szállított az alacsony földi pályára (amely magában foglalja az Apollo űrszondát és az utolsó fokozatot a megmaradt üzemanyaggal a bolygóközi repülés felgyorsítására), valamint 47 tonna hasznos terhet (65,5 tonna a 3-as és hordozófokozattal együtt). A Skylab állomás indításakor pályára állított össztömeg 147,36 tonna volt, beleértve a Skylab állomást orrcsővel - 88,5 tonna és a második fokozatot a maradék üzemanyaggal és az elválasztatlan adapterrel.

A hordozórakéta három lépcsős séma szerint készül, a szakaszok egymás utáni elrendezésével.

Az első szakaszban öt F-1 oxigén-kerozin rakétahajtóművet telepítettek , amelyek a mai napig a valaha repült legerősebb egykamrás rakétamotorok.

A második fokozatba öt J-2 hajtómű került beépítésre , amelyek folyékony hidrogén-folyékony oxigén üzemanyagpárral működtek, a harmadikra ​​pedig egy hidrogén-oxigén rakétamotor, hasonlóan a második lépcsőben használthoz.

Fejlesztés

C-1-től C-4-ig

1960-tól 1962 elejéig az Űrrepülési Központban George Marshall , a NASA fontolóra vette a Saturn C sorozatú hordozórakéták (Saturn C-1, C-2, C-3, C-4) projektjeit a megvalósításhoz (kivéve a Saturn C-1- et, amelyet csak alacsony Föld körüli pályára történő repülésre szántak) A Saturn C-1 projektet ezt követően a Saturn-1 , egy emberes Holdra repülés során [5] .

A C-2, C-3 és C-4 projektek keretében kifejlesztett hordozórakétákkal egy holdhajót kellett volna a Föld körüli pályára állítani, majd be kellett volna lépnie a Holdra, majd leszállni a Holdra és felszállni a Holdról. Egy ilyen hajó tömege a Föld-közeli pályán különböző projektek szerint körülbelül 140 tonnától több mint 300 tonnáig terjedhetett volna.

A " Saturn S-2 "-nek egy 21,5 tonnás rakományt kellett volna alacsony föld körüli pályára bocsátania, e projekt szerint tizenöt kilövésben kellett volna összeszerelni egy hajót a Holdra való repüléshez [6] .

A Saturn C-3 projekt egy háromlépcsős hordozórakéta létrehozását szorgalmazta, amelynek első szakaszában két F-1- es, a másodikban négy J-2- es hajtóművet szereltek be , a harmadik szakaszban pedig a a Saturn hordozórakéta második fokozata -1" - S-IV . A Saturn C-3-nak 36,3 tonnás rakományt kellett volna alacsony Föld körüli pályára bocsátania, és e projekt szerint a Holdra leszállót négy-öt kilövésben kellett volna összeszerelni [7] .

A Saturn C-4- nek is háromfokozatú rakétának kellett volna lennie, amelynek első fokozata négy F-1-es hajtóművel rendelkezett, a második fokozat megegyezett a C-3-mal, a harmadik fokozat pedig a S-IVB  - az S szakasz kibővített változata -IV. A Saturn C-4-nek 99 tonnás rakományt kellett volna alacsony Föld körüli pályára állítania, és e projekt szerint a holdjárművet két kilövésben kellett volna összeszerelni [8] .

C-5

1962. január 10-én a NASA közzétette a Saturn C-5 hordozórakéta megépítésének terveit. Az első szakaszban öt F-1-es, a másodikban öt J-2-es, a harmadikban pedig egy J-2-es motort kellett beszerelni [9] . Az S-5-nek egy 47 tonnás rakományt kellett volna a Hold felé pályára állítania .

1963 elején a NASA végül egy emberes Hold-expedíció sémáját választotta (a fő hajó a Hold körüli pályán marad, míg egy speciális holdmodul landol rajta ), és új nevet adott a Saturn C-5 hordozórakétának. - Szaturnusz-5.

Műszaki adatok

Lépések

A "Saturn-5" három szakaszból állt: S-IC - az első szakasz, S-II - a második és S-IVB - a harmadik. Mindhárom lépésben folyékony oxigént használtak oxidálószerként . Az üzemanyag az első szakaszban kerozin volt , a második és harmadik szakaszban pedig folyékony hidrogén

Első szakasz, S-IC

Az S-IC- t a Boeing gyártotta . A színpadot öt F-1 oxigén-kerozin motor hajtotta , amelyek együttes tolóereje meghaladta a 34 000 kN -t . Az első szakasz körülbelül 160 másodpercig működött, a következő szakaszokat és a hasznos terhet körülbelül 2,7 km/s sebességre gyorsította (tehetetlenségi referenciakeret; 2,3 km/s a talajhoz képest), majd körülbelül 70 kilométeres magasságban vált el egymástól [10 ] . A szétválás után a színpad körülbelül 100 km magasra emelkedett, majd az óceánba esett. Az öt motor közül az egyik a színpad közepén volt rögzítve, a másik négy pedig szimmetrikusan a széleken, a burkolatok alatt helyezkedett el, és forgatható volt a tolóerővektor szabályozásához. Repülés közben a központi hajtóművet korábban lekapcsolták a túlterhelés csökkentése érdekében. Az első lépcső átmérője 10 méter (burkolatok és aerodinamikai stabilizátorok nélkül), magassága 42 méter.

Második szakasz, S-II

Az S-II- t az észak-amerikaiak gyártották . A szakaszban öt J-2 oxigén-hidrogén motort használtak , amelyek összesen körülbelül 5100 kN tolóerőt produkáltak . Az első szakaszhoz hasonlóan egy motor volt a közepén, a külső körön pedig négy másik, amelyek elforgathatták a tolóerő vektorát. A második szakasz magassága 24,9 méter, átmérője 10 méter, akárcsak az elsőé. A második fokozat körülbelül 6 percig működött, 6,84 km/s sebességre gyorsította fel a hordozórakétát, és 185 km-es magasságra hozta [11] .

Harmadik szakasz, S-IVB

Az S-IVB- t a Douglas (1967 óta a McDonnell Douglas ) gyártotta. A szakaszban egyetlen J-2 motor volt , amely folyékony oxigént használt oxidálószerként és folyékony hidrogént üzemanyagként (hasonlóan az S-II második fokozathoz ). A fokozat több mint 1000 kN tolóerőt fejlesztett ki . Lépcsőméretek: magasság 17,85 méter, átmérő 6,6 méter. A Holdra való repülés során a színpadot kétszer kapcsolták be, először 2,5 percre, hogy az Apollót alacsony földi pályára hozzák, másodszor pedig azért, hogy az Apollót a Hold felé tartó pályára állítsák.

Megbízhatósági képzési program

A Saturn-5 repülés előtti tesztelésének jellemzője a rakétarendszer példátlan mennyiségű földi tesztelése volt. A NASA Pilóta Repülési Igazgatóságának egyik vezetője, George Edwin Miller , aki e kérdésért felelős, az összes rakétarendszer és mindenekelőtt a rakétahajtóművek földi próbapadi tesztelésére támaszkodott . Világosan és meggyőzően megmutatta, hogy csak a munkavégzés egyértelmű felosztása a földi és a repülési szakaszokra teszi lehetővé a Holdra való repülés határidejének betartását. Ehhez drága padszerkezeteket építettek , amelyek mind az egyes F-1, mind a J-2 hajtóművek, valamint a rakéta teljes első és második fokozatának tűztechnológiai tesztjeinek (OTI) elvégzéséhez szükségesek [12] [13] [14] .

Összeszerelés

Közlekedés

A Saturn-5 rakétákat speciális hernyószállítókkal ( angol  lánctalpas szállító ) szállították az indítóállásra . Abban az időben (1965-1969; a 4250 W- os sétáló kotrógép megjelenéséig, 1969-ig ) ezek voltak a világ legnagyobb és legnehezebb példányai az önjáró szárazföldi járműveknek. Ezek a szállítók a világ legnagyobb és legnehezebb lánctalpas járművei is maradtak egészen 1978-ig (amikor a Bagger 288 kotrógép megjelent ).


Skylab

A Skylab orbitális állomás a Saturn-1B hordozórakéta - S-IVB - kihasználatlan második fokozatából készült . Eredetileg úgy tervezték, hogy a színpadot már közvetlenül a Föld-közeli pályán keringő állomássá alakítanák át: miután a külső hasznos teherrel együtt aktív rakétafokozatként pályára állítanák, a megüresedett folyékony hidrogéntartályt alakítanák át. az érkező űrhajósok által egy lakossági orbitális modulba, bár lőrés nélkül . Azonban az Apollo 20 küldetés törlése (1970-ben, a NASA várható költségvetésének jelentős csökkentése miatt ) , majd az Apollo 18 és 19 Holdra tartó repülésének törlése (ugyanabban az évben) után a NASA felhagyott. ezt a tervet - most már három használaton kívüli Saturn V hordozórakéta állt a rendelkezésére, amelyek egy teljesen felszerelt orbitális állomást tudtak pályára állítani anélkül, hogy rakétaszínpadként kellene használni.

A Skylab orbitális állomást 1973. május 14-én bocsátották fel a Saturn-5 hordozórakéta kétlépcsős módosításával.

Elindul a Saturn 5

1967-73-ban 13 alkalommal indították el a Saturn-5 hordozórakétát. Mindegyik sikeresnek minősül [15] .

Sorozatszám Hasznos teher Kezdő dátum Leírás
SA-501 Apollo 4 1967. november 9 Első próbarepülés
SA-502 Apollo 6 1968. április 4 Második tesztrepülés
SA-503 Apollo 8 1968. december 21 Az első emberes átrepülés a Holdon .
SA-504 Apollo 9 1969. március 3 Föld körüli pálya. Holdmodul tesztek .
SA-505 Apollo 10 1969. május 18 Hold körüli pálya. Holdmodul tesztek.
SA-506 Apollo 11 1969. július 16 Az első emberes repülés a Holdra való leszállással a Nyugalom tengerében [16] .
SA-507 Apollo 12 1969. november 14 Leszállás a Surveyor -3 automata bolygóközi állomás közelében a Viharok óceánjában .
SA-508 Apollo 13 1970. április 11 Repülési baleset. A Hold repülése. A csapat meg van mentve.
SA-509 Apollo 14 1971. január 31 Leszállás a Fra Mauro kráter közelében .
SA-510 Apollo 15 1971. július 26 Leszállás a Marsh of Decayban az Esőtenger délkeleti peremén . Az első " Lunar Rover " (amerikai szállító holdjáró).
SA-511 Apollo 16 1972. április 16 Leszállás a Descartes kráternél .
SA-512 Apollo 17 1972. december 7 Az első és egyetlen éjszakai kezdés. Leszállás a Holdon a Taurus- Littrov -völgy Tiszta tengerében . Az utolsó holdrepülés az Apollo - program keretében.
SA-513 skylab 1973. május 14 Apollo 18/19/20. Aztán frissítve egy kétlépcsős verzióra. A Skylab pályára állt
SA-514 - - Apollo 18/19/20-ra készült, de soha nem volt használva.
SA-515 - - Apollo 18/19/20. Akkor a Skylab tartalékának szánták, de soha nem használták.

Költség

1964 és 1973 között 6,5 milliárd dollárt különítettek el az Egyesült Államok szövetségi költségvetéséből a Saturn V programra . A maximum 1966-ban volt – 1,2 milliárd [17] . Az inflációval kiigazítva a Saturn V program 47,25 milliárd dollárt költött 2014 -es árakon ebben az időszakban [18] . A Saturn V egyetlen kilövésének hozzávetőleges költsége 1,19 milliárd dollár volt 2014-es árakon.

Az egyik fő oka az amerikai holdprogram korai leállításának, miután három emberes űrrepülőgéppel átrepült a Holdon (köztük egy - " Apollo 13 " - vészhelyzet) és hat sikeres holdraszállás (két emberes űrhajó általi átrepülés és 10 leszállás) eredetileg tervezték) volt a magas költsége . Így 1966-ban a NASA megkapta történetének legnagyobb (inflációval kiigazított) költségvetését - 4,5 milliárd dollárt (ami az Egyesült Államok akkori GDP -jének körülbelül 0,5%-a ).

Értékelések

<B> Az SZKP Központi Bizottsága Ustinov D.F. elvtársnak.

Beszámolok a Szovjetunióban a rakéta- és űrprogramok végrehajtásával kapcsolatos főbb megfontolásokról a közelmúlt eseményeinek tükrében.

1. A Szovjetunió 1957-ben nyitotta meg az űrkorszakot, és most először tett számos figyelemre méltó alapvető lépést az űrkutatásban. Az elmúlt néhány évben azonban egyik pozíciót a másik után veszítettük el az Egyesült Államokkal szemben, mivel ez az ország előrelépett az űrhajózás fejlődésében.

Jelenleg a világ közvéleménye az Egyesült Államok vezető pozícióját értékeli az emberi tevékenység ezen területén.

Az Egyesült Államok legfőbb vívmánya, amely minden ország népére a legerősebb benyomást teszi, az, hogy sikeresen repülték a világ legerősebb, 127 tonna hasznos teherbírású hordozórakétáját (LV) a mesterséges repülőgép referenciapályáján. műhold és repülni a Hold körül három űrhajós segítségével ezt az LV egy űrszonda "Apollo 1968 végén. Ezenkívül 1969 május-júniusában az Egyesült Államok szándékában áll leszállni a Holdra. <…>

- Glushko akadémikus ; 1969.01.29.; boltív. #2583 (9-13) [19] A Szovjetunió katonai-ipari vezetése a Saturn-5-ről

<В> Az SZKP Központi Bizottsága <…> Az UR-500 hazai hordozórakéta műholdpályára bocsátott maximális teherbírása 20 tonna, míg az Egyesült Államoknak van egy Saturn-5 hordozórakétája, amelynek hasznos teherbírása legfeljebb 20 tonna. 135 tonna.A nehézhordozó jelenléte az Egyesült Államokban lehetővé tette egy egyedülálló Skylab orbitális állomás létrehozását, amelynek tömege a hajóval együtt 91 tonna. Az Egyesült Államok a Saturn 5 hordozórakéta segítségével végrehajtotta az Apollo Hold-expedíciós programot, és meggyőző fölényt ért el a Holdra irányuló, emberes repülések terén. A rangos feladatok mellett az amerikai Saturn-Apollo program erős politikai visszhangot váltott ki, és jelentősen növelte az Egyesült Államok tudományos és műszaki potenciálját <…>

- L. Smirnov , S. Afanasiev , V. Kulikov , M. Keldysh , V. Glushko ; 4.11.1974; boltív. 13216. sz., l. 192-195 [20]

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Hitt, David Mi volt a Szaturnusz V? (angol) (elérhetetlen link) . Rakéta . Washington: NASA Educational Technology Services. Letöltve: 2014. május 1. Az eredetiből archiválva : 2012. október 11..   
  2. ↑ NASA – Saturn  V. www.nasa.gov . Letöltve: 2022. január 18. Az eredetiből archiválva : 2022. január 14..
  3. ↑ A szovjet N-1 hordozórakéta 1. fokozatú tolóereje 45-ről több mint 50 MN volt  – ez csaknem másfélszerese a Saturn-5-nek –, de mind a 4 kilövés sikertelen volt, a rakomány egyik kilövésnél sem került pályára. .
  4. ↑ A Saturn-5 maximális teherbírását az utolsó fokozat tömegével veszik figyelembe, míg az Energia rakéta 105 tonnás rakétát állított pályára egy északibb kozmodrómból .
  5. ↑ Zheleznyakov, 2017 , A Saturn sorozat kilövőjárművei, p. 33.
  6. ↑ Saturn C-2 az Encyclopedia Astronautica-ban . Letöltve: 2008. július 19. Az eredetiből archiválva : 2012. június 17.
  7. ↑ Saturn C-4 az Encyclopedia Astronautica-ban . Letöltve: 2008. július 21. Az eredetiből archiválva : 2012. június 17.
  8. ↑ Saturn C-3 az Encyclopedia Astronautica-ban . Hozzáférés időpontja: 2008. július 19. Az eredetiből archiválva : 2015. augusztus 24.
  9. ↑ Bilstein, Roger E. Stages to Saturn : A Technological History of the Apollo/Saturn Launch  . - DIANE Kiadó, 1999. - P. 59-61. Archivált 2017. február 2-án a Wayback Machine -nél
  10. ↑ Saturn V News Reference: First Stage Fact Sheet
  11. ↑ Saturn V News Reference: Second Stage Fact Sheet
  12. ↑ Rahmanyin, 2013 , p. 38.
  13. ↑ Mozzhorin, 2000 : "...az amerikaiak hatszor olyan magabiztosan szálltak le a Holdon, pontosan azért, mert mindegyik hordozójuk átesett a Földön egy tűzpróbán, és az azonosított hibákat mind a 20 hordozón kiküszöbölték."
  14. ↑ Az S-IC első szakaszának tüzelési technológiai tesztjei . A NASA Marshall Űrrepülési Központjának videója. 6 perc.YouTube logó 
  15. ↑ V. P. Glushko (szerk.). Kozmonautikai enciklopédia. - Moszkva: Szovjet Enciklopédia, 1985. - 585 p.
  16. ↑ A Saturn V hordozórakéta repülésértékelési jelentése - AS-506 Apollo 11 küldetés  //  George C. Marshall űrrepülési központ : Tudományos és Technológiai Jelentés / Saturn repülésértékelő munkacsoport. - 1969. - szeptember 20. — P. 1-280 .
  17. ↑ Az Apollo program költségvetési előirányzatai . NASA . Hozzáférés dátuma: 2008. január 16. Az eredetiből archiválva : 2012. február 9..
  18. ↑ Az Inflációs kalkulátor (lefelé irányú kapcsolat) . Hozzáférés dátuma: 2008. december 16. Az eredetiből archiválva : 2007. július 21. 
  19. ↑ V. P. Glushko levelei és dokumentumai az RSC Energia archívumából. S. P. Koroleva (1944-1980). 1969. 01. 29-i levél // V. P. Glushko akadémikus / Sudakov V. S. - Himki: NPO Energomash, 2008. - T. 1. - P. 106. - 129 p. - 250 példány.
  20. ↑ V. P. Glushko levelei és dokumentumai az RSC Energia archívumából. S. P. Koroleva (1974-1988). 1974. 11. 04 -i levél // V. P. Glushko akadémikus / Sudakov V. S. válogatott munkái - Himki: NPO Energomash, 2008. - V. 3. - 139 p. - 250 példány. Archiválva : 2017. október 25. a Wayback Machine -nál

Irodalom

  • Zheleznyakov A. B. "Szaturnusz-5". Wernher von Braun holdóriása. - M . : Eksmo, 2017. - 176 p. — ISBN 978-5-699-94274-9 .
  • Paul Eisenstein. Legnagyobb motor: Saturn-V "Popular Mechanics". 2003. június
  • Levantovsky V. I. Az űrrepülés mechanikája elemi előadásban. - M. : Nauka, 1970. - 492 p.
  • Alexandrov V. A., Vladimirov V. V., Dmitriev R. D. és mások. Indítójárművek. - M . : Katonai Könyvkiadó, 1981. - 315 p.
  • Rakhmanin V.F. A H1 hordozórakéta fejlesztésének problémás kezdete és drámai vége  // Dvigatel: folyóirat. - M. , 2013. - 5. szám (89) . - S. 36-42 .
  • Yu. A. Mozzhorin és mások. Holdprogram // Így volt... Yu. A. Mozzhorin emlékiratai . Mozzhorin kortársai emlékirataiban / N.A. Anfimov , V.I. Lukjascsenko, A.D. Bruszilovszkij. - M . : Nemzetközi Oktatási Program, 2000. - 568 p. - 2500 példány.  - ISBN 5-7781-0053-1 .

Linkek

 Amerikai rakéta- és űrtechnológia
Indítójárművek üzemeltetése
Indítójárművek fejlesztés alatt
Elavult hordozórakéták
Booster blokkok
Gyorsítók
  • UA-1205
  • UA-1207
  • Castor-IVA
  • Castor-120
  • RS-68
  • DRÁGAKŐ
  • Orbus-21D
  • SRM
  • SRMU
  • SRB
* - Japán projektek amerikai rakétákkal vagy színpadokkal; dőlt  – az első járat előtt törölt projektek
 Nehéz és szupernehéz hordozórakéták _
USA
Szovjetunió / Oroszország
Kína
Európai Unió ( ESA )
Japán
India
  • ULV-HLV/SHLV *
(ST) - szupernehéz hordozórakéta; * - fejlesztésben;     dőlt betű  – nincs kihasználva;     félkövér – jelenleg működik.