Roketi ya kwanza ya Saturn-5: hakiki, sifa na ukweli wa kuvutia

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Kulingana na maendeleo ya muongo wa kwanza wa karne ya 21, roketi ya Saturn-5 (iliyotengenezwa Marekani) ndiyo yenye nguvu zaidi kati ya ndugu zake. Muundo wake wa hatua tatu uliundwa katika miaka ya sitini ya karne iliyopita na ilikusudiwa kumtoa mtu kwenye uso wa mwezi. Meli zote muhimu, ambazo zilikabidhiwa dhamira ya kuchunguza satelaiti asili ya sayari yetu, zilipaswa kuunganishwa nayo.

Kulingana na mpango wa Apollo, moduli ya mwezi iliambatishwa kwenye roketi, na kuwekwa ndani ya adapta yake, na mwili wa obita uliunganishwa kwayo. Mpango kama huo wa uzinduzi ulifanya mambo mawili mara moja. Kweli, pia kulikuwa na modeli ya hatua mbili, ambayo ilitumiwa mara moja tu wakati wa uzinduzi wa kituo cha anga cha kwanza kabisa cha Marekani katika obiti - Skylab.

Programu ya Mwezi: hadithi au ukweli?

Imepita karibu nusu karne,lakini mazungumzo kuhusu mpango wa mwezi uliobuniwa yanaendelea bila kukoma. Mtu ana uhakika kwamba kutuma wanaanga kwa mwezi kwa kutumia roketi ya Saturn-5 ni udanganyifu. Kwa watu kama hao, ushahidi wowote wa mafanikio makubwa ya Wamarekani ni wa kigeni, na, kulingana na wao, video zilifanywa bila kuruka nje ya sayari ya Dunia.

Wakati mwingine huvumi kuwa Zohali iliyojengwa kwa umaridadi ni bora mno kuwa halisi. Hata kama mpango wa Zohali ulifanyika, kwa nini Waamerika hawakuuendeleza, wakitoa mfano wa upotezaji wa nyaraka zote za muundo wa roketi ya Saturn-5, na kuanza kutoa shuttles zilizogharimu mara nyingi zaidi? Kwa nini ilikuwa muhimu kuanza mtiririko mzima wa kutengeneza roketi kama hiyo kutoka mwanzo? Na inawezekanaje kupoteza ramani ya kiteknolojia kwa ajili ya utengenezaji wa roketi ya Saturn-5? Baada ya yote, hii si chembe ya mchanga kwenye ufuo wa mchanga.

Kwa ujumla, roketi ya Saturn-5 ni ya kwanza ya aina yake, iliyoundwa sio tu kuwapeleka wanaanga Mwezini, bali pia kuwarudisha nyumbani kwa mafanikio. Zaidi ya hayo, kutua na vifaa vyote, ikiwa ni pamoja na moduli ya mwezi na abiria wawili hai, ilipaswa kuwa laini sana na laini, vinginevyo ingekuwa ndege yao ya mwisho. Sehemu ya misa iliweza kutenganishwa kwa kukata moduli ya mwezi kutoka kwa meli ya amri, ambayo, kwa upande wake, ilibaki kwenye mzunguko wa mwezi na kusubiri kukamilika kwa kazi zote.

Roketi ya Marekani "Saturn-5" inaweza kuinua na kuweka kwenye obiti hadi 140tani za mizigo. Lakini, kwa mfano, roketi nzito inayotumiwa zaidi "Proton" inaweza kubeba tani 22 tu kwenye "mwili" wake. Tofauti ya kuvutia, sivyo?

Kama unavyojua, Saturn kadhaa zilitolewa, na ya mwisho ilizindua kituo cha anga cha Skylab chenye uzito wa tani 77. Ilikuwa kubwa sana kwamba ikiwa sehemu ya kumbukumbu ilipotea ndani, mwanaanga alining'inia angani kwa dakika kadhaa, akingojea upepo kutoka kwa mfumo wa uingizaji hewa. Kwa kweli, Mir pekee, ambayo ilikuwa na moduli kadhaa, ilivunja rekodi hii. Lakini ni roketi ya Saturn-5 ambayo bado ni mradi kabambe zaidi duniani na mashine yenye nguvu zaidi ya angani, rekodi ambayo hakuna gari lingine la uzinduzi ambalo bado limeweza kushinda.

Historia ya Zohali V

Mwanzoni mwa maisha yake, meli inakabiliwa na matatizo kwa njia ya uzinduzi usiofanikiwa kwa ushiriki wa mfumo usio na rubani, usiorekebishwa vizuri. Hii ilifuatiwa na kukataa kurudia mtihani usio na mtu, lakini kila kitu kiliisha na mwisho wa "furaha", tangu 1968 hadi 1973 kulikuwa na uzinduzi wa mafanikio wa mipango kumi ya nafasi ya Apollo na kituo cha nafasi cha Skylab kilichotajwa hapo juu. Na kisha gari la uzinduzi wa Saturn-5 inakuwa maonyesho ya makumbusho, na uzalishaji wake na uendeshaji zaidi umesimamishwa kabisa. Kipindi hiki kinaendelea hadi leo.

Hali za kuvutia

Marekani ilianza kutengeneza roketi ya Saturn mnamo 1962, na miaka minne baadaye jaribio la kwanza.ndege. Kwa usahihi, mtihani huo ulishindwa kabisa, tangu hatua ya pili ya roketi, iliyowekwa ili kuzinduliwa kwenye tovuti ya mtihani karibu na St. Kulingana na rekodi za kihistoria, kukimbia bila rubani kwa roketi ilicheleweshwa kila wakati kwa sababu ya milipuko na mapungufu mengi, lakini mnamo msimu wa 1967, Wamarekani bado waliweza kufanikiwa. Walakini, katika hatua ya pili ya jaribio la programu ya Apollo 6, jaribio la majaribio lisilo na rubani lilishindwa tena. Kati ya injini tano zilizopatikana katika hatua ya kwanza, ni tatu tu zilizowekwa, injini katika hatua ya tatu haikuanza kabisa, na baada ya hapo muundo wote ulianguka bila kutarajia kwa kila mtu.

Licha ya hili, siku kumi baadaye uamuzi ambao haujawahi kufanywa ulifanywa wa kutuma gari la uzinduzi la Saturn V bila kufanya majaribio tena Mwezini. Baada ya yote, usisahau kuhusu Vita Baridi na USSR na mbio za silaha. Kila mtu alikuwa na haraka na, hata kwa kuogopa matokeo mabaya yasiyoweza kurekebishwa, bado waliamua kushinda satelaiti asilia ya Dunia bila kurusha jaribio la tatu.

Hapo juu ilisemwa juu ya kutoweka kwa fumbo kwa nyaraka za kiufundi na sifa za roketi ya Saturn-5, lakini kwa kweli Wamarekani wanakanusha habari hii na kuiita baiskeli. Hadithi hii ilionekana nyuma mnamo 1996 katika kitabu cha kisayansi kuhusu historia ya malezi ya unajimu. Kwa ufupi, mwandishi aliripoti katika mistari yake kwamba NASA ilipoteza tu ramani. Lakini kulingana na mfanyakazi wa NASA Paul Shawcross, ambaye alishikilia wadhifa katika kitengo hicho kwaukaguzi wa ndani, michoro kwa kweli haikubaki, lakini uzoefu na "ubongo" wa uhandisi ulibakia sawa: data yote iliwekwa katika vipande vidogo vya filamu ya picha - microfilm.

Maalum

Je, sifa kuu za kiufundi za roketi ya Saturn-5 ni zipi? Hebu tuanze na ukweli kwamba urefu wake ulifikia mita 110, na kipenyo chake - kumi, na kwa vigezo hivyo inaweza kuzindua hadi tani 150 za mizigo kwenye nafasi, na kuiacha katika obiti ya karibu ya Dunia.

Katika toleo la kawaida, ina hatua tatu: katika injini mbili za kwanza, injini tano kila moja na ya tatu, moja. Mafuta ya hatua ya kwanza yalikuwa katika mfumo wa mafuta ya taa ya RP-1 na oksijeni ya kioevu kama kioksidishaji, na kwa hatua ya pili na ya tatu ilikuwa katika mfumo wa hidrojeni kioevu na oksijeni kioevu kama kioksidishaji. Msukumo wa uzinduzi wa injini za roketi ya Saturn-5 ulikuwa tani 3,500.

Muundo wa roketi

Sifa ya muundo wa roketi ni mgawanyiko unaovuka katika hatua tatu, yaani, kila hatua imewekwa juu ya ile ya awali. Mizinga ya kubeba ilikuwepo katika hatua zote. Hatua ziliunganishwa kwa njia ya adapters maalum. Sehemu ya chini ilitengwa pamoja na mwili wa hatua ya kwanza, na sehemu ya juu ya annular ilitenganishwa makumi ya sekunde baada ya kuanza kwa injini za hatua ya pili. "Mpango baridi" wa utengano wa hatua ulifanya kazi hapa, yaani, hadi ile ya awali ipotee, injini kwenye inayofuata haitaweza kuanza.

Mbali na injini za kuanzia, kulikuwa na injini za propela breki kwenye ngazi.kuzindua gari "Saturn-5". Mbuni wake, Wernher von Braun, alizitumia kuweka hatua na kazi ya kutua kibinafsi. Pia katika sehemu ya hatua ya tatu kulikuwa na kizuizi cha ala ambapo roketi ilidhibitiwa.

Muundo wa hatua ya kwanza

Boeing maarufu duniani imekuwa mtengenezaji wake. Kati ya zote tatu, ilikuwa hatua ya kwanza ambayo ilikuwa ya juu zaidi, urefu wake ulikuwa mita 42.5. Wakati wa kufanya kazi - kama sekunde 165. Ikiwa tutazingatia hatua kutoka chini kwenda juu, basi katika muundo wake unaweza kupata moja kwa moja chumba yenyewe na injini tano, tanki ya mafuta na mafuta ya taa, chumba cha tanki, tanki iliyo na oxidizer kwa namna ya oksijeni ya kioevu na sketi ya mbele.

Katika sehemu ya injini kulikuwa na injini kubwa zaidi za Saturn-V - F-1, zilizotengenezwa na kampuni ya Kimarekani ya Rocketdyne. Mfumo wa propulsion yenyewe ulijumuisha moja kwa moja ya muundo wa nguvu, vitengo vya kuimarisha na ulinzi wa joto. Moja ya injini iliwekwa katikati katika nafasi iliyowekwa, na nyingine nne zilisimamishwa kwenye gimbals. Pia, viunzi viliwekwa kwenye mitambo ya kando ya umeme ili kulinda injini dhidi ya mizigo ya aerodynamic.

Katika sehemu ya mafuta kulikuwa na mabomba matano yanayopitisha kioksidishaji kwenye mafuta kuu, ambayo tayari yalikuwa yametolewa tayari kwa kutumia mabomba kumi kwenye injini. Sketi hiyo ilikuwa na kazi ya kuunganisha hatua ya kwanza na ya pili. Wakati safari za ndege za Apolo wa nne na wa sita zilipofanywa.kamera ziliambatishwa kwenye muundo ili kufuatilia utendakazi wa mtambo wa kuzalisha umeme, utengano wa hatua na udhibiti wa oksijeni kioevu.

Muundo wa hatua ya pili

Watengenezaji wake walikuwa kampuni, ambayo leo ni sehemu ya kampuni kubwa ya "Boeing" - Amerika Kaskazini. Urefu wa muundo ulikuwa kidogo zaidi ya mita 24, na muda wa uendeshaji ulikuwa sekunde mia nne. Vipengele vya hatua ya pili viligawanywa katika adapta ya juu, mizinga ya mafuta, compartment na injini za J-2, na adapta ya chini inayounganisha kwenye hatua ya kwanza. Adapta ya juu ilikuwa na injini nne za ziada za propellant zilizoundwa kwa ajili ya kupunguza kasi sawa na katika kesi ya hatua ya kwanza. Zilizinduliwa baada ya kutenganishwa kwa hatua ya tatu. Sehemu ya mitambo ya kuzalisha umeme pia ilikuwa na injini moja ya kati na nne za pembeni.

Muundo wa hatua ya tatu

Muundo wa tatu, wa karibu mita kumi na nane uliundwa na McDonnel Douglas. Kusudi lake lilikuwa kuzindua obita na kupunguza moduli ya mwezi kwenye uso wa mwezi. Hatua ya tatu ilitolewa katika mfululizo mbili - 200 na 500. Mwisho huo ulikuwa na faida thabiti katika kuongezeka kwa usambazaji wa heliamu katika tukio la kuanzisha upya kwa injini.

Hatua ya tatu ilijumuisha adapta mbili - juu na chini, chumba chenye mafuta na mtambo wa kuzalisha umeme. Mfumo unaodhibiti usambazaji wa mafuta kwa injini una vifaa vya sensorer ambavyo hupima usawa wa mafuta, walisambaza data moja kwa moja kwenye kompyuta ya bodi. wenyewemotors zinaweza kutumika katika hali ya kuendelea na katika hali ya mapigo. Kwa njia, kituo cha anga za juu cha Marekani Skylab kiliundwa kwa misingi ya hatua hii ya tatu.

Kizuizi cha zana

Mifumo yote ya kielektroniki iliwekwa kwenye sanduku la zana ambalo lilikuwa na urefu wa chini ya mita moja na kipenyo cha takribani mita 6.6. Imewekwa juu ya hatua ya tatu. Ndani ya pete hiyo kulikuwa na vizuizi ambavyo vilidhibiti kurushwa kwa roketi, mwelekeo wake angani, na vile vile kuruka kwenye njia fulani. Pia kulikuwa na vifaa vya urambazaji na mfumo wa dharura.

Mfumo wa udhibiti uliwakilishwa na kompyuta iliyo kwenye ubao na jukwaa lisilo na mtandao. Kitengo kizima cha udhibiti kilikuwa na udhibiti wa joto na mfumo wa udhibiti wa joto. Hakika roketi nzima ilikuwa imetapakaa vihisi ambavyo hugundua hitilafu zozote. Waliwasilisha data iliyopatikana kuhusu hali ya dharura ya kifaa kimoja au kingine cha kielektroniki kwenye paneli dhibiti katika jumba la wanaanga.

Kujiandaa kwa uzinduzi

Ukaguzi wote wa kabla ya safari ya roketi ya Saturn-5 na chombo cha anga za juu cha Apollo ulifanywa na tume maalum ya watu mia tano. Maelfu ya wafanyakazi walishiriki katika uzinduzi na mafunzo katika Cape Canaveral. Kusanyiko la wima lilikuwa likifanyika katika Kituo cha Anga, kilichoko kilomita tano kutoka eneo la uzinduzi.

Takriban wiki kumi kabla ya kuondoka, sehemu zote za roketi zilisafirishwa hadi eneo la uzinduzi. Magari yaliyofuatiliwa yalitumiwa kwa vitu hivyo vizito. Wakati sehemu zote za roketi ziliunganishwa pamoja navifaa vyote vya umeme viliunganishwa, mawasiliano yalikaguliwa, ikijumuisha mfumo wa redio - wa ndani na ardhini.

Zaidi, majaribio yasiyohamishika ya udhibiti wa makombora yalianza, mwigo wa ndege ulifanyika. Tulikagua utendakazi wa kituo cha anga za juu na kituo cha udhibiti wa misheni huko Houston. Na kazi ya mwisho ya majaribio tayari ilifanywa kwa kujaza mafuta moja kwa moja kwenye matangi hadi kipindi kilichohusisha uzinduzi wa hatua ya kwanza.

Anza shughuli

Muda wa kabla ya uzinduzi huanza siku sita kabla ya kurusha roketi angani. Huu ni utaratibu wa kawaida ambao ulifanywa na Saturn-5. Katika kipindi hiki, pause kadhaa zilifanyika ili kuzuia kushindwa na kuchelewa kwa kuondoka. Muda uliosalia wa mwisho ulianza saa 28 kabla ya kuzinduliwa.

Kujaza hatua ya kwanza kulichukua saa kumi na mbili. Zaidi ya hayo, mafuta ya taa pekee yalimwagwa, na oksijeni ya kioevu ilitolewa kwa matangi saa nne kabla ya kuzinduliwa. Kabla ya kuongeza mafuta, mizinga yote ilipitia utaratibu wa kupoeza. Kioksidishaji kilitolewa kwanza kwa mizinga ya hatua ya pili kwa asilimia arobaini, kisha kwa mizinga ya tatu na mia moja. Ifuatayo, vyombo vya muundo wa pili vilijazwa hadi mwisho, na kisha tu kioksidishaji kiliingia kwenye ya kwanza. Shukrani kwa utaratibu huo wa kuvutia, wafanyakazi walikuwa na hakika kwamba hakukuwa na uvujaji wa oksijeni kutoka kwa mizinga ya hatua ya pili. Jumla ya muda wa utoaji wa mafuta ya cryogenic wakati wa kujaza mafuta ulikuwa saa 4.5.

Baada ya kuandaa mifumo yote, roketi ilibadilishwa kuwa hali ya kiotomatiki. Kati ya injini tano za hatua ya kwanza, ile ya kati ilizinduliwa kwanza, na kisha tu yale ya pembeni kulingana na mpango tofauti. Inayofuatakwa sekunde tano, roketi ilikuwa imesimama, na kisha kwa upole ikatoka kwenye vishikilia vilivyoitoa, ikikengeuka kuelekea kando.

Kompyuta, iliyo katika kitengo cha ala, ilidhibiti sauti na mkunjo wa roketi. Maneva yote ya uwanja yalimalizika kwa sekunde 31 za kukimbia, lakini programu iliendelea kufanya kazi hadi hatua ya kwanza ilipokatishwa kabisa.

Shinikizo la nguvu lilianza sekunde ya sabini. Injini za pembeni zilifanya kazi hadi mwisho wa mafuta kwenye mizinga, na ya kati ilizima sekunde nyingine 131 baada ya kuondoka ili kuzuia upakiaji mkubwa kwenye mwili wa kombora. Mgawanyiko wa hatua ya kwanza ulifanyika kwa takriban kilomita 65 juu ya uso wa dunia, na kasi ya roketi kwa wakati huu ilikuwa tayari kilomita 2.3 kwa sekunde.

Lakini kutengana, jukwaa halikuanguka mara moja. Kulingana na sifa za muundo, iliendelea kupanda hadi kilomita mia moja na kisha tu ikaingia kwenye maji ya Bahari ya Atlantiki kwa umbali wa kilomita 560 kutoka eneo la uzinduzi.

Kuanza kwa injini za hatua ya pili kulianza sekunde baada ya hatua ya kwanza kutenduliwa. Mitambo yote mitano ya nguvu ilizinduliwa wakati huo huo, na baada ya sekunde 23 adapta ya chini ya hatua ya pili iliwekwa upya. Baada ya hapo, wafanyakazi walichukua mambo kwa mikono yao wenyewe kwa kutumia kompyuta kwenye ubao. Mgawanyiko wa hatua ya pili ulifanyika kwa urefu wa kilomita 190 juu ya uso wa dunia, na kazi ilihamishiwa kwenye injini kuu. Wanaanga walikuwa wanaisimamia. Nabaada ya uzinduzi wa chombo kwenye mzunguko wa mwezi, hatua ya tatu ilitenganishwa na moduli inayodhibitiwa wakati injini ilizimwa kwa mikono baada ya dakika themanini. Kwa hivyo, "Saturn-5" iliweza kuwapeleka wanaanga hadi mwezini na kuwaruhusu Wamarekani kuwa washindi wa kwanza wa satelaiti asilia ya Dunia.