Ну что ж. Посмотрим, что они там наиспытывали.
Чего то даже маловато. Ну ладно.
Я уже об этом писал, правда, давно, ну для dims еще повторю
Что мы видим?
Сатурн-1 совершила 10 полетов с 1961г по 1965г. Из них успешных – 100%.
Сатурн-1Б upgrade предыдущей, с 1966 по 1975 году летала 9 раз, из них успешно – 100%
Сатурн-5 самая мощная ракета серии, С 1967 по 1973 было 13 пусков, из них все 100% успешные.
Вот это да! Ни одной аварии!
Ну что ж, поанализируем.
Это ракеты одного типа (кислородно-керосиновые) и их было не так много - не прижились они в США. Ближайшие родственники - Атлас. BTW - ракета Атлас - стратегического назначения, предназначенная для несения ядерных зарядов. Не халам-балам. Уж тут-то про надежность и говорить не надо - сверкать должна. Смотрим:
Atlas-А в период 1957-1958гг пусков – 8, из них аварий – 4, т.е. 50% успешных;
Atlas-B в период 1958-1959гг пусков – 10, из них аварий – 4, т.е. 60% успешных;
Atlas-C в период 1958-1959гг пусков – 6, из них аварий – 3, т.е. 50% успешных;
Atlas-D в период 1959-1967гг пусков – 135, из них аварий – 27, т.е. 80% успешных;
Atlas-E в период 1960-1995гг пусков – 58, из них аварий – 18, т.е. 69% успешных;
Это все двухступенчатые варианты без разгонной верхней ступени. А что если сверху поставить разгонный блок «Центавр» на кислороде-водороде? Исторически так получилось, что именно на Атласе впервые в истории человечества заработал водородный ракетный двигатель. Правда первая попытка 8 мая 1962г кончилась феерическим взрывом.
Короче говоря, Атлас летает через пень-колоду.
Зачем я про атлас, когда тут Сатурн? А вот зачем:
дело в том, что вторая ступень держится на одних и тех же жидкостных ракетных двигателях (ЖРД) RL-10A-1.
Ну и как же Сатурн-1 наш дорогой летал?
А SA-1 по SA-4 (запущенная, кстати, March 28, 1963) летали "в космос" понарошку. Поднимались вверх и падали на дно морское. Ну да и не очень-то хотелось.
> On SA-3 these were not needed as the second stage was just a ballasted dummy.
Пять баллов!
Видимо, пришлось ждать первых позитивных результатов полетов водородных блоков «Атлас-Центавр». И они появились!
В 1963г. был аж ОДИН успешный полет водородной ступени Центавр. В 1964г. из двух пусков «Атлас-Центавр» один будет неудачным, в 1965 история повторится – опять один удачный, а один - нет...
А «Сатурну-1» везло – в 1964г три, и в 1965г опять три полета, все 100% успешные. Любые домыслы сразу отвергнем как клевету на гения техники фон Брауна. Как можно!
Интересно, что впервые в орбитальный полет ракета «Сатурн-1» (SA-5) с водородной ступенью отправилась только в пятом полете - 29 января 1964 года. Причем вместо оригинальной водородной ступени полетел «дублер»: 24 января 1964 года при наземных испытаниях взорвалась и в щепки разлетелась исходная водородная ступень S-IV...
Далее, новая версия Сатурн-1Б. Апгрейд, так сказать. Что же было проапгрейдено?
Улучшили удельный импульс ЖРД первой ступени на 3%, при этом топлива в нее стали вливать на 5% больше, а сухой вес конструкций уменьшили на 8%. Зато вторая ступень стала называться S-IVB, отчего она стала в ДВА раза тяжелее – пропорционально в два раза (точнее в 2,36раз) больше топлива, конструкций и пр. А главное – появился J-2, не проходивший летных испытаний. Только стенд. Тут в 16 раз (!) более слабый RL-10A-3 не могут довести до ума, так подавай сразу 100-тонник!
Важно понимать следующее: ракетный блок S-IVB является третьей ступенью самой главной ракеты всей программы – «Сатурн-5», а ЖРД J-2 – двигателями и второй, и третьей ступени «Сатурн-5». Одним словом краеугольный камень всей лунной темы. Уберешь его, и вся лунная пирамида развалится...
Премьера «Сатурн-1Б» состоялась 26 февраля 1966г. Опять суборбиталный полет! Поднявшись на высоту 488км, сей объект приземлился в Атлантике. Логично, что улетая с теплых берегов Флориды в воды Атлантики, усилий второй ступени не нужно вовсе. Достаточно, чтобы вторая ступень не отделилась либо не включился ее двигатель.
Зато второй полет 5 июля 1966г. был орбитальным! «Космонавтика» под редакцией В.П. Глушко приводит следующие пикантные подробности полета: время существования 0,23суток (!), количество частей объекта на орбите – 37 (!!!). А уже в БСЭ ежегоднике за 1967г описывает результаты так: «Последняя ступень (ракета S-4B) экспериментальной ракеты-носителя «Сатурн IB» SA-203 выведена на орбиту с не полностью израсходованным топливом. Основные задачи запуска - изучение поведения жидкого водорода в состоянии невесомости и испытания системы, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЙ ПОВТОРНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ основного двигателя ступени. После проведения запланированных экспериментов в системе отвода паров водорода из бака были закрыты клапаны, и в результате повышения давления ступень ВЗОРВАЛАСЬ на седьмом витке». НАСА признает полет успешным. Что ж, можно поздравить НАСА с успехом программы полета – я не удивлюсь, если выяснится, что взрыв тоже был включен в план полетов.
После чего третий полет в этом году 25 августа 1966г был опять суборбитальным, зато дальность была впечатляющей – выловили объект уже в Тихом океане. Тоже - полный успех.
Тут можно только добавить для полноты впечатлений: 20 января 1967 года взорвалась при наземных испытаниях ступень S-IVB-503, которую готовили для изделия «Сатурн-5» серийный номер №503. Для тех кто не понял, при чем тут серийный номер, объясняю: первая полетевшая «Сатурн-5» имела номер №501 (Аполлон-4), вторая - №502 (Аполлон-6), ну а третья - №503 (Аполлон-8). Именно Аполлон-8 впервые облетел Луну с экипажем на борту. Вот на этой взорвавшейся ступени и должны были бы лететь. Только куда!?
Ну и в довершение то, что знают все: 27 января 1967 года сгорели три астронавта в корабле Аполлон-1 при наземной тренировке всего за несколько недель до их старта! После чего комиссия по расследованию инцидентов пришла к выводу: пилотируемые полеты на такого рода технике накрылись медным тазом на ближайшее неопределенное время.
Вот так мы, наконец, подошли к Сатурну-5.
Итак 9 ноября 1967 года. Сатурн-5 и Аполлон-4. Разгон был произведен собственным двигателем Аполлона-4. Апогей - 17400км.
BTW, если ни у кого нет претензий к формуле Циолковского, то можно посчитать и очень удивиться столь низкому (на порядок!) апогею полета. Ну да Бог с ними. Это уже мало на что влияет.
Сатурн-5 и Аполлон-6, 4 апреля 1968 года. Это интересней.
В начале на 409 секунде отключается ЖРД J-2 №2 второй ступени, через 1,3 секунды пришлось отключить рядом ЖРД J-2 №3. В итоге ракета еле ковыляла на трех двигателях из пяти. Но на этом приключения не кончились. В полете планировалось «в дальнейшем перевести S-IVB на орбиту с апогеем 517 000 км». Т.е. это была имитация облета Луны командным блоком корабля Аполлон. Повторно включить двигатель третьей ступени S-IVB не удалось. В итоге корабль за счет собственного двигателя поднял апогей орбиты до 22235км. Об этом пишется вполне открыто.
Читаем в
http://www.epizodsspace.narod.ru/bibl/raketostr3/obl.html"...Несмотря на то, что ни одна из трех основных задач полета Apollo-6 не была выполнена (ракета-носитель не выдержала проверки готовности к пилотируемым полетам, не удалось проверить качество радиосвязи с S-IVB на расстоянии 500 000 км, скорость входа в атмосферу командного отсека была меньше скорости входа при возвращении с Луны), руководство Центра пилотируемых полетов NASA считало полет Apollo-6 успешным». Вот так вот. Ну да ладно. Итак.
Первая попытка испытательного облета Луны провалилась. Хотя американцы до сих пор делают умное лицо, говоря, что и не больно хотелось.
Что же имел фон Браун на 21 декабря 1968 года, когда совершен первый пилотируемый облет Луны?
Два неудачных полета да три трупа при наземных тестах в январе 1967 командного модуля Аполлон.
И тут на тебе, облет вокруг Луны. Пилотируемый!
Ну как?
Теперь посмотрим на пилотируемые корабли.
Первые пилотируемые космические корабли в США - «Меркурий» и «Джемени» - это корабли с парашютной посадкой. На «Меркурии» установлены тормозные твердотопливные (нерегулируемая тяга) двигатели. Посадочная скорость 9 м/с. Ввиду такой «мягкой посадки» аппарат приводняют, хотя ровных и твердых поверхностей в США предостаточно. Приводняют и «Джемини», у которого двигателей мягкой посадки нет вовсе. Приводняют «Аполлон» - базу лунной программы. На случай нештатной посадки на твердую поверхность предусмотрены сминающиеся выступы, а двигателей нет. То есть штатной мягкой посадки на твердую поверхность не продемонстрировано. В рамках лунной программы американцы посылают автоматические межпланетные станции к Луне. Попадают (врезаются) только с седьмого раза в 1964 г. АМС «Рейнджер-7» (видимо, «хороша» система управления движением). Мягко садится на Луну только третий АМС «Сервейор» (вес лунного модуля - 300 кг) в 1967 г. Советская АМС «Луна-9» мягко садится и отрабатывает научную программу в январе 1966 г. «Сервейор-4» разбивается. Пока процесс освоения Луны протекает правдоподобно. Неудачи чередуются с удачами. Техника сложнейшая, все в первый раз. НИ ОДНА, подчеркиваю! НИ ОДНА!!! американская АМС после мягкой посадки не взлетает. «Сервейор-5» «подскакивает» несколько раз на 3-4 м из-за нештатной работы двигателя посадки. Это все, что имели американцы перед прилунением вручную 15-тонного аппарата и последующего ручного взлета (меньшей массы).
Еще один маленький нюанс в тему:
От советской лунной пилотируемой программы, которая практически не началась из-за аварии носителя, остался разгонный блок «Д», который работает и сейчас, а вот у «хозяйственных» американцев не осталось ничего, даже умения вертикально взлетать и садиться на реактивной струе. И что-то такую великолепную ракету Сатурн-5 не используют для вывода модулей МКС - все нас просят. Фирмы-подрядчики почему-то уничтожили ВСЮ техническую документацию. Прям, детектив.
BTW, А в программе Шаттл - все нормально. Отрабатывалась в течение 30 лет на целой серии экспериментальных аппаратов (Х-21, Х-31 и т.д.). Результат работы - налицо: «Шаттл», серийный высотный субгиперзвуковой разведчик SR-71, секретный аппарат «Аврора». И без аварий не обошлось. Здесь диалектика сработала, а в восьмилетней лунной программе ее отменили.
Не знаю как кому - а мне уже достаточно.
Немного об устройстве лунного корабля.
Смотрим техническое описание.
Командный отсек (он же спускаемый аппарат) состоит из оболочек: внутренняя оболочка из алюминиевых сотовых профилированных панелей, сварной конструкции — герметическая кабина экипажа со свободным объемом 6,1 м3; внешняя оболочка из профилированных сотовых панелей толщиной 15—63 мм, сваренных из листовой нержавеющей стали толщиной 0,2—1 мм.
Это фактически ракетная ступень, до отказа затаренная топливными баками с вытиснительной системой подачи топлива под давлением сжатого газа -гелия. В частности, давление в камере сгорания маршевого двигателя примерно 7 атм. Это значит, что баки находятся под еще большим давлением - из-за гидравлических потерь нужно подавать под давлением на 10-20% выше чем в ЖРД.
При общем весе Служебного отсека 23264кг в нем залито 18500кг топлива (данные для Аполлон-11). Иначе говоря, при вытиснительной системе топлива в камеру ЖРД, вес ракетной ступени составляет примерно 20..21% от общей массы изделия.
Тем загадочней прозвучат следующие цифры: оказывается, посадочная ступень (нижняя часть лунного корабля, та что на "лапках") при сухом весе 1725кг содержит 8172кг топлива и еще около 200кг других расходных компонентов. Иначе говоря, сухой вес посадочной части составляет 17% от общего веса! Просто диву даешься - там зализанная ракетная ступень, где одни топливные баки, весит 20%, а тут каракатица с лапами - а весит меньше!
Причем что интересно - если удельный вес подвесного топливного бака для "Шатлла" (с давлением наддува пару атмосфер) примерно 5%, то в лунном корабле были достигнуты следующие абсолютные рекорды:
в двух баках взлетной ступени весом 17,3 кг каждый (!) умещалось 2360кг топлива (относительный вес 1,46%); в четырех баках посадочной ступени весом 52,2кг каждый умещалось 8150кг топлива (относительный вес 2,5%). И это при том, что баки работают фактически под давлением выше 8 атм. И почему на взлетной ступени удельный вес бака в 1,7 раз меньше?
Они говорят, что в два бидона весом 34кг втиснули 2,36 тонны топлива!? Чтобы оценить этот трудовой подвиг, представьте себе бочку с квасом, что летом стоят на каждом углу. Она явно весит больше 34кг, а ведь в ней всего 800 литров кваса (если мне не изменяет память). И квасная бочка совсем не под давлением...
Еще интересней история со взлетной ступенью - там всего два топливных бака, один с окислителем, другой с горючим. Суть в том, что соотношение компонентов 1,6:1 или на 1,6кг азотного тетроксида приходится 1кг смеси гидразина и диметилгидразина. Или примерно 900кг топлива и 1460кг окислителя. Представьте себе, что вы идете с двумя ведрами - одно в полтора раз тяжелее другого. Или с таким себе коромыслом - слева 1,46т; справа 0,9т. Вам легко будет идти? Вас явно будет косить в одну сторону.
Для того, чтобы центр масс находился на вертикальной оси симметрии, нужно для баков делать разные плечи - для одного в 1,6 раз больше, чем для другого. С учетом поперечного размера взлетной ступени в 4,3м и поперечника бака 1м, речь идет о метрах - скажем одно плечо 1,25м; другое 2,0м. Выглядит это так: одно ведро прижали к себе, а второе несете на вытянутой руке. Еще лучше...
Учтите, что на взлетной ступени двигатель не имеет карданного подвеса, и все управление двумя парами малых ЖРД для каждой оси вращения. Тяга каждого по 45кгс. Теперь представьте, что выработка одного компонента идет быстрее, чем другого - и сразу центр масс съехал с вертикальной оси симметрии в сторону на десятки сантиметров.
Между прочим - системы одновременного опорожнения баков на взлетной ступени нет вовсе! Там калиброванные шайбы стоят. А ведь соотношение компонентов может нарушится в силу тьмы разных причин: разный перепад давлений в магистралях подачи, неполное открытие клапана, засоренность фильтра, неодинаковый нагрев и как следствие - расширение жидкого топлива.
В общем, он спроектирован так, что у него взлететь и не потерять устойчивать один шанс - из ну незнаю... из тысячи или миллиона.
"Вот такая вот загогулина" (с) "Братва и кольцо".
Полное исследование всего этого дела можно прочитать:
http://free-inform.narod.ru/pepelaz/pepelaz-1.htm
