S-IC

S-IC
( rakettivaihe )

Tämän kuvan kuvaus, myös kommentoitu alla Apollo 10: n S-IC-vaihe nostetaan VAB : iin kokoonpanoa varten. Ominaisuudet
Moottorin tyyppi 5 F-1- moottoria
Ergols RP-1 / LOX
Työntövoima 33400  kN
Uudelleensyttyminen ei
Massa 2280000  kg
Korkeus 42  m
Halkaisija 10  m
Toiminnan kesto 150  s
käyttää
käyttää 1 kpl  kerroksessa
Launcher • Saturnus V
• Saturnus INT-21
Ensimmäinen lento 1967
Tila Poistettu palvelusta
Rakentaja
Maa Yhdysvallat
Rakentaja Boeing

S-IC oli ensimmäinen vaihe on Saturn V käynnistysohjelman , tarkoitus lähettää miehiä pinnalle Moon . Sen rakensi Boeing Company .

Ominaisuudet

Kuten alkuvaiheessa useimmat rakettien, suurin osa sen massasta, yli kaksi tuhatta tonnia julkistuksen, on omistettu ponneaineiden ruokkii raketti käyttövoiman, tässä tapauksessa RP-1 polttoaineen (a johdettu kerosiini ) ja hapetinta , nestemäinen happi (LOX ). Se oli 42 metriä (138  jalkaa ) korkea ja 10 metriä (33  jalkaa ) halkaisijaltaan, ja tuotti työntövoima 33000  kN (noin 3365 tonnia) kuljettamaan raketti ensimmäisen 68 km sen nousu.

Esimerkiksi Apollo 11 -matkan aikana ensimmäisen vaiheen kokonaismassa oli 2 278 689  kg , mukaan lukien 130 422  kg kuivaa vaihetta (5,72%) ja 2145 798  kg ponneaineita (94, 17%).

Viidestä F-1- moottorista keskiosa oli kiinteä, kun taas ulkoreunalla olevat neljä voitiin suunnata ohjaamaan raketin lentorataa lennon aikana. Tämä suuntaus, joka voi nousta 6 ° , oli mahdollista, koska moottorit asennettiin kahden liikkumisasteen kardaaneihin ja orjuutettiin hydraulisylintereihin käyttämällä RP-1 : tä paineen alaisena.

Valmistus

Boeing sai sopimuksen S-IC : n valmistamisesta15. joulukuuta 1961. Tuolloin Marshallin avaruuslentokeskuksen (MSFC) insinöörit olivat päättäneet vaiheen yleisestä suunnittelusta . Ensisijainen valmistuspaikka oli Michoudin kokoonpanokeskus New Orleansissa. Tuulitunnelien testaus tehtiin Seattlessa ja lattian rakentamiseen tarvittavien työkalujen työstö Wichitassa , Kansasissa .

MSFC rakensi kolme ensimmäistä testivaihetta ( S-IC-T , S-IC-S ja S-IC-F ) ja kaksi ensimmäistä lentomallia ( S-IC-1 ja -2). Ne rakennettiin Wichitassa valmistetuilla työkaluilla.

Säiliöiden rakentaminen kesti noin seitsemästä yhdeksään kuukauteen ja vaiheen valmistuksen suorittamiseen neljätoista kuukautta. Ensimmäinen vaihe, jonka Boeing rakensi , oli testimalli S-IC-D .

Komponentit

S-IC: n raskain ja suurin osa oli erityisen massiivinen työntövoima, joka painoi 21 tonnia (verrattuna koko vaiheen tyhjään kokonaismassaan, 136 tonnia). Se koostuu neljästä sparista, jotka on yhdistetty kahdella ristiin kootulla palkilla, ja kahdesta pyöreästä kehyksestä, ja se on suunniteltu tukemaan viiden moottorin työntövoimaa ja jakamaan sen tasaisesti raketin pohjalle. Siellä oli myös neljä ankkuria, jotka tukivat ja pitivät rakettia, kun se kehitti maksimaalisen nostovoimansa. Nämä osat, jotka antoivat moottoreille vakauttaa palamisensa ennen raketin nousua, olivat tuolloin suurimpia Yhdysvalloissa tuotettuja alumiinitakoja . Ne olivat 4,3  m pitkiä massa 816  kg . Neljä tukijalkaa, jotka on sijoitettu kehämoottoria ympäröiville verhouksille, on suunniteltu kestämään 1100  ° C: n lämpötilaa .

Edellä työntövoiman rakenne oli polttoaineen säiliö , joka sisältää 770000  litraa RP-1 . Itse säiliön massa oli 11 tonnia ja se pystyi vapauttamaan 7300  litran polttoainetta sekunnissa. Ja typpeä puhallettiin säiliöön ennen alkavat sekoittua polttoaineeseen. Lennon aikana polttoaine paineistettiin heliumilla , jota varastoitiin säiliöihin, jotka oli sijoitettu yläpuolelle sijoitetun nestehappisäiliön sisään. Viimeksi mainittu erotettiin RP-1- säiliöstä rakenteella.

Nestemäisen hapen säiliö kapasiteetti oli 1.204.000  litraa ja oli herättänyt erityisesti kysymyksiä sen suunnittelija. Putkien, joiden kautta LOX kulki moottoreihin, oli oltava suoria ja siksi niiden oli mentävä polttoainesäiliön läpi. Tämä tarkoitti näiden kanavien eristämistä tunnelissa polttoaineen jäätymisen estämiseksi ulkona, ja tarkoitti myös viiden reiän luomista polttoainesäiliön yläosaan.

Kaksi kiinteän polttoaineen retro-rakettia sijaitsi kummankin oheislaitteiden kartiomaisen päällysteen sisällä. Erottuaan S-IC: stä , kaikki kahdeksan retro-rakettia ammuttiin, räjäyttäen etukoneen suojusten irrotettavat osat ja vetämällä S-IC: n pois muusta kantoraketista , kun taas S-II: n toisen vaiheen moottorit olivat päällä .

Operaatio tehtävän aikana

Ensimmäinen vaihe toimii 150  sekuntia ( 2  min  30  sekuntia ) ja polttaa 2000 tonnia ponneaineita . Kun toinen vaihe alkaa, raketti on 61 km : n korkeudessa  ja sen nopeus on 8600  km / h .

Sytytys sekvenssi 1 st  vaiheessa alkaa 8,9  s ennen varsinaista käynnistämistä. Keski- F-1- moottori syttyy ensin, sen jälkeen kaksi symmetristä moottoriparia, joiden välillä on 300 ms: n siirtymä  rakettiin kohdistuvien mekaanisten voimien vähentämiseksi. Kun tietokoneet ovat vahvistaneet, että moottorit ovat saavuttaneet maksimaalisen työntövoimansa, raketti vapautuu sujuvasti kahdessa vaiheessa: kädet, jotka pitävät rakettia vapautettuna vapauttamaan sen, ja sitten, kun kantoraketti alkaa nousta maanpinnan yläpuolelle, metalliset kiinnittimet rakoon kiinnittyneiden rakettien läpi koukku muuttuu vähitellen, kunnes kantoraketti vapautuu kokonaan. Tämä laukaisun vaihe kestää puoli sekuntia. Kun raketti on vapautettu kokonaan, laukaisua ei voida enää keskeyttää, vaikka moottori olisi toiminut väärin. Raketin nousu laukaisutornin yläpuolelle kestää noin 12  sekuntia . Kun tämä on ylitetty, Saturn V- kantoraketti kääntyy siirtyäkseen riittävän kauas ampumisalueelta vastatuulen tai moottorin vikatilanteessa.

Varotoimenpiteenä neljä kehämoottoria kallistetaan ulospäin, joten jos yksi moottori pysähtyy, jäljelle jäävien moottoreiden työntövoima kohdistuu raketin painopisteeseen. Saturn V kiihtyy nopeasti saavuttaen nopeuden 500  m / s 2  km: n korkeudessa. Lennon alustavan vaiheen ensisijaisena tavoitteena on korkeuden saaminen, nopeuskriteeri tulee myöhemmin. 135,5 sekuntia lentoonlähdön jälkeen keskimoottori sammuu vähentääkseen raketin rakenteellisia rasituksia kiihdytyksestä. Viimeksi mainittu kasvaa, kun raketti polttaa ponneaineitaan ja kevenee. F-1- moottorin työntövoimaa ei kuitenkaan voitu säätää. 600 millisekuntia moottorin sammuttamisen jälkeen, kun raketti on saavuttanut 62 km: n korkeuden  , ensimmäinen vaihe erottuu kantoraketista. Sitä hidastavat sen aikana kahdeksan pientä jauhemaista retro-rakettia , jotka estävät sitä, vaikka sitä edelleen käytetään, teleskooppimasta toista vaihetta, joka etenee vain inertialtaan. Juuri ennen tätä julkaisua miehistö kiihtyy voimakkaimmin, 4  g (eli 39 m / s 2 ). Erottamisen jälkeen ensimmäinen vaihe jatkaa nousevaa polkuaan 110 km: n korkeuteen  . Itse asiassa neljä oheista F-1- moottoria jatkaa toimintaansa, kunnes toinen ponneaineista loppuu, mitattuna säiliöissä sijaitseviin syöttöjärjestelmiin sijoitetuilla antureilla. Sitten ensimmäinen vaihe putoaa takaisin Atlantin valtamerelle , noin 560  km päässä laukaisualustalta.

Lattiat rakennettu

Sarjanumero käyttää Julkaisupäivä Tämänhetkinen olinpaikka Huomautuksia
S-IC-T staattinen koekuva osa Saturn V: tä näytetään Kennedyn avaruuskeskuksessa
S-IC-S rakenteelliset kuormitustestit (ei moottoria) sijainti tuntematon (viimeksi MSFC: llä)
S-IC-F testauslaitteet laukaisukompleksin, laukaisukokoonpanorakennusten ja laukaisulaitteiden hallintaan tuntematon sijainti
S-IC-D dynaaminen kenttätestimalli Yhdysvaltain avaruus- ja rakettikeskus , Huntsville (Alabama)
S-IC-1 Apollo 4 9. marraskuuta 1967 Valmistaja MSFC
S-IC-2 Apollo 6 4. huhtikuuta 1968 Valmistanut MSFC; käytti kameroita etuhelmassa
S-IC-3 Apollo 8 21. joulukuuta 1968 30 ° 12 ′ pohjoista leveyttä, 74 ° 07 ′ läntistä pituutta Valmistaja Boeing (kuten kaikissa myöhemmissä vaiheissa); kevyempi kuin edelliset, jotta 36 kg lisäkuormaa voidaan  lisätä
S-IC-4 Apollo 9 3. maaliskuuta 1969 30 ° 11 ′ pohjoista leveyttä, 74 ° 14 ′ läntistä pituutta
S-IC-5 Apollo 10 18. toukokuuta 1969 30 ° 11 ′ pohjoista leveyttä, 74 ° 12 ′ läntistä pituutta Viimeinen lento S-IC R & D -instrumentointiin
S-IC-6 Apollo 11 16. heinäkuuta 1969 30 ° 13 ′ pohjoista leveyttä, 74 ° 02 ′ läntistä pituutta
S-IC-7 Apollo 12 14. marraskuuta 1969 30 ° 16 ′ pohjoista leveyttä, 74 ° 54 ′ läntistä pituutta
S-IC-8 Apollo 13 11. huhtikuuta 1970 30 ° 11 ′ pohjoista leveyttä, 74 ° 04 ′ läntistä pituutta
S-IC-9 Apollo 14 31. tammikuuta 1971 29 ° 50 ′ pohjoista leveyttä, 74 ° 03 ′ läntistä pituutta
S-IC-10 Apollo 15 26. heinäkuuta 1971 29 ° 42 ′ pohjoista leveyttä, 73 ° 39 ′ läntistä pituutta
S-IC-11 Apollo 16 16. huhtikuuta 1972 30 ° 12 ′ pohjoista leveyttä, 74 ° 09 ′ läntistä pituutta
S-IC-12 Apollo 17 7. joulukuuta 1972 28 ° 13 ′ pohjoista leveyttä, 73 ° 53 ′ läntistä pituutta
S-IC-13 Skylab 1 14. toukokuuta 1973 Moottorin sammutus muutettiin arvoksi 1-2-2 arvosta 1-4 Apollo-teleskooppitelineen kuormituksen vähentämiseksi
S-IC-14 Käyttämätön Saturnus V esillä Johnson Space Centerissä Erän Apollo 18 / 19
S-IC-15 Käyttämätön Michoudin kokoontumistila Nimetty, mutta ei koskaan käytetty Skylab B: n kantorakettina

Viitteet

  1. (in) "  Maasytytyspainot  " (käytetty 26. heinäkuuta 2014 ) .
  2. (in) [video] Apollo 11 Saturn V käynnistää kameran E-8 on YouTubessa .
  3. www.unmannedspaceflight.com/ forum , verkkosivustoversio 17. tammikuuta 2007.

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Bibliografia

Ulkoiset linkit