Parte 1 - Parte 3
Nella parte precedente della Guida, ho promesso di lasciare per dessert la parte più deliziosa dell'esposizione dell '"inganno lunare" - le affermazioni sul sistema spaziale Saturno-Apollo. Gli argomenti qui, mi sembra, sono molto semplici e ovvi: sì, fotografie e materiali cinematografici avrebbero potuto essere presi sulla Terra (il che è quasi ammesso), ma questo potrebbe essere spiegato da un difetto di laboratorio nello sviluppo del film, scarsa qualità delle immagini stesse, ecc. Voglio fare un'importante digressione. Infatti, nelle cosiddette riprese di documentari e reporter, è spesso consuetudine utilizzare "riprese in scena" e "ricostruzione". Non siamo duri con i lavoratori creativi, perché nella vita reale, dove si svolgono gli eventi attuali, spesso non c'è una buona luce da studio, le cineprese si guastano, le lenti costose si rompono, i riflettori si bruciano … Inoltre,semplicemente non puoi avere il tempo di immortalare lo scatto storico del secolo!
Oggigiorno è risaputo che la troupe cinematografica del 7 novembre 1941 non ha avuto il tempo di filmare il discorso del compagno Stalin sulla Piazza Rossa, e quasi per decisione del Politburo fu obbligato a pronunciare il discorso una seconda volta. La sostituzione si è rivelata facilmente, poiché Stalin si è esibito nel gelo amaro, durante una bufera di neve, mentre nel film, quando ha aperto bocca, non aveva nemmeno il vapore! D'altra parte, il suo discorso fu trasmesso in diretta alla radio e lo stesso Stalin fu visto da migliaia di partecipanti alla parata del 1941.
Mockup di due missili: H1 (a sinistra) e Saturn-5 (a destra)
Anche di recente, gli inglesi hanno ammesso che molti dei discorsi e dei discorsi del primo ministro Winston Churchill durante gli anni della guerra sono stati ritratti per cronache fotografiche dal suo sosia, e anche alla radio (!) Il testo per conto di Churchill è stato recitato da un artista con una voce simile. Tuttavia, ciò non nega l'esistenza stessa del signor Churchill in quanto tale.
Lascia che ti faccia un paragone molto duro e pericoloso. Quando è stato lanciato Yuri Gagarin, nessun reportage e ancor più protocollo, le riprese non sono state effettuate. Solo fissaggio tecnico e solo per immagazzinamento speciale. Vista la rilevanza politica dell'evento, la necessità di replicare materiale propagandistico di alta qualità, si è deciso in pochi giorni di fare una "ricostruzione" dell'addio prima del lancio con il vero Gagarin e un vero missile della stessa classe. Come al solito in questi casi, hanno filmato da molte telecamere, fatto un rapporto solenne a un razzo alimentato (!), Abbracciato, baciato, lasciato fuori una lacrima …
Dal punto di vista delle leggi del cinema, tutto questo è corretto e competente. Questo getta un'ombra su Yuri Gagarin? Niente affatto, poiché i radioamatori di tutto il mondo ricevevano i suoi segnali, la nave stessa era chiaramente visibile in molti posti di osservazione e, cosa più importante, tali "sfere" con antenne del tipo "Vostok" furono lanciate nell'oscurità sia prima del 12 aprile 1961 che dopo, solo che erano chiamati in modo diverso, e invece di un astronauta c'era una potente telecamera con una buona scorta di film a bordo. Tali aerei da ricognizione fotografica venivano lanciati almeno una volta alla settimana, quindi la realtà dell'implementazione del volo di Yuri Gagarin non solleva dubbi.
Video promozionale:
Per quanto riguarda il razzo Saturno e il sistema spaziale, tutti i missili di questa famiglia furono smaltiti frettolosamente a metà degli anni '70, la documentazione e le unità operative furono distrutte, rimasero solo pochi modelli museali, che avrebbero potuto essere originariamente manichini dimensionali e di peso per vari prove statiche, la cui presenza non prova nulla. Ad esempio, in URSS furono prodotti più di dieci prodotti 11A52 o "H1" a grandezza naturale: questo era il nome del razzo lunare sovietico del programma di volo con equipaggio diretto al nostro satellite naturale. Allo stesso tempo, solo quattro prodotti numerati 3L, 5L, 6L e 7L furono effettivamente lanciati dal sito di prova di Baikonur, uno - 4L fu messo da parte nel magazzino di "riserva", gli altri furono usati per vari test, addestramento della squadra di lancio, ecc. Diversi missili già pronti del numero 8L,9L e altri due set non assemblati sono stati semplicemente scartati dopo la chiusura del programma …
Allo stesso tempo, sappiamo tutti che anche se il razzo N1 fosse esposto a VDNKh, questo non proverebbe nulla, perché la sua triste storia è ben nota.
Motore RD-270
L'Energomash Museum ha il più grande motore sovietico a propellente liquido a camera singola (LRE) del tipo RD-270 con una spinta di circa 640 tonnellate al suolo. Ma questo è solo un modello tecnologico: un prodotto semilavorato per uno degli innumerevoli test. In realtà questo motore (purtroppo) non è mai stato portato allo stadio delle prove di volo. "Vivo" e "sano" sono ancora i prototipi della navicella lunare LOK (11F93) e della cabina di pilotaggio LK (11F94), su Internet chiunque può facilmente trovare le proprie foto.
LC è diventata un sussidio didattico
LK è diventato un sussidio didattico Gli americani sono orgogliosi di mostrare il loro museo razzi Saturn-5, presumibilmente fornendo la consegna di astronauti alla loro destinazione, e, inoltre, superpotente LRE del tipo F-1 con una spinta di circa 680 tonnellate al suolo, senza il quale per sollevare un razzo nel cielo un peso di circa tremila tonnellate (!) semplicemente non è realistico.
Bene, bene, in cambio possiamo mostrare i nostri motori del museo, modelli di navi e cabine lunari e cosa - siamo anche volati sulla luna?! Anche se, ovviamente, anche un'opzione. Pertanto, tornando al tema della nostra storia (e tutte le precedenti erano solo una digressione necessaria), voglio affermare direttamente e senza mezzi termini: non ci si può intimidire con le mostre dei musei! Questi sono tutti oggetti di scena falsi e nient'altro. Il nostro compito principale è analizzare tutti i materiali statistici, cinematografici e fotografici disponibili di lanci reali di missili Saturn per rispondere a una domanda estremamente importante: se il razzo Saturn-5 e la navicella Apollo soddisfano le caratteristiche tecniche minime richieste per consegnarne due o tre l'uomo sulla luna e il loro ritorno sicuro alla loro terra natale?
LRE F-1. Anche un grosso pezzo di ferro!
Tutti gli argomenti successivi riguarderanno due categorie di metodi di ricerca: l'analisi di dati statistici numerici e lo studio del comportamento di un razzo e di una nave direttamente durante il volo.
Falsa "leggenda"
Uno dei miti e dei malintesi più stupidi sul programma Saturno-Apollo è che la sua impeccabile implementazione (dal punto di vista della stampa ufficiale) si basa su uno studio approfondito e test approfonditi di tutti i componenti del programma lunare. Ahimè, questo non è del tutto vero, o meglio, per niente. Uno studio attento del periodo preparatorio dal 1964 al 1969 prima dell'inizio delle missioni lunari con equipaggio è ricco di dettagli molto succosi.
Il primo volo di prova della navicella Apollo sul razzo leggero ausiliario Saturn-1B ebbe luogo il 26 febbraio 1966. Dopo aver raggiunto un'altezza di 488 km, questo oggetto è precipitato lungo una traiettoria balistica nell'Atlantico. Lo scopo di questa missione, secondo la NASA, era di testare un prototipo di navicella spaziale Apollo e controllare il suo veicolo di discesa per un'entrata controllata nell'atmosfera. Tuttavia, durante la discesa, la nave ha perso il controllo del rollio, è entrata nella modalità di rotazione incontrollata ed è caduta nell'oceano con sovraccarichi esorbitanti. Lo scopo del secondo volo il 5 luglio 1966. era lo studio del "comportamento dell'idrogeno liquido in assenza di gravità". Ecco come l'annuario della Great Soviet Encyclopedia (TSB) del 1967 descrive i risultati del volo: “L'ultimo stadio (razzo S-IVB) del veicolo di lancio sperimentale Saturn IB SA-203 è stato lanciato in orbita con carburante non completamente consumato. I compiti principali del lancio sono studiare il comportamento dell'idrogeno liquido in uno stato di gravità zero e testare il sistema che garantisce il reinnesto del motore dello stadio principale. Dopo aver eseguito gli esperimenti previsti nel sistema per la rimozione dei vapori di idrogeno dal serbatoio, le valvole sono state chiuse e, a seguito dell'aumento di pressione, lo stadio è ESPLOSO al settimo turno. Il terzo volo di quest'anno il 25 agosto 1966 è stato di nuovo suborbitale, ma la portata è stata impressionante: l'oggetto era già stato catturato nell'Oceano Pacifico. Il terzo volo di quest'anno, il 25 agosto 1966, è stato di nuovo suborbitale, ma la portata era impressionante: l'oggetto era già stato catturato nell'Oceano Pacifico. Il terzo volo di quest'anno, il 25 agosto 1966, è stato nuovamente suborbitale, ma la portata è stata impressionante: l'oggetto era già stato catturato nell'Oceano Pacifico.
Una delle fonti afferma seccamente che la separazione è andata bene, nonostante i problemi "minori" alle valvole del sistema di raffreddamento del motore. E anche con fluttuazioni molto insignificanti dello stadio superiore, che difficilmente è stato riportato sotto controllo (!?) Ed è per questo che, a quanto pare, è finito nell'Oceano Pacifico invece che in orbita. La discesa della capsula nell'atmosfera è stata "più ripida del previsto" (!?), La ricerca della capsula caduta è stata effettuata per circa nove ore! Qui possiamo solo aggiungere per completezza di impressioni: durante i test al banco del secondo stadio del razzo Saturn-5 per un intervallo di 350 secondi di funzionamento il 25 maggio 1966, una fiamma divampò in due punti e il test dovette essere interrotto. Tre giorni dopo, quando lo stesso palco è stato rimosso dallo stand, il suo serbatoio di idrogeno è esploso improvvisamente e cinque operai sono rimasti feriti. Lo stand è stato seriamente danneggiato. Poi,Il 20 gennaio 1967, durante i test a terra, esplose lo stadio S-IVB-503, che si stava preparando come terzo stadio per il razzo Saturn-5, numero di serie 503 per il leggendario volo dell'Apollo-8. Bene, per finire, quello che tutti sanno: il 27 gennaio 1967, tre astronauti della navicella Apollo 1 bruciarono durante l'addestramento a terra poche settimane prima del loro lancio! Successivamente, la commissione per indagare sugli incidenti è giunta alla conclusione: i voli con equipaggio su questo tipo di apparecchiature sono stati coperti con un bacino di rame per il successivo tempo indefinito. Il 27 gennaio 1967, tre astronauti della navicella Apollo 1 morirono bruciati durante l'addestramento a terra poche settimane prima del loro lancio! Successivamente, la commissione per indagare sugli incidenti è giunta alla conclusione: i voli con equipaggio su questo tipo di apparecchiature sono stati coperti con un bacino di rame per il successivo tempo indefinito. Il 27 gennaio 1967, tre astronauti della navicella Apollo 1 morirono bruciati durante l'addestramento a terra poche settimane prima del loro lancio! Successivamente, la commissione per indagare sugli incidenti è giunta alla conclusione: i voli con equipaggio su questo tipo di apparecchiature sono stati coperti con un bacino di rame per il successivo tempo indefinito.
Inoltre, c'erano due lanci senza pilota del razzo Saturn-5: uno nel novembre 1967 con la designazione Apollo-4, quando la nave con tutta la potenza del razzo era in grado di lanciarsi solo in un'orbita ellittica con un apogeo di soli 18 mila chilometri, e il secondo con la designazione Apollo -6 , quando il razzo è quasi collassato in aria, i motori del secondo stadio si sono guastati in volo, poi si è verificato un problema con il terzo, le riprese tecniche hanno mostrato la parziale distruzione di alcuni elementi strutturali del razzo, di conseguenza, invece di simulare un sorvolo della Luna lungo una traiettoria altamente ellittica con un apogeo fino a 500mila chilometri, volò vicino alla Terra e atterrò con un grosso errore su una traiettoria balistica incontrollabile. E questo è tutto ciò che è stato fatto prima del dicembre 1968 in termini di test di volo del razzo lunare Saturn-5 prima del primo (!) Volo con equipaggio dell'Apollo-8 sulla Luna. ApparentementeGli americani hanno deciso di non condurre più voli di prova, di non spendere soldi e nervi per loro, ma di inviare persone immediatamente e immediatamente sulla Luna, perché la nostra gente - la cosa principale, le persone - non ti deluderà! E se ti deludono, non ti dispiace per loro …
Quanto pesa Skylab?
La più grande spina nell'occhio del programma lunare americano è giustamente considerata la primissima stazione spaziale Skylab a stelle e strisce, creata riattrezzando il terzo stadio del razzo Saturn-5. Secondo i dati ufficiali, questa è la più grande stazione spaziale a blocco singolo mai lanciata per operazioni a lungo termine. Questo evento epocale, avvenuto il 14 maggio 1973, segnò anche la fine della carriera spaziale dei razzi Saturn-5, poiché questo fu l'ultimo, tredicesimo (!) Lancio di prodotti di questo tipo.
Di solito, quando il carico utile viene preparato in anticipo per un vettore specifico, i suoi parametri di peso e dimensioni vengono selezionati in base alle capacità massime del vettore. Ad esempio, la nave Vostok pesava poco meno di cinque tonnellate perché il razzo Vostok, che è anche un prodotto 8K72K, non poteva fare di più. Esattamente per lo stesso motivo, la navicella Soyuz ha pesato poco meno di sette tonnellate negli ultimi quarant'anni e le stazioni di tipo Salyut - circa 19 tonnellate. Vorrei di più, ma il vecchio "Proton" non tirava più. Di conseguenza, quando gli americani decisero di sorprendere il mondo e costruire una grandiosa stazione spaziale, avevamo il diritto di aspettarci che "Saturn-5" raggiungesse il record di capacità di carico. In tutti i voli della navicella Apollo, da A-4 a A-17, il peso del carico utile è solo aumentato e nel volo A-15 è stato stabilito un record: 140 tonnellate di carico in orbita terrestre bassa.
Nel Guinness dei primati c'è la seguente voce ufficiale: "L'oggetto più pesante lanciato nell'orbita terrestre bassa era il 3 ° stadio del razzo americano Saturn 5 con la navicella Apollo 15, che pesava 140512 kg prima di entrare nell'orbita selenocentrica intermedia". deludente apprendere che nell'ultimo volo record, secondo i dati ufficiali, il carico utile era di sole 74,7 tonnellate. D'altra parte, i calcoli da me mostrati nella terza parte di "Pepelatsev" dimostrano che "Saturn-5" avrebbe potuto benissimo mettere un carico utile fino a cento tonnellate in un'orbita target di riferimento del tipo "Skylab" (altitudine 435 km, inclinazione 50 gradi)! Per non parlare di quello a un'orbita molto bassa (il cosiddetto LEO) - non meno di 120 tonnellate. Sorge una domanda ragionevole: dov'è tutto il resto?
Stavamo aspettando una dimostrazione di potenza, e ci è stato mostrato un vettore, che, invece di cento tonnellate, ne ha terminato appena settanta con un penny … La descrizione dettagliata è la seguente: “Skylab 1 Nation: USA. Programma: Skylab. Carico utile: Skylab Orbital Workshop. Peso: 74,783 kg. Classe: con equipaggio. Tipo: stazione spaziale. Veicolo spaziale: Skylab, Apollo ATM. Agenzia: NASA MSF. Perigeo: 427 km. Apogeo: 439 km. Inclinazione: 50,0 gradi Durata: 93,2 min. COSPAR: 1973-027A. USAF Sat Cat: 6633. Data di decadimento: 11 luglio 1979 . Foto a sinistra: Skylab con un'ala. L'ala sinistra è stata persa …
Tuttavia, analizzando i rapporti americani, ho scoperto una cosa sorprendente: una carenza di carico utile e il lavoro in tre quarti della forza sono stati combinati con il carico record mai sollevato nell'orbita terrestre bassa - in questo giorno di maggio del 1973 (è così che appare) il razzo Saturn-5, strappandosi l'ombelico, ha tirato fino a 147 tonnellate nello spazio sulla sua gobba! È vero, questo record mondiale assoluto (per qualche motivo) non è da nessuna parte e non è riconosciuto da nessuno. Tuttavia, è iniziata la parte più interessante. E cosa è compreso esattamente in questi 147 milioni?
In primo luogo, il secondo stadio del razzo è entrato in orbita (peso a secco di circa 42 tonnellate) e altre 13 tonnellate di residui di carburante, che è tre volte superiore ai soliti resti per questo stadio (di solito non più di 4..5 tonnellate). In secondo luogo, lo stesso Skylab pesa circa 75 tonnellate. Inoltre, la NASA stava trascinando in orbita rifiuti franchi: una carenatura del peso di quasi 12 tonnellate è stata lanciata in orbita !!! Questo fatto è estremamente malsano. Gli esperti mi capiranno: perché trascinare la carenatura ad un'altezza di 450 km? Tipicamente, questo elemento strutturale cade ad altitudini di 90-130 km prima delle orbite MSZ. Semplicemente non ha più senso. Ad esempio, sette Salyut, un Mir, diversi moduli come Kvant, Spektr, Kristall e altri e diversi segmenti della ISS sono stati lanciati in orbita dal razzo Proton. Allo stesso tempo, il razzo sovietico fa cadere sempre la stessa carenatura in volo molto prima di entrare in orbita. E tutti gli altri vettori esistenti lasciano cadere la carenatura nella fase di lancio: questo è energeticamente più favorevole.
Per migliaia di lanci spaziali, si possono ricordare solo pochi casi di violazione di questa regola non scritta. Inoltre, l'adattatore del primo stadio del peso di 5 tonnellate non si è ancora separato. E anche lui fu portato con loro in orbita. A quanto pare questo è stato pianificato, altrimenti l'equilibrio non converge. Infatti, a parte la stazione da 75 tonnellate, è stato lanciato nello spazio il più grande lotto di rifiuti e rottami metallici, del peso di 25 tonnellate, senza contare il peso dell'ultimo stadio! Puoi, ovviamente, porre la domanda in modo diverso: non stavano inseguendo il peso massimo, 75 tonnellate erano sufficienti per loro. Questo è un buon argomento, solo che ha un piccolo inconveniente: la stazione Skylab è uscita "incompiuta", non ha nemmeno i suoi motori! Sebbene le risorse consentissero di collegare facilmente qualsiasi unità di propulsione già pronta, ad esempio quelle immagazzinate dai moduli di atterraggio dell'Apollo LM.
Si scopre che, avendo l'opportunità di lanciare una stazione a pieno regime da 100 tonnellate, gli americani decisero di limitarsi volontariamente al 75% della capacità, e il resto fu "gettato" dall'alto con spazzatura, come facevano gli scolari sovietici, consegnando carta straccia … Di conseguenza, Skylab volò dopo il 1973 senza la minima opportunità correzione dell'orbita, e nel 1979 cadde in modo completamente incontrollabile nelle terre selvagge dell'Australia. Per salvare questo "miracolo", che ha lavorato attivamente per soli sei mesi, nessuno ha iniziato o non ha voluto … Se iniziamo a raccogliere le restanti 75 tonnellate "legali" di "Skylab", allora qui tutto è estremamente vago e misterioso (avrebbe dovuto pesare 77 tonnellate, ma la batteria solare è stata "sganciata" in volo, lasciando 74,7 tonnellate di peso ufficiale).
La stazione è composta dai seguenti elementi:
Distribuzione dei pesi degli elementi strutturali della stazione Skylab
(secondo il libro "Skylab Orbital Station" di L. Bellew E. Stullinger, tradotto dall'inglese M. Mechanical Engineering, 1977)
| Elemento | Lunghezza, m | Diametro, m | volume, m3 | Peso *, t |
| Struttura di ormeggio | 5.2 | 3.0 | trenta | 6,3 |
| Bancomat Astrokomplekt | 4.5 | 3.4 | 5.0 | cinque |
| Camera d 'aria | 5.2 | 3.2 | 17 | 22.2 |
| Vano attrezzatura | 0.9 | 6.6 | 2.0 | cinque |
| Blocco orbitale | 14.6 | 6.6 | 275 | 35.4 |
Quindi, tutta questa spazzatura in totale tira 71t in totale. E secondo i dati ufficiali, dovrebbe essere di circa 77 tonnellate. Già una discrepanza. Esiste una versione su una discrepanza: secondo i dati della NASA, la massa dell'astrocomplete ATM è indicata il doppio rispetto al libro di Bellew e Stuhlinger ≈11,8 tonnellate invece di 5,05 tonnellate. (O di punto in bianco sono state accreditate ~ 6,7 tonnellate) Oppure prendi una camera di equilibrio miracolosa del peso di 22 tonnellate: questo è più della stazione Sovietica Salyut! Guarda: la densità media dello spazio della camera è di 22 / 17≈1,3 t / m3, ma all'interno non c'è né carburante né oggetti pesanti. Sembra che lo scompartimento non sia riempito nemmeno d'acqua, ma di sabbia … Ma la stazione sovietica Salyut era tre volte più lunga - 15 m; e di diametro più ampio - 4,15 m. Cosa hanno fatto di questa fotocamera con - piombo !? Ma la densità media del compartimento dei veicoli spaziali è compresa tra 0,25 e 0,35 t / m3. Anche la densità media dei veicoli di discesa è inferiore a 1 t / m3 (altrimenti sarebbero affondati in acqua), sebbene il veicolo di discesa sia l'elemento più denso, più pesante e più durevole tra i veicoli spaziali.
Pertanto, la camera di equilibrio della stazione Skylab con un volume di 17 m3 dovrebbe pesare quattro volte meno di ~ 5..6 tonnellate. (Ciò significa che hanno aggiunto ~ 16 t.) Possiamo parlare separatamente del cupolino "corazzato" del peso di ~ 12 t. E questo nonostante non protegga nemmeno l'intera stazione, ma solo una parte della corona! Ad esempio, la carenatura standard di un razzo Delta-2 (diametro = 2,9 m; altezza = 8,48 m) pesa solo 839 kg. Ma la carenatura del razzo Atlas-2 (diametro = 4,2 m; altezza = 12,2 m) pesa fino a ~ 2 tonnellate. La carenatura americana più pesante del razzo Titan-4 con un diametro di 5,1 me un'altezza di 26,6 m (cinque diametri di lunghezza!) Pesa solo ~ 6,1 tonnellate. Quindi, la somma delle aggiunte dei pesi delle parti della stazione Skylab e del carico utile è già stata di circa 30 tonnellate. Qui aggiungiamo cose che esistono solo nella realtà virtuale,e la cui esistenza è impossibile da verificare: si tratta di resti superpianificati di 8 tonnellate di carburante e un adattatore semi-mitico del primo stadio (~ 5 tonnellate), che sarebbe stato trascinato nello spazio. Ciò significa solo 30 + 8 + 5 = 43t. Rimane netto 100-43 ≈ 57t.
Riepilogo: le capacità di carico utile di Saturn-5 nell'orbita target di tipo Skylab non hanno superato ~ 60 t. Questa è una conclusione estremamente importante per noi, perché per effettuare voli con equipaggio sulla Luna utilizzando uno schema a lancio singolo, è necessario disporre di un razzo che possa inviare almeno 45-50 tonnellate di carico sulla Luna, che equivale a una capacità di carico utile di almeno ~ 130 tonnellate in un'orbita terrestre bassa. … Di conseguenza, se non hai una portaerei da 130 tonnellate, ma c'è la metà della forza, puoi inviare al massimo venticinque tonnellate di pubblicità sulla Luna, il che è sufficiente per una missione di sorvolo, ma non abbastanza per l'atterraggio sul nostro satellite naturale.
Poiché l'incidente di "Skylab" è ampiamente noto, questa spina nell'occhio americano esisterà per molto tempo e berrà il loro sangue borghese, e che vergogna - tutto è già stato registrato in passato, nulla può essere cambiato …
Cherosene o idrogeno?
Questo curioso argomento è ampiamente accettato su Internet grazie al tuo umile servitore, che, per gioco, ha deciso di porre il problema opposto: beh, lascia che Skylab pesi 60 tonnellate o addirittura tutte le 75 tonnellate. Quali sono le caratteristiche del razzo in termini di impulso specifico del secondo stadio, in modo che il carico utile sia uguale al peso della stazione, in modo che non sia necessaria una zavorra in eccesso? Voglio subito notare che fissando le masse dello stadio, e variando solo l'impulso specifico del secondo stadio, sto agendo in modo errato, perché questo problema può avere un'altra soluzione - senza cambiare gli impulsi specifici dei motori, semplicemente ridurre le masse assolute degli stadi stessi. Tuttavia, fissata la massa e l'impulso specifico del primo stadio Isp ~ 304 sec. (è già troppo basso e difficilmente può essere molto più basso), sono giunto a una conclusione interessante,che per lanciare un carico di settantacinque tonnellate, i motori di secondo stadio devono avere un impulso specifico Isp ~ 380 sec, cioè molto inferiore alla gamma dei motori a razzo "idrogeno" (semplicemente non hanno Isp inferiore a 400 secondi).
E la fiamma chiaramente non è idrogeno …
Inoltre, tenendo conto della versione "leggera" di "Skylab" non più di sessanta tonnellate, si scopre che con un primo stadio canonico fisso di "Saturno", il secondo può essere reso "cherosene", perché l'impulso specifico richiesto dei motori scenderà a valori dell'ordine di Isp ~ 330 sec. … può essere facilmente implementato utilizzando motori a razzo ossigeno-cherosene con buoni ugelli ad alta quota. Inoltre, è stata scoperta una foto divertente dei test al banco del motore Saturn-5 del secondo stadio con la designazione J-2, che ha un bagliore di idrocarburi rosso-giallo invece di una torcia blu puro.
Inoltre, c'è una massa di prove a favore del fatto che gli americani non sono riusciti a realizzare e completare l '"idrogeno" con una spinta di quasi cento tonnellate: nel 1965-1967 si sono verificati ripetuti incidenti (sia in volo che allo stand) di stadi a idrogeno con motori J-2, che si sono conclusi con esplosioni e completa distruzione della struttura. Tuttavia, invece (o insieme) alla tesi di cui sopra sulla sostituzione dei motori J-2 inaffidabili con qualcos'altro (con caratteristiche peggiori), rimane un altro argomento: per l'implementazione di un sistema spaziale e spaziale di un peso così elevato (circa 3000 tonnellate) con solo cinque motori nel primo stadio, questa trazione cinque deve essere particolarmente eccezionale!
Il motore F-1: realtà e finzione
Molti ricercatori si limitano a segnalare, prima di tutto, non i problemi di messa a punto del "gas idrogeno" negli stadi superiori, ma l'impossibilità a quel livello tecnico e su quelle soluzioni circuitali di implementare un motore a razzo monocamera su cherosene e ossigeno con una spinta di oltre 700 tonnellate. Ci sono molte ragioni per questo, e la principale è il cosiddetto. instabilità di combustione ad alta frequenza causate dai grumi (approssimativamente) di miscela di carburante incombusto (come "gas detonante") che compaiono in un'enorme camera, che si bruciano non in modo uniforme, ma come microesplosioni. Finché la camera del motore è piccola, questo è tollerabile. Ma con enormi dimensioni lineari, la detonazione si verifica nel motore, che entra in risonanza, che distrugge l'alloggiamento del motore. Per molti anni è stato considerato molto problematico creare un unico motore a razzo con una spinta di oltre cento tonnellate.
I designer sovietici rappresentati da V. P. Glushko e altri sono giunti a una conclusione inequivocabile: è possibile realizzare grandi motori a propellente liquido solo in un circuito chiuso, quando uno (o entrambi) i componenti entrano nella camera non in forma liquida (schema liquido-liquido), ma come gas caldo (schema gas liquido), che riduce drasticamente il tempo di accensione delle porzioni di combustibile, e localizza significativamente il problema delle instabilità di frequenza della combustione a limiti ragionevoli. Tuttavia, gli americani insistono sul fatto di essere riusciti a fare qualcosa che non può essere in natura, ad es. un motore a razzo monocamera funzionante a cherosene e ossigeno in un circuito aperto con un'alimentazione in fase liquida di entrambi i componenti e una spinta di oltre 700 tonnellate.
Motore F-1 allo stand
Anche le foto disponibili delle prove al banco di questo motore miracoloso sollevano molti interrogativi, perché dall'ugello esce un fumo denso e opaco, dietro il quale una fiamma sfonda solo pochi metri! Anche i dipendenti del sito di prova, che avevano visto molte cose, sono rimasti sorpresi dal lavoro di questa "batteria di coke". Una foto. Motore F-1 al banco Alla vista di questa "fiamma nera", la prima reazione dei tester è stata quella di spegnere tutto immediatamente, fino a farla esplodere. Ma i colleghi con un accento tedesco hanno spiegato che va tutto bene, che è "tanto necessario" …
È necessaria una digressione qui. A differenza della maggior parte dei motori a razzo sovietici, che erano fatti di due involucri solidi legati (esterno e interno), tra i quali il raffreddamento a liquido di uno dei componenti (solitamente carburante, meno spesso un ossidante) scorreva attraverso canali a coste, la maggior parte dei motori a razzo americani di quegli anni erano un insieme di enormi il numero di tubi sottili, che erano fissati insieme mediante saldatura e fasce di alimentazione, formando la forma abituale della camera e l'ugello del motore a propellente liquido. I tubi di solito correvano lungo l'asse del motore e, se si utilizza un doppio set di tubi, un po 'di cherosene scorreva dall'alto verso il basso - dalla testa al bordo dell'ugello, e dall'altro (parallelo), viceversa - dal basso verso l'alto, fornendo carburante riscaldato alla testa dell'ugello.
Non discuterò ora i vantaggi e gli svantaggi di ogni schema, dirò solo che i nostri involucri "in lamiera" erano fatti di un'astuta lega di bronzo, e i tubi americani erano fatti di nichel o acciaio. La differenza è che il bronzo al cromo sovietico (inventato non senza un accenno dai tedeschi catturati) aveva migliori proprietà di conduzione del calore rispetto all'acciaio e al nichel. Quindi, il ricercatore del falso lunare S. Pokrovsky nell'articolo "Perché i voli sulla luna non hanno avuto luogo" indica i difetti strutturali della lega da cui sono stati realizzati questi stessi tubi del motore F-1: questa è la lega di nichel Inconel X-750. Senza entrare in una descrizione dettagliata degli argomenti di Pokrovsky, farò notare che, a suo avviso, a quel tempo le leghe di nichel resistenti al calore erano ancora poco studiate e, come si è scoperto,questa lega Inconel X-750 più sperimentale in realtà non poteva fornire le necessarie proprietà di resistenza con i parametri operativi dichiarati del motore.
Secondo Pokrovsky, gli americani abbandonarono silenziosamente la rara lega di nichel, passando a un acciaio resistente al calore più affidabile. Inoltre, secondo l'ipotesi di Pokrovsky, al fine di garantire il funzionamento sicuro del motore su sottili tubi di acciaio, gli americani sono stati costretti a ridurre notevolmente la temperatura nella camera di combustione (del 15%) e, di conseguenza, a perdere circa il 22% della spinta del motore. Devo ammettere che non condivido pienamente la fondatezza delle stime numeriche di questa versione, in particolare, con la stima del contributo di scambio termico radiante del vapore acqueo nella camera del motore F-1, ma ci tengo a sottolineare che c'è indubbiamente una grana comune in queste ipotesi. Solo lo giustificherei molto più facilmente e un po 'dall'altra parte.
Lasciando da tempo i problemi delle instabilità di combustione e il problema della detonazione dei grappoli di carburante in una grande camera di combustione, vorrei parlare delle proprietà di conduzione termica delle camere di combustione e delle parti degli ugelli di un motore a propellente liquido utilizzando esempi qualitativi. Non per niente ho detto che le camere sovietiche di tali classici motori a razzo a propellente liquido come RD-107 e RD-108 erano fatte di bronzo al cromo speciale (e tutte le leghe di rame hanno un'eccellente conduttività termica), quindi anche una parete molto spessa trasferiva in modo affidabile il calore al cherosene che scorre. Il nichel e l'acciaio hanno una conducibilità termica molto più bassa, quindi, a parità di altre condizioni, sono progettati per un flusso di calore inferiore per unità di superficie. La parete della camera di combustione opera sotto carichi termici impensabili: da un lato gas caldo con una temperatura di 3500K, dall'altro il cherosene fluisce con una temperatura dieci volte inferiore. Se il calore sotto forma di trasferimento convettivo (contatto) e sotto forma di flusso radiante, che cade su ogni centimetro quadrato della parete della camera, non viene rimosso e "trasferito" al refrigerante che scorre (cherosene), la temperatura della parete inizierà a salire (fino alla temperatura del gas), e il metallo si scioglierà facilmente.
A sua volta, l'entità del flusso di calore è determinata sia dalla temperatura del gas che dalla sua pressione (densità del gas). Ovviamente, la temperatura di combustione è determinata dalla chimica del processo, e infatti, per la maggior parte dei motori a propellente liquido a cherosene, differisce non più del 5-7%. La pressione è un'altra questione: il gas può essere caldo, ma la sua densità sarà bassa e il flusso di calore sarà piccolo. In tutti i primi motori a razzo a cherosene sovietici senza un serio raffreddamento a tendina mediante iniezione di liquido nella zona della parete (ad eccezione della zona della testata del motore), la pressione nella camera variava da 52 a 60 atmosfere. Tutti i primi motori americani a razzo a cherosene, creati da diverse società (!), Come l'LR87-3 della compagnia Aerojet con una spinta di 73 tonnellate per il razzo Titan-1 avevano una pressione di esercizio di sole 40 atm, e il suo fratello gemello LR79-7 con una spinta di 75 tonnellate,creato dai più accaniti concorrenti di "Rocketdyne" per missili di tipo "Delta", aveva una pressione di esercizio di ben 41 atm!
Un'altra nota serie di motori LR89 della stessa Rocketdyne per la famiglia di missili di tipo Atlas si accontentò di sole 42 atmosfere nella camera, che all'inizio degli anni '90 erano state portate a un livello di sole 48 atmosfere. Il lettore, ovviamente, può dubitare dell'esistenza di una connessione tra il design tubolare delle camere dei motori a razzo americani ei loro parametri operativi. Ma ecco il paradosso: lo stesso LR87-5 senza alterare camera e ugello, dopo aver sostituito i componenti da cherosene e ossigeno con aerosina-50 e tetrossido di azoto, è stato azionato con successo ad una pressione di 54 atm, e nel modello LR87-11 la pressione è stata portata a 59 atm! Stessi tubi, stessa fotocamera, ma qual è la differenza? La differenza è semplice: in primo luogo, l'aerosina-50 (una miscela di eptile e idrazina) nel tetrossido di azoto brucia a una temperatura di un paio di centinaia di gradi inferiore,e in secondo luogo, l'idrazina e i suoi derivati hanno proprietà di raffreddamento migliori del cherosene.
A dire il vero, tra tutti i componenti del carburante utilizzati in astronautica, il cherosene è all'ultimo posto come refrigerante. Se qualcuno è interessato ai motori a razzo a propellente liquido sovietici con una pressione profonda oltre 100 atm nella camera, allora spiegherò una cosa semplice: lì, oltre al raffreddamento a flusso, ci sono altre due o tre cinghie di raffreddamento a cortina mediante iniezione diretta di carburante nello strato di parete. È solo che è possibile organizzare le cinghie di iniezione del carburante in un involucro di lamiera, ma non in una camera tubolare! La stessa struttura tubolare funge da ostacolo. Completata tutta questa lunga escursione, il lettore è rimasto perplesso con un fatto banale: nel motore F-1 "tubolare" si sarebbe realizzata una pressione di 70 atmosfere! Il problema è che a quel tempo tutte le camere tubolari realizzate con materiali in nichel e acciaio superiori a 40..48 atm non potevano essere realizzate. Altrimenti, gli americani avrebbero forzato tutti i loro motori a razzo a cherosene molto tempo fa,che, secondo il livello tecnologico, sono rimasti ai livelli di 40-50 anni fa. Tuttavia, cercherò di dedicare un articolo speciale separato a questo aspetto in qualche modo.
Prevedo (in anticipo) un argomento di questo tipo: con un aumento lineare delle dimensioni del motore, la sua superficie cresce in un quadrato e il suo volume in un cubo. Diciamo che la dimensione lineare raddoppia, la superficie del motore quadruplica e il volume cresce otto volte. E fantastico! Cosa segue da questo? Il fatto è che il flusso di calore radiante è determinato dalla superficie emittente del gas, e non dal suo volume (la luminosità, in linea di principio, è definita come la potenza irradiata da un'unità di superficie), anche dal flusso di calore convettivo - è determinata dalla superficie della camera, e non dal suo volume. L'unica cosa che sta crescendo nel nostro Paese è la proporzione specifica di cherosene, che può essere utilizzata per raffreddare un'unità di superficie della parete della camera. Ma il problema è che, anche se pompiamo il doppio del cherosene, la capacità di raffreddamento del muro stesso non aumenterà da questo e non sarà in grado di fornire più calore. Inoltre, nessun raffreddamento rigenerativo dei motori a razzo a cherosene è, in linea di principio, in grado di rimuovere tutti i flussi di calore dal corpo senza utilizzare il già citato raffreddamento a cortina per iniezione diretta nello strato di parete, che (a causa della natura tubolare della camera) non può essere organizzato se non vicino alla testa.
Se così non fosse, ora gli RD-180 sovietici (russi) con una pressione di 250 atm in una camera con un rivestimento in lamiera di bronzo cromato e un raffreddamento a tendina a più livelli non sarebbero usati sull'Atlante americano, ma al contrario - sul nostro Soyuz e I "protoni" sarebbero mostri tubolari di nichel con licenza come F-1 e altri come loro. Pertanto, in base a quanto sopra, la spinta del motore a razzo F-1 dovrebbe essere "sequestrata" proporzionalmente al livello di pressione di esercizio di 40..48 atm o 30..40% della nominale, cioè. al livello di 380..460 tonnellate vicino al suolo, il che riduce drasticamente la massa totale stimata del razzo Saturn-5 di oltre una volta e mezza! Muovendosi in questa direzione, e confrontando questa ipotesi con lo studio dei cinegiornali del volo "Saturn-5", S. Pokrovsky è giunto alla conclusione,che la natura delle onde d'urto supersoniche indica una significativa sotto velocità nella sezione del primo stadio di funzionamento, che conferma la spinta insufficiente dei motori e una fornitura di carburante notevolmente ridotta. E sebbene sia possibile una disputa riguardo alle stime della velocità di volo reale del razzo Saturn-5, una cosa è certa: il suo primo stadio era significativamente (forse il doppio) più leggero della versione canonica, altrimenti questo design non sarebbe mai stato in grado di staccarsi dalla rampa di lancio.
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