Бірінші Сатурн-5 зымыраны: шолу, сипаттамалар және қызықты фактілер

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

21 ғасырдың бірінші онжылдығындағы әзірлемелер негізінде Сатурн-5 зымыраны (американдық) өз бауырларының ішіндегі ең қуаттысы болып табылады. Оның үш сатылы құрылымы өткен ғасырдың алпысыншы жылдарында жобаланған және адамды Ай бетіне жеткізуге арналған. Оған планетамыздың табиғи серігін зерттеу миссиясы сеніп тапсырылған барлық қажетті кемелер бекітілетін болды.

Аполлон бағдарламасы бойынша ай модулі зымыранға бекітіліп, оның адаптерінің ішіне орналастырылды және оған орбиталық аппараттың корпусы бекітілді. Мұндай жалғыз іске қосу схемасы бірден екі нәрсені орындады. Рас, екі сатылы модель де болды, ол Америка Құрама Штаттарының ең алғашқы ғарыш станциясын орбитаға шығару кезінде бір рет қолданылды - Skylab.

Ай бағдарламасы: аңыз немесе шындық?

Жарты ғасырға жуық уақыт өтті,бірақ ойдан шығарылған ай бағдарламасы туралы әңгіме толастамай келеді. Біреулер «Сатурн-5» зымыраны арқылы Айға ғарышкерлерді жіберудің жалған екеніне сенімді. Мұндай адамдар үшін американдықтардың ұлы жетістіктерінің кез келген дәлелі жат және олардың пікірінше, видеолар Жер планетасынан тыс жерде ұшпай жасалған.

Кейде әдемі салынған Сатурн шынайы болу үшін тым керемет деген қауесет тарайды. Тіпті егер Сатурн бағдарламасы жүзеге асқан болса да, американдықтар «Сатурн-5» зымыранының барлық конструкторлық құжаттамасының жоғалғанын алға тартып, неліктен оны жалғастырмады және одан бірнеше есе қымбат тұратын шаттлдарды шығара бастады? Неліктен ұқсас зымыранды жасаудың бүкіл жұмыс процесін нөлден бастау керек болды? Сатурн-5 зымыранын шығарудың технологиялық картасын қалай жоғалтуға болады? Өйткені, бұл құмды жағажайдағы құм түйіршіктері емес.

Жалпы, «Сатурн-5» зымыран-тасығышы ғарышкерлерді Айға жеткізіп қана қоймай, оларды үйлеріне сәтті қайтаруға арналған. Сонымен қатар, барлық жабдықпен, соның ішінде екі тірі жолаушы бар ай модулімен қону өте тегіс және жұмсақ болуы керек, әйтпесе бұл олардың соңғы рейсі болар еді. Массаның бір бөлігін ай модулін командалық кемеден ажырату арқылы бөлуге болады, ол өз кезегінде Ай орбитасында қалып, барлық жұмыстардың аяқталуын күтті.

Американдық «Сатурн-5» зымыраны 140-қа дейін көтеріліп, орбитаға шыға алады.тонна жүк. Бірақ, мысалы, ең көп қолданылатын ауыр зымыран «Протон» өз «шанасында» небәрі 22 тонна жүк көтере алады. Әсерлі айырмашылық, солай емес пе?

Өздеріңіз білетіндей, бірнеше Сатурн шығарылды, ал соңғысы салмағы 77 тонна болатын Skylab ғарыш станциясын ұшырды. Оның орасан зор болғаны сонша, егер ішінде тірек нүктесі жоғалып кетсе, астронавт желдету жүйесінен желді күтіп, бірнеше минут ауада ілінді. Негізі бұл рекордты бірнеше модульден тұратын Мир ғана жаңартты. Бірақ бұл Сатурн-5 зымыраны әлі күнге дейін әлемдегі ең өршіл жоба және ең қуатты ғарыш аппараты болып табылады, бұл рекордты басқа ешбір зымыран тасығыш әзірге жеңе алмаған.

Сатурнның тарихы V

Өмірінің ең басында кеме ұшқышсыз, нашар реттелетін жүйенің қатысуымен сәтсіз ұшыру түріндегі қиындықтарға тап болды. Осыдан кейін ұшқышсыз сынақты қайталаудан бас тартылды, бірақ бәрі «бақытты» аяқталумен аяқталды, өйткені 1968 жылдан 1973 жылға дейін он «Аполлон» ғарыштық бағдарламасы және жоғарыда аталған Skylab ғарыш станциясы сәтті ұшырылды. Содан кейін «Сатурн-5» зымыран тасығышы мұражай экспонатына айналады, оның өндірісі мен одан әрі жұмысы толығымен тоқтатылады. Бұл кезең бүгінге дейін жалғасуда.

Қызықты фактілер

Америка Құрама Штаттары 1962 жылы Сатурн зымыранын жасай бастады, ал төрт жылдан кейін бірінші сынақ болды.ұшу. Дәлірек айтсақ, сынақ мүлде сәтсіз аяқталды, өйткені Сент-Луис маңындағы полигонда ұшырылатын зымыранның екінші сатысы жай ғана жарылып, бөлшектерге бөлініп кетті. Тарихи деректерге сәйкес, зымыранның ұшқышсыз ұшуы шексіз бұзылулар мен кемшіліктерге байланысты үнемі кешіктірілді, бірақ 1967 жылдың күзінде американдықтар әлі де табысқа жете алды. Алайда «Аполлон 6» бағдарламасының екінші сынақ кезеңінде ұшқышсыз басқару әрекеті қайтадан сәтсіз аяқталды. Бірінші кезеңде қол жетімді бес қозғалтқыштың тек үшеуі ғана іске қосылды, үшінші кезеңде қозғалтқыш мүлде іске қосылмады, содан кейін барлық құрылым күтпеген жерден барлығы үшін ыдырап кетті.

Осыған қарамастан, он күннен кейін «Сатурн V» зымыран тасығышын Айға қайта сынамай жіберу туралы бұрын-соңды болмаған шешім қабылданды. Өйткені, КСРО-мен болған қырғи-қабақ соғыс пен қарулану жарысы туралы ұмытпаңыз. Барлығы асығыс болды және тіпті орны толмас қайғылы зардаптардан қорқып, олар әлі де Жердің табиғи серігін үшінші сынақ ұшырусыз жаулап алуды ұйғарды.

Жоғарыда «Сатурн-5» зымыранының техникалық құжаттары мен сипаттамаларының мистикалық жоғалуы туралы айтылды, бірақ шын мәнінде американдықтар бұл ақпаратты жоққа шығарып, оны велосипед деп атайды. Бұл оқиға 1996 жылы астронавтиканың қалыптасу тарихы туралы ғылыми кітапта пайда болды. Қарапайым тілмен айтқанда, автор өз жолдарында NASA сызбаларды жоғалтқанын хабарлады. Бірақ NASA қызметкері Пол Шоукросстың айтуынша, бөлімшеде қызмет атқарғанІшкі тексеру кезінде сызбалар шынымен де қалмады, бірақ тәжірибе мен инженерлік «ми» өзгеріссіз қалды: барлық деректер фотопленканың - микрофильмнің шағын бөліктеріне орналастырылды.

Спецификациялар

Сатурн-5 зымыранының негізгі техникалық сипаттамалары қандай? Оның биіктігі 110 метрге, ал диаметрі он метрге жеткенінен бастайық, сондай-ақ мұндай параметрлермен ол ғарышқа 150 тоннаға дейін жүкті ұшырып, оны Жерге жақын орбитада қалдыра алады.

Классикалық нұсқада оның үш қадамы бар: алғашқы екіде әрқайсысында бес қозғалтқыш және үшіншіде бір. Бірінші кезеңдегі отын тотықтырғыш ретінде сұйық оттегі бар РП-1 керосин түрінде, ал екінші және үшінші кезеңде тотықтырғыш ретінде сұйық оттегімен сұйық сутегі түрінде болды. Сатурн-5 зымыранының қозғалтқыштарының ұшыру күші 3500 тонна болды.

Зымыран дизайны

Зымыранның конструктивтік ерекшелігі үш кезеңге көлденең бөлу болып табылады, яғни әрбір кезең алдыңғысының үстіне қойылады. Тасымалдау цистерналары барлық кезеңде болды. Қадамдар арнайы адаптерлер арқылы қосылды. Төменгі бөлік бірінші сатының корпусымен бірге бөлінді, ал жоғарғы сақиналы бөлік екінші кезең қозғалтқыштары іске қосылғаннан кейін бірнеше ондаған секундтан кейін бөлінді. Мұнда кезеңді бөлудің «суық схемасы» жұмыс істеді, яғни алдыңғысы жойылмайынша, келесі қозғалтқыштар іске қосылмайды.

Іске қосу қозғалтқыштарынан басқа, баспалдақтарда тежегіш қатты отын қозғалтқыштары болды.«Сатурн-5» зымыран тасығышы. Оның дизайнері Вернер фон Браун оларды баспалдақтарды өздігінен қону функциясымен қамтамасыз ету үшін пайдаланды. Сондай-ақ үшінші кезеңнің бөлімінде зымыран басқарылатын аспаптық блок болды.

Бірінші кезеңнің дизайны

Әлемге әйгілі Boeing оның өндірушісі болды. Үшеуінің ішінде де бұл ең биік бірінші қадам болды, оның ұзындығы 42,5 метрді құрады. Жұмыс уақыты - шамамен 165 секунд. Егер кезеңді төменнен жоғары қарай қарастыратын болсақ, онда оның дизайнында сіз бес қозғалтқышы бар бөлімнің өзін, керосині бар жанармай багын, резервуар аралық бөлімді, сұйық оттегі түріндегі тотықтырғышы бар резервуарды және алдыңғы юбка.

Қозғалтқыш бөлігінде американдық Rocketdyne компаниясы шығарған ең үлкен Saturn-V қозғалтқыштары - F-1 болды. Қозғалыс жүйесінің өзі тікелей қуат құрылымынан, тұрақтандырғыш қондырғылардан және термиялық қорғаныстан тұрды. Қозғалтқыштардың бірі орталықта бекітілген күйде, ал қалған төртеуі гимбалдарда ілулі болды. Сондай-ақ, қозғалтқыштарды аэродинамикалық жүктемелерден қорғау үшін бүйірлік электр станцияларына фреймдер орнатылды.

Жанармай бөлімінде тотықтырғышты негізгі отынға өткізетін бес құбыр болды, ол қозғалтқыштарға он құбыр арқылы дайын түрде жеткізілді. Юбка бірінші және екінші қадамдарды байланыстыру функциясына ие болды. Төртінші және алтыншы Аполлостың ұшулары орындалған кезде,электр станциясының жұмысын, кезеңді бөлуді және сұйық оттегін бақылауды бақылау үшін құрылымға камералар бекітілді.

Екінші кезеңнің дизайны

Оның өндірушісі бүгінде «Боинг» холдингінің құрамына кіретін Солтүстік Америка компаниясы болды. Құрылымның ұзындығы 24 метрден сәл астам, ал жұмыс уақыты төрт жүз секундты құрады. Екінші кезеңнің құрамдас бөліктері жоғарғы адаптерге, жанармай бактарына, J-2 қозғалтқыштары бар бөлікке және оны бірінші кезеңге қосатын төменгі адаптерге бөлінді. Жоғарғы адаптер бірінші кезеңдегідей баяулатуға арналған төрт қосымша қатты отын қозғалтқышымен жабдықталған. Олар үшінші кезең бөлінгеннен кейін іске қосылды. Электр станциясының бөлімінде бір орталық қозғалтқыш және төрт шеткі қозғалтқыш болды.

Үшінші кезең дизайны

Үшінші, дерлік он сегіз метрлік құрылымды Макдоннель Дуглас жасаған. Оның мақсаты орбиталық аппаратты ұшыру және ай модулін Айдың бетіне түсіру болды. Үшінші кезең екі серияда шығарылды - 200 және 500. Соңғысы қозғалтқышты қайта қосу кезінде гелийдің жоғарылауында үлкен артықшылыққа ие болды.

Үшінші кезең екі адаптерден тұрды - жоғарғы және төменгі, отын бар бөлік және электр станциясы. Қозғалтқыштарға отын беруді реттейтін жүйе отын балансын өлшейтін сенсорлармен жабдықталған, олар деректерді борттық компьютерге тікелей жібереді. өздеріқозғалтқыштарды үздіксіз режимде де, импульстік режимде де пайдалануға болады. Айтпақшы, американдық Skylab ғарыш станциясы осы үшінші кезеңнің негізінде жасалған.

Құралдар блогы

Барлық электронды жүйелер биіктігі бір метрден сәл ғана аспайтын және диаметрі шамамен 6,6 метр болатын құралдар қорабында орналастырылған. Ол үшінші сатыға қойылады. Сақинаның ішінде зымыранның ұшырылуын, оның ғарышта бағдарлануын, сондай-ақ берілген траектория бойынша ұшуын басқаратын блоктар болды. Сондай-ақ навигация және төтенше жағдай жүйесі құрылғылары болды.

Басқару жүйесі борттық компьютермен және инерциялық платформамен ұсынылған. Бүкіл басқару блогында температураны бақылау және терморегуляция жүйесі болды. Бүкіл зымыран кез келген ақауларды анықтайтын сенсорларға толы болды. Олар сол немесе басқа электрондық нысанның апаттық жағдайы туралы табылған деректерді ғарышкерлер кабинасындағы басқару пультіне тапсырды.

Ұшуға дайындық

Сатурн-5 зымыраны мен «Аполлон» ғарыш кемесінің ұшу алдындағы бүкіл тексеруін бес жүз адамнан тұратын арнайы комиссия жүргізді. Мыңдаған жұмысшылар Канаверал мүйісіндегі ұшыру мен жаттығуларға қатысты. Тік құрастыру ұшыру алаңынан бес шақырым жерде орналасқан Ғарыш орталығында өтіп жатыр.

Ұшудан шамамен он апта бұрын зымыранның барлық бөліктері ұшыру алаңына жеткізілді. Мұндай ауыр заттарға шынжыр табанды көліктер пайдаланылды. Зымыранның барлық бөліктері біріктірілген кезде жәнебарлық электр құрылғылары қосылды, байланыстар, соның ішінде борттағы да, жердегі де радиожүйесі тексерілді.

Одан әрі зымырандарды басқарудың иммобилизацияланған сынақтары басталды, ұшу симуляциясы өтті. Біз Хьюстондағы ғарыш айлағы мен миссияны басқару орталығының жұмысын тексердік. Ал соңғы сынақ жұмыстары бірінші кезеңді іске қосу кезеңіне дейін цистерналарға тікелей жанармай құюмен жүргізілді.

Әрекеттерді бастау

Ұшыру алдындағы уақыт зымыран ғарышқа ұшырылғанға дейін алты күн бұрын басталады. Бұл Сатурн-5пен жасалған стандартты процедура. Осы кезеңде сәтсіздіктерді және кейіннен кетудің кешігуін болдырмау үшін бірнеше үзілістер жасалды. Соңғы кері санақ іске қосылудан 28 сағат бұрын басталды.

Бірінші кезеңді толтыру он екі сағатқа созылды. Оның үстіне тек керосин құйылып, резервуарларға сұйық оттегі ұшырылғанға дейін төрт сағат бұрын берілді. Жанармай құю алдында барлық цистерналар салқындату процедурасынан өтті. Тотықтырғыш бірінші кезекте екінші сатыдағы цистерналарға қырық пайызға, одан кейін үшінші сатыға жүз пайызға жеткізілді. Содан кейін екінші дизайндағы ыдыстар соңына дейін толтырылды, содан кейін ғана тотықтырғыш біріншіге түсті. Осындай қызықты процедураның арқасында жұмысшылар екінші кезеңдегі цистерналардан оттегінің ағып кетпейтініне сенімді болды. Жанармай құю кезінде криогенді отынды жеткізудің жалпы уақыты 4,5 сағатты құрады.

Барлық жүйелерді дайындағаннан кейін зымыран автоматты режимге ауыстырылды. Бірінші кезеңдегі бес қозғалтқыштың ішінен алдымен орталықтандырылған қозғалтқыш, содан кейін ғана қарама-қарсы схема бойынша перифериялық қозғалтқыштар іске қосылды. Келесібес секунд бойы зымыран кідірді, сосын оны шығарған ұстағыштардан ақырын шығып, бүйірлеріне қарай ауытқып кетті.

Аспаптық блокта орналасқан компьютер зымыранның биіктігі мен орамын басқарды. Барлық қадамдық маневрлер ұшудың 31 секундында аяқталды, бірақ бағдарлама бірінші кезең толығымен ажыратылғанша импульсті жалғастырды.

Динамикалық қысым жетпісінші секундта басталды. Перифериялық қозғалтқыштар резервуарлардағы жанармай біткенше жұмыс істеді, ал ортаңғы қозғалтқыш зымыран корпусына үлкен жүктемені болдырмау үшін ұшып шыққаннан кейін тағы 131 секундтан кейін сөндірілді. Бірінші кезеңнің бөлінуі жер бетінен шамамен 65 километр биіктікте орын алды және осы сәтте зымыранның жылдамдығы секундына 2,3 шақырымды құрады.

Бірақ бөлініп, сахна бірден құлап кетпеді. Дизайн ерекшеліктеріне сәйкес, ол жүз шақырымға көтерілуді жалғастырды және содан кейін ғана ұшыру алаңынан 560 шақырым қашықтықта Атлант мұхитының суларына кетті.

Екінші кезеңдегі қозғалтқыштардың іске қосылуы бірінші кезең ағытылғаннан кейін бір секундтан кейін басталды. Барлық бес электр станциясы бір уақытта іске қосылды, ал 23 секундтан кейін екінші кезеңнің төменгі адаптері қалпына келтірілді. Осыдан кейін экипаж борттық компьютер арқылы мәселені өз қолдарына алды. Екінші кезеңнің бөлінуі жер бетінен 190 шақырым биіктікте орын алып, жұмыс негізгі қозғалтқышқа берілді. Оған ғарышкерлер жетекшілік етті. Жәнеғарыш кемесі Ай орбитасына шығарылғаннан кейін үшінші кезең қозғалтқышты сексен минуттан кейін қолмен өшірген кезде басқарылатын модульден бөлінді. Осылайша, «Сатурн-5» ғарышкерлерді Айға жеткізіп, американдықтарға Жердің табиғи серігін бірінші бағындырушылар болуға мүмкіндік берді.