Част 1 - Част 3
В предишната част на „Ръководството“обещах да оставя за десерт най-вкусната част от излагането на „лунната измама“- претенциите към ракетно-космическата система Сатурн-Аполон. Аргументите тук, струва ми се, са много прости и очевидни: да, снимки и филмови материали е можело да бъдат направени на Земята (което е почти признато), но това може да се обясни с лабораторен дефект в развитието на филма, лошо качество на самите изображения и т.н. Искам да направя едно важно отклонение. Всъщност в така наречения документален филм и репортери често е прието да се използват „инсценирани кадри“и „реконструкция“. Нека не бъдем твърди с творческите работници, защото в реалния живот, където се случват текущи събития, често няма добра студийна светлина, филмовите камери се провалят, скъпите обективи се чупят, прожекторите изгарят …просто не можете да имате време да заснемете историческия кадър на века!
В наши дни стана общоизвестно, че снимачният екип на 7 ноември 1941 г. не е успял да заснеме речта на другаря Сталин на Червения площад и почти по решение на Политбюро той е бил длъжен да произнесе речта за втори път. Заместването беше лесно разкрито, тъй като Сталин изпълняваше в лютия мраз, по време на виелица, докато на филма, когато отвори уста, той дори нямаше пара! От друга страна, речта му се излъчва на живо по радиото, а самият Сталин е видян от хиляди участници в парада през 1941 г.
Макети на две ракети: H1 (вляво) и Saturn-5 (вдясно)
Също наскоро британците признаха, че много речи и речи на министър-председателя Уинстън Чърчил през годините на войната са изобразени за фотохроники от неговия двойник и дори по радиото (!) Текстът от името на Чърчил е рецитиран от художник с подобен глас. Това обаче не отрича самото съществуване на г-н Чърчил като такъв.
Позволете ми да ви дам много грубо и опасно сравнение. При изстрелването на Юрий Гагарин не се извършваше репортаж и още повече протокол. Само техническо фиксиране и само за специално съхранение. Предвид политическата значимост на събитието, необходимостта от възпроизвеждане на висококачествен пропаганден материал, беше решено след няколко дни да се направи „реконструкция“на сбогуването преди изстрелването с истинския Гагарин и истинска ракета от същия клас. Както обикновено в такива случаи, те снимаха от много камери, уреждаха тържествен репортаж на ракета, напълнена (!), Прегръщаха, целуваха, пускаха сълза …
От гледна точка на законите на киното, всичко това е правилно и компетентно. Това хвърля ли сянка върху Юрий Гагарин? Съвсем не, тъй като радиолюбителите по цялото земно кълбо получават неговите сигнали, самият кораб е бил ясно видим на много наблюдателни пунктове и най-важното е, че подобни „топки“с антени от типа „Восток“са изстрелвани в тъмнина както преди 12 април 1961 г., така и след, само че те бяха наричани по различен начин и вместо астронавт имаше мощна камера с добър запас от филм на борда. Такива самолети за разузнаване са изстрелвани поне веднъж седмично, така че реалността на изпълнението на полета на Юрий Гагарин не поражда въпроси.
Промоционално видео:
Що се отнася до ракетно-космическата система Сатурн, всички ракети от това семейство бяха унищожени набързо в средата на 70-те години, документацията и работните единици бяха унищожени, останаха само няколко музейни модела, които можеха да бъдат първоначално манекени с размери и тегло за различни статични тестове, наличието на които не доказва нищо. Например в СССР бяха произведени повече от десет продукта в пълен размер 11A52 или „H1“- така се наричаше съветската лунна ракета от пилотираната програма за полет до нашия естествен спътник. В същото време само четири продукта с номера 3L, 5L, 6L и 7L бяха изстреляни в действителност от полигона на Байконур, един - 4L беше оставен настрана в „резервния“склад, останалите бяха използвани за различни тестове, обучение на стартовия екип и др. Няколко готови ракети с номер 8L,9L и още два несглобени комплекта бяха просто бракувани, след като програмата беше затворена …
В същото време всички разбираме, че дори ракетата N1 да бъде изложена на VDNKh, това няма да докаже нищо, защото нейната тъжна история е добре известна.
Двигател RD-270
Музеят Енергомаш разполага с най-големия съветски еднокамерен ракетно-двигателен двигател с течно гориво (LRE) от типа RD-270 с тяга около 640 тона в земята. Но това е само технологичен макет - полуфабрикат за един от безбройните тестове. В действителност този двигател (за съжаление) никога не е бил довеждан до етапа на летателни изпитания. „Жив“и „здрав“все още са прототипи на лунния космически кораб LOK (11F93) и кабината за кацане LK (11F94), в Интернет всеки може лесно да намери своите снимки.
LC се превърна в учебно помагало
LK се превърна в учебно помагало Американците с гордост показват своите музейни ракети "Сатурн-5", като се твърди, че осигуряват доставката на астронавти до местоназначението им, а освен това и супермощни ракетни двигатели с течно гориво от типа F-1 с тяга от около 680 тона на земята, без които да се вдигне ракета с тегло около три хиляди тона (!) просто не е реалистично.
Е, добре, можем в замяна да покажем нашите музейни двигатели, модели на лунни кораби и кабини и какво - ние също летяхме до Луната?! Въпреки че, разбира се, също е опция. Ето защо, връщайки се към темата на нашата история (а всички предишни бяха само необходимо отклонение), искам да заявя директно и откровено: не можете да ни сплашите с музейни експонати! Всичко това са фалшиви реквизити и нищо повече. Нашата основна задача е да анализираме всички налични статистически, филмови и фотоматериали за реални изстрелвания на ракети Сатурн, за да отговорим на един изключително важен въпрос: дали ракетата Сатурн-5 и космическият кораб Аполон отговарят на минималните технически характеристики, необходими за доставяне на две или три човек на Луната и безопасното им завръщане на родната Земя?
LRE F-1. Също така голямо парче желязо!
Всички следващи аргументи ще се отнасят до две категории изследователски методи: анализ на числени статистически данни и изследване на поведението на ракета и кораб директно по време на полет.
Фалшива "легенда"
Един от най-глупавите митове и заблуди относно програмата Сатурн-Аполон е, че нейното безупречно (от гледна точка на официалната преса) изпълнение се основава на задълбочено проучване и задълбочено тестване на всички компоненти на лунната програма. Уви, това не е съвсем вярно, или по-скоро изобщо не. Внимателното проучване на подготвителния период от 1964 до 1969 г. преди началото на пилотираните лунни мисии е пълно с много сочни подробности.
Първият тестов полет на космическия кораб "Аполо" на спомагателната лека ракета "Сатурн-1В" се състоя на 26 февруари 1966 г. Издигнал се на височина от 488 км, този обект се плъзна по балистична траектория в Атлантика. Според НАСА целта на тази мисия е била да тества прототип на космическия кораб "Аполо" и да провери спускащото се превозно средство за контролирано навлизане в атмосферата. По време на спускането обаче корабът загуби контрол над търкалянето, влезе в режим на неконтролирано завъртане и падна в океана с прекомерни претоварвания. Целта на втория полет на 5 юли 1966г. беше изследването на „поведението на течния водород при нулева гравитация“. Ето как годишникът на Великата съветска енциклопедия (TSB) за 1967 г. описва резултатите от полета: „Последният етап (ракета S-IVB) на експерименталната ракета-носител Saturn IB SA-203 беше изстрелян в орбита с непълно изразходвано гориво. Основните задачи на изстрелването са да изследва поведението на течния водород в състояние на нулева гравитация и да тества системата, която осигурява повторното включване на двигателя на главния етап. След извършване на планираните експерименти в системата за отстраняване на водородните пари от резервоара, клапаните бяха затворени и в резултат на повишаването на налягането етапът ЕКСПЛОДИРАН на седмия завой. Третият полет тази година на 25 август 1966 г. отново е суборбитален, но обхватът е впечатляващ - обектът е уловен вече в Тихия океан. Третият полет тази година на 25 август 1966 г. отново е суборбитален, но обхватът е впечатляващ - обектът е уловен вече в Тихия океан. Третият полет тази година на 25 август 1966 г. отново е суборбитален, но обхватът е впечатляващ - обектът е уловен вече в Тихия океан.
Един от източниците сухо заявява, че разделянето е минало добре, въпреки "незначителните" проблеми с клапаните в системата за охлаждане на двигателя. И дори с много незначителни колебания на горния етап, който едва ли беше върнат под контрол (!?) Ето защо той, очевидно, се оказа в Тихия океан вместо в орбита. Спускането на капсулата в атмосферата беше „по-стръмно от очакваното“(!?), Търсенето на падналата капсула се извършваше около девет часа! Тук можем само да добавим за пълнота на впечатленията - по време на стендови тестове на втория етап на ракетата Сатурн-5 за 350-секунден интервал на действие на 25 май 1966 г. пламък пламна на две места и тестът трябваше да бъде прекъснат. Три дни по-късно, когато същият етап беше отстранен от стойката, резервоарът му с водород изведнъж експлодира и петима работници бяха ранени. Кабината беше сериозно повредена. Тогава,На 20 януари 1967 г. по време на наземни изпитания избухва етапът S-IVB-503, който се подготвя като трети етап за ракетата Сатурн-5, сериен номер 503 за легендарния полет на Аполон-8. Е, за капак, това, което всички знаят: на 27 януари 1967 г. трима астронавти в космическия кораб „Аполо 1“изгоряха по време на наземна подготовка само няколко седмици преди изстрелването им! След това комисията за разследване на инцидентите стигна до заключението: пилотираните полети с този вид оборудване бяха покрити с меден басейн за следващото неопределено време. На 27 януари 1967 г. трима астронавти в космическия кораб Аполон 1 изгоряха до смърт по време на наземна подготовка само няколко седмици преди изстрелването им! След това комисията за разследване на инцидентите стигна до заключението: пилотираните полети с този вид оборудване бяха покрити с меден басейн за следващото неопределено време. На 27 януари 1967 г. трима астронавти в космическия кораб "Аполо 1" изгоряха до смърт по време на наземни тренировки само няколко седмици преди изстрелването им! След това комисията за разследване на инцидентите стигна до заключението: пилотираните полети с този вид оборудване бяха покрити с меден басейн за следващото неопределено време.
Освен това имаше два безпилотни изстрелвания на ракетата Сатурн-5 - едно през ноември 1967 г. под наименованието Аполон-4, когато корабът с цялата мощ на ракетата успя да излети само в елиптична орбита с апогей от само 18 хиляди километра, а вторият под обозначението Аполон -6 , когато ракетата почти се срути във въздуха, двигателите на втория етап се отказаха в полет, тогава имаше проблем с третия, техническото заснемане показа частично разрушаване на някои структурни елементи на ракетата, в резултат, вместо да се симулира полет на Луната по силно елиптична траектория с апогей до 500 хиляди километра, летя близо до Земята и кацна с голяма грешка по неконтролируема балистична траектория. И това е всичко, което беше направено преди декември 1968 г. по отношение на летателни изпитания на лунната ракета Сатурн-5 преди първия (!) Пилотиран полет Аполо-8 до Луната. ОчевидноАмериканците решиха да не извършват повече тестови полети, да не харчат пари и нерви за тях, а да изпращат хора веднага и веднага на Луната, защото нашите хора - основното, хората - няма да ви подведат! И ако те подведат, не ги съжалявате …
Колко тежи Skylab?
Най-голямото зрение на американската лунна програма по право се счита за първата космическа станция Stars and Stripes Skylab, създадена чрез преоборудване на третия етап от ракетата Сатурн-5. Официално това е най-голямата космическа станция, изстрелвана някога в дългосрочен план. Това епохално събитие, състояло се на 14 май 1973 г., бележи и края на космическата кариера на ракетите Сатурн-5, тъй като това беше последното, тринадесето (!) Изстрелване на продукти от този тип.
Обикновено, когато полезният товар е подготвен предварително за конкретен превозвач, тогава параметрите му за тегло и размер се избират въз основа на максималните възможности на превозвача. Например корабът Vostok тежи малко по-малко от пет тона, тъй като ракетата Vostok, която също е продукт 8K72K, не може да направи повече. Точно по същата причина космическият кораб „Союз“тежи малко по-малко от седем тона през последните четиридесет години, а станциите от типа „Салют“- около 19 тона. Бих искал още, но старият "Протон" вече не се дърпаше. Съответно, когато американците решиха да изненадат света и да построят грандиозна космическа станция, имахме право да очакваме, че „Сатурн-5“ще достигне до рекорда за товароносимост. Във всички полети на космическия кораб "Аполо", от А-4 до А-17, теглото на полезния товар само се увеличава, а в полета на А-15 е поставен рекорд - 140 тона товар в нискоземна орбита.
В Книгата на рекордите на Гинес има следното официално вписване: „Най-тежкият обект, изстрелян в нискоземната орбита, е 3-тия етап на американската ракета„ Сатурн 5 “с космическия кораб„ Аполо 15 “, който тежи 140512 кг, преди да навлезе в междинната селеноцентрична орбита.“разочароващо е да се научи, че при последния рекорд полет, според официалните данни, полезният товар е бил само 74,7 тона. От друга страна, изчисленията, показани от мен в третата част на „Пепелацев“, доказват, че „Сатурн-5“е можел да постави полезен товар с тегло до сто тона в референтна целева орбита като „Skylab“(надморска височина 435 км, наклон 50 градуса)! Да не говорим, че до много ниска орбита (т.нар. LEO) - не по-малко от 120 тона. Възниква разумен въпрос: къде е всичко останало?
Очаквахме демонстрация на власт и ни показаха превозвач, който вместо сто тона едва завърши седемдесет с една стотинка … Подробното описание е следното: „Skylab 1 Nation: САЩ. Програма: Skylab. Полезен товар: Орбитална работилница Skylab. Маса: 74 783 кг. Клас: Пилотиран. Тип: Космическа станция. Космически кораб: Skylab, банкомат Apollo. Агенция: MSA на НАСА. Периге: 427 км. Апогей: 439 км. Наклон: 50.0 °. Период: 93,2 мин. КОСПАР: 1973-027А. USAF Sat Cat: 6633. Дата на разпадане: 11 юли 1979 г. . Снимка вляво: Skylab с едно крило. Лявото крило беше изгубено …
Въпреки това, анализирайки американските доклади, открих удивително нещо: недостиг на полезен товар и работа в три четвърти от силата, съчетан с рекорден товар, издигнат някога в нискоземна орбита - на този майски ден през 1973 г. (така изглежда) ракетата Сатурн-5, разкъсвайки пъпа си, тя изтегли цели 147 тона в космоса на гърбицата си! Вярно е, че този абсолютен световен рекорд (по някаква причина) го няма никъде и не е признат от никого. Най-интересната част обаче започна. И какво точно е включено в тези 147 м?
Първо, вторият етап на ракетата навлезе в орбита (сухо тегло около 42 тона) и още 13 тона остатъци от гориво, което е три пъти по-високо от обичайните остатъци за този етап (обикновено не повече от 4..5 тона). На второ място, самият Skylab тежи около 75 тона. В допълнение, НАСА измъкна направо боклука в орбита: в орбита беше изстрелян обтекател с тегло почти 12 тона !!! Този факт е изключително нездравословен. Експертите ще ме разберат: защо да влачите обтекателя на височина 450 км? Обикновено този структурен елемент пада на височини от 90-130 км дълго преди MSZ да излезе в орбита. Просто няма смисъл по-нататък. Например седем Salyut, един Mir, няколко модула като Kvant, Spektr, Kristall и други, както и няколко сегмента на МКС бяха изстреляни в орбита от ракетата Proton. В същото време съветската ракета винаги изпуска същия обтекател в полет много преди да навлезе в орбита. И всички останали съществуващи превозвачи отказват обтекателя на стартовия етап - това е енергийно по-благоприятно.
За хиляди изстрелвания в космоса могат да се припомнят само няколко случая на нарушение на това неписано правило. Освен това адаптерът от първи етап с тегло 5 тона все още не се е отделил. И той също беше изведен с тях в орбита. Очевидно това беше планирано, в противен случай балансът няма да се сближи. Всъщност освен 75-тонна станция в космоса беше изстреляна и най-голямата партида боклук и скрап с тегло 25 тона, без да се брои теглото на последния етап! Можете, разбира се, да поставите въпроса по различен начин: те не гонеха максималното тегло, 75 тона им бяха достатъчни. Това е добър аргумент, само че има един малък недостатък: станцията Skylab излезе „недовършена“, дори няма собствени двигатели! Въпреки че ресурсите направиха възможно лесното закрепване на някой от готовите задвижващи агрегати, например тези, съхранявани от модулите за кацане Apollo LM.
Оказва се, че имайки възможност да пуснат 100-тонна напълно функционална станция, американците решават доброволно да се ограничат до 75% от капацитета, а останалото е „изхвърлено“отгоре с боклуци, както са правили съветските ученици преди това, предавайки хартия … В резултат Skylab полетя след 1973 г. без най-малката възможност корекция на орбитата и през 1979 г. падна напълно неконтролируемо в дивата природа на Австралия. За да спаси това „чудо“, което работи активно само от шест месеца, никой не е започнал или не е искал … Ако започнем да берем останалите 75 „легални“тона на „Skylab“, то тук всичко е изключително неясно и загадъчно (трябва да тежи 77 тона, но слънчевата батерия беше паднала в полет, оставяйки 74,7 тона официално тегло).
Станцията се състои от следните елементи:
Разпределение на теглото на структурните елементи на станцията Skylab
(според книгата "Орбитална станция Skylab" от L. Bellew E. Stullinger, преведена от английски M. Mechanical Engineering, 1977)
| Елемент | Дължина, m | Диаметър, m | обем, m3 | Тегло *, т |
| Структура на котва | 5.2 | 3.0 | тридесет | 6,3 |
| Astrokomplekt банкомат | 4.5 | 3.4 | 5.0 | пет |
| Въздушен шлюз | 5.2 | 3.2 | 17 | 22.2 |
| Отделение за оборудване | 0.9 | 6.6 | 2.0 | пет |
| Орбитален блок | 14.6 | 6.6 | 275 | 35.4 |
И така, всички тези боклуци теглят общо 71 тона. А според официалните данни трябва да е около 77 тона. Вече несъответствие. Има версия за несъответствие: според данни на НАСА масата на астрокомплекта на УВД е посочена два пъти повече, отколкото в книгата на Белю и Щюлингер ≈11,8 тона вместо 5,05 тона. (Или внезапно са записани ~ 6.7 тона) Или вземете чудодейно въздушно шлюз с тегло 22 тона - това е повече от съветската станция Салют! Вижте - средната плътност на камерата е 22 / 17≈1,3 т / м3, но вътре няма нито гориво, нито нещо тежко. Изглежда отделението е запълнено дори не с вода, а с пясък … Но съветската станция Салют беше три пъти по-дълга - 15 м; и по-широк в диаметър - 4.15м. От какво направиха тази камера - олово!? Но средната плътност на отделението на космическите кораби е в диапазона от 0,25..0,35 t / m3. Дори средната плътност на спускащите се превозни средства е по-малка от 1 т / м3 (в противен случай те биха потънали във водата), въпреки че спускащото се превозно средство е най-плътният, тежък и издръжлив елемент сред космическите кораби.
По този начин въздушният шлюз на станцията Skylab с обем 17m3 трябва да тежи четири пъти по-малко от ~ 5..6 тона. (Това означава, че са добавили ~ 16t.) Можем да говорим отделно за "бронирания" обтекател за глава с тегло ~ 12t. И това въпреки факта, че той дори не защитава цялата станция, а само част от короната! Например стандартният обтекател на ракета Delta-2 (диаметър = 2,9 м; височина = 8,48 м) тежи само 839 кг. Но обтекателят на ракетата Атлас-2 (диаметър = 4,2 м; височина = 12,2 м) тежи около ~ 2 тона. Най-тежкият американски обтекател на ракетата Titan-4 с диаметър 5,1 м и височина 26,6 м (дължина пет диаметра!) Тежи само ~ 6,1 тона. Така че сумата от добавените тежести на частите на станцията Skylab и полезния товар вече възлиза на около 30 тона. Тук добавяме неща, които съществуват само във виртуалната реалност,и съществуването на което е невъзможно да се провери - това са суперпланираните остатъци от 8 тона гориво и полумитичен адаптер от първия етап (~ 5 тона), който се твърди, че е изтеглен в космоса. Това означава само 30 + 8 + 5 = 43t. Остава нето 100-43 ≈ 57t.
Резюме: Възможностите за полезен товар на Сатурн-5 в целевата орбита от типа Skylab не надвишават ~ 60t. Това е изключително важно заключение за нас, тъй като за да се извършват пилотирани полети до Луната, използвайки схема с едно изстрелване, е необходимо да има ракета, която да може да изпрати до Луната най-малко 45-50 тона товар, което се равнява на товароносимост от поне ~ 130 тона в ниска околоземна орбита. … Съответно, ако нямате носител за 130 тона, но има наполовина по-голяма сила, тогава можете да изпратите до Луната в най-добрия случай двадесет и пет тона реклами, което е достатъчно за мисия за прелитане, но не е достатъчно за кацане на нашия естествен спътник.
Тъй като инцидентът със "Skylab" е широко известен, този трън в американското око ще съществува още дълго време и ще пие тяхната буржоазна кръв и какво е срамно - всичко вече е записано в миналото, нищо не може да се промени …
Керосин или водород?
Този любопитен аргумент е широко приет в интернет благодарение на вашия смирен слуга, който за забавление реши да постави обратния проблем: е, нека Skylab тежи 60 тона или дори всичките 75 тона. Какви са характеристиките на ракетата по отношение на специфичния импулс на втория етап, така че полезният товар да е равен на теглото на станцията, така че да не се изисква излишен баласт? Искам веднага да отбележа, че чрез фиксиране на масите на сцената и вариране само на специфичния импулс на втория етап, аз действам неправилно, тъй като този проблем може да има друго решение - без да променя специфичните импулси на двигателите, просто намалете абсолютните маси на самите етапи. Въпреки това, след фиксиране на масата и специфичния импулс на първия етап Isp ~ 304 сек. (вече е твърде ниско и едва ли може да бъде много по-ниско), стигнах до интересно заключение,че за да изстрелят товар от седемдесет и пет тона, двигателите от втория етап трябва да имат специфичен импулс Isp ~ 380 сек, т.е. много по-нисък от обхвата на „водородните“ракетни двигатели (те просто нямат Isp под 400 секунди).
И пламъкът явно не е водород …
Освен това, като се вземе предвид „олекотената“версия на „Skylab“не повече от шестдесет тона, се оказва, че с фиксиран каноничен първи етап на „Сатурн“, вторият може да бъде направен „керосин“, тъй като необходимият специфичен импулс на двигателите ще спадне до стойностите от порядъка на Isp ~ 330 сек. … може лесно да се реализира с помощта на кислород-керосинови ракетни двигатели с добри дюзи за дюзи на голяма надморска височина. Освен това беше открита забавна снимка на стендови тестове на втория етап на двигателя Сатурн-5 под обозначението J-2, който има червено-жълт въглеводороден блясък вместо чисто син факел.
Освен това има множество доказателства в полза на факта, че американците не са успели да реализират и завършат „водорода“с тяга от почти сто тона: през 1965-1967 г. има многократни аварии (както в полет, така и на щанда) на водородни етапи с двигатели J-2, завършили с експлозии и пълно разрушаване на конструкцията. Вместо това (или заедно) с горната теза за замяна на ненадеждни двигатели J-2 с нещо друго (с по-лоши характеристики), остава друг аргумент: за внедряването на ракетно-космическа система с толкова голямо тегло (около 3000 тона) само с пет двигателя на първия етап, тази тяга пет трябва да бъде особено забележителна!
Двигателят F-1: реалност и фантастика
Много изследователи просто изтъкват, на първо място, не проблемите с фината настройка на „водородния газ“в горните етапи, а невъзможността на това техническо ниво и на тези схемни решения да се приложи еднокамерен ракетен двигател на керосин и кислород с тяга над 700 тона. Причините за това са много, а основната е т.нар. високочестотни нестабилности при горене, причинени от (грубо) бучките от неизгоряла горивна смес (като „детониращ газ“), появяващи се в огромна камера, които изгарят не равномерно, а като микро експлозии. Докато камерата на двигателя е малка, това е поносимо. Но с огромни линейни размери, в двигателя възниква детонация, която влиза в резонанс, който разрушава корпуса на двигателя. В продължение на много години се смяташе за много проблематично създаването на единичен ракетен двигател с тяга над сто тона.
Съветските дизайнери, представени от В. П. Глушко и други стигнаха до недвусмислено заключение: възможно е да се правят големи ракетни двигатели само в затворена верига, когато един (или и двата) компонента влизат в камерата не в течна форма (схема течност-течност), а като горещ газ (схема течност-газ), която драстично намалява времето за запалване на порции гориво и значително локализира проблема с честотните нестабилности на горенето до разумни граници. Независимо от това американците настояват, че са успели да направят нещо, което не може да бъде в природата, т.е. еднокамерен ракетен двигател, работещ на керосин и кислород в отворена верига с течнофазно захранване на двата компонента и тяга над 700 тона.
Двигател F-1 на щанда
Наличните снимки на стендови тестове на този двигател-чудо също повдигат много въпроси, защото от дюзата там се излива плътен непрозрачен дим, зад воала на който пламък се пробива само след няколко метра! Дори служителите на тестовата площадка, които бяха видели много неща, бяха изненадани от работата на тази „батерия за коксови фурни“. Снимка. Двигател F-1 на пейката Виждайки този "черен пламък", първата реакция на тестерите беше да изключат всичко веднага, докато не избухне. Но колеги с немски акцент обясниха, че всичко е наред, че е "толкова необходимо" …
Тук е необходимо едно отклонение. За разлика от повечето съветски ракетни двигатели, които бяха направени от две свързани съединения (външни и вътрешни), между които течното охлаждане от един от компонентите (обикновено гориво, по-рядко окислител) течеше по оребрени канали, повечето американски ракетни двигатели от онези години бяха набор от огромни броят на тънките тръби, които бяха закрепени заедно чрез запояване и силови ленти, образуващи обичайната форма на камерата и дюзата на двигателя с течно гориво. Тръбите обикновено преминаваха по оста на двигателя и ако използвате двоен комплект тръби, тогава малко керосин течеше отгоре надолу - от главата до ръба на дюзата, а от другата (успоредно), обратно - отдолу нагоре, подавайки загрято гориво към главата на дюзата.
Сега няма да обсъждам предимствата и недостатъците на всяка схема, а само ще кажа, че нашите „листови“черупки са направени от хитра бронзова сплав, а американските тръби са от никел или стомана. Разликата е, че съветският хромиран бронз (изобретен не без намек от заловените германци) имаше по-добри топлопроводими свойства от стоманата и никела. И така, изследователят на лунната фалшификация С. Покровски в статията „Защо полетите до Луната не са се осъществили“посочва структурните дефекти на сплавта, от която са направени точно тези тръби на двигателя F-1 - това е никеловата сплав Inconel X-750. Без да навлизам в подробно описание на аргументите на Покровски, ще отбележа, че по негово мнение по това време топлоустойчивите никелови сплави са били все още слабо проучени и както се оказа,тази най-експериментална сплав Inconel X-750 в действителност не може да осигури необходимите якостни свойства с декларираните работни параметри на двигателя.
Според Покровски американците тихо изоставят рядката никелова сплав, преминавайки към по-надеждна топлоустойчива стомана. Освен това, според хипотезата на Покровски, за да се осигури безопасна работа на двигателя на тънки стоманени тръби, американците бяха принудени значително да намалят температурата в горивната камера (с 15%) и в резултат на това да загубят около 22% от тягата на двигателя. Трябва да призная, че не съм напълно съгласен с обосновката на числените оценки на тази версия, по-специално с оценката на приноса на лъчист топлообмен на водна пара в камерата на двигателя F-1, но бих искал да отбележа, че несъмнено в тези хипотези има общо зърно Само аз бих го оправдал много по-лесно и малко от другия край.
Оставяйки за известно време въпросите за нестабилността на горенето и проблема с детонацията на сноповете гориво в голяма горивна камера, бих искал да говоря за топлопроводимите свойства на горивните камери и частите на дюзите на двигател с течно гориво, като използвам качествени примери. Не напразно споменах, че съветските камери на такива класически ракетни двигатели като RD-107 и RD-108 са направени от специален хром бронз (и всички медни сплави имат отлична топлопроводимост), така че дори много дебела стена надеждно пренася топлината към течащия керосин. Никелът и стоманата имат много по-ниска топлопроводимост, така че при равни други условия те са проектирани за по-нисък топлинен поток на единица повърхност. Стената на горивната камера работи при немислими топлинни натоварвания: от една страна, горещ газ с температура 3500K, от друга, керосинът тече с десет пъти по-ниска температура. Ако топлината под формата на конвективен (контактен) пренос и под формата на лъчист поток, който пада върху всеки квадратен сантиметър от стената на камерата, не се отстранява и „прехвърля“към течащата охлаждаща течност (керосин), тогава температурата на стената ще започне да се повишава (до температурата на газа), и металът лесно ще се стопи.
На свой ред, големината на топлинния поток се определя както от температурата на газа, така и от неговото налягане (плътност на газа). Очевидно температурата на горене се определя от химията на процеса и всъщност за повечето керосинови двигатели с течно гориво тя се различава с не повече от 5-7%. Налягането е друг въпрос - газът може да е горещ, но плътността му ще бъде ниска, а топлинният поток ще бъде малък. Във всички първи съветски керосинови ракетни двигатели без сериозно охлаждане на завесата чрез впръскване на течност в зоната на стената (с изключение на зоната на главата на двигателя) налягането в камерата варираше от 52 до 60 атмосфери. Всички първи американски керосинови ракетни двигатели, създадени от различни компании (!), Като LR87-3 на компанията Aerojet с тяга от 73 тона за ракетата Titan-1, са имали работно налягане само 40 атм, а нейният брат близнак LR79-7 с тяга 75 тона,създаден от най-горките състезатели от "Rocketdyne" за ракети от типа "Delta", имаше работно налягане 41 атм!
Друга добре позната поредица от двигатели LR89 от същия Rocketdyne за ракетното семейство тип Атлас се задоволява само с 42 атмосфери в камерата, които в началото на 90-те години са доведени до ниво от само 48 атмосфери. Читателят, разбира се, може да се съмнява в съществуването на връзка между тръбната конструкция на камерите на американските ракетни двигатели с течно гориво и техните работни параметри. Но тук е парадоксът - същият LR87-5, без да променя камерата и дюзата, след замяна на компонентите от керосин и кислород с аерозин-50 и азотен тетроксид, беше успешно експлоатиран при налягане от 54 atm, а в модела LR87-11 налягането беше доведено до 59 atm! Същите тръби, една и съща камера, но каква е разликата? Разликата е проста: първо, аерозин-50 (смес от хептил и хидразин) в азотен тетроксид изгаря при температура няколко стотин градуса по-ниска,и второ, хидразинът и неговите производни имат по-добри охлаждащи свойства от керосина.
Честно казано, от всички горивни компоненти, използвани в космонавтиката, керосинът е на последно място като охлаждаща течност. Ако някой се интересува от съветски ракетни двигатели с течно гориво с налягане дълбоко над 100 атм в камерата, тогава ще обясня просто нещо: там, освен поточно охлаждане, има още два или три охлаждащи ленти за завеси чрез директно впръскване на гориво в слоя на стената. Просто е възможно да се организират ремъци за впръскване на гориво в листов корпус, но не и в тръбна камера! Самата тръбна структура служи като пречка. След като завърши цялата тази дълга екскурзия, читателят озадачи с банален факт: в "тръбния" двигател F-1 се твърди, че е реализирано налягане от 70 атмосфери! Проблемът е, че всички тръбни камери, изработени от никел и стоманени материали над 40..48 атм по това време, просто не можеха да бъдат реализирани. В противен случай американците отдавна биха принудили всичките си керосинови ракетни двигатели,които според технологичното ниво са останали на нивото отпреди 40-50 години. Ще се опитам обаче да посветя някак си отделна специална статия на този аспект.
Предвиждам (предварително) аргумент от този вид: при линейно увеличаване на размера на двигателя повърхността му нараства в квадрат, а обемът - в куб. Да кажем, че линейният размер се удвоява, площта на двигателя се утроява и обемът нараства осем пъти. И страхотно! Какво следва от това? Факт е, че лъчистият топлинен поток се определя от излъчващата повърхност на газа, а не от неговия обем (светимостта по принцип се определя като излъчваната мощност от единица площ), също и с конвективния топлинен поток - той се определя от повърхността на камерата, а не от нейния обем. Единственото нещо, което нараства у нас, е специфичният дял на керосина, който може да се използва за охлаждане на единица площ от стената на камерата. Но проблемът е - дори ако изпомпаме два пъти повече керосин, охлаждащата способност на самата стена няма да се увеличи от това и няма да може да даде повече топлина. Освен това, никакво регенеративно охлаждане на керосинови ракетни двигатели по принцип не е в състояние да премахне всички топлинни потоци от тялото, без да използва вече споменатото охлаждане на завесата чрез директно впръскване в слоя на стената, което (поради тръбния характер на камерата) не може да бъде организирано, освен близо до главата.
Ако това не беше така, сега съветските (руски) RD-180 с налягане 250 атм в камера с листово хромирано-бронзово яке и многостепенно охлаждане на завеса нямаше да се използват на американския Атлас, а напротив - на нашия Союз и "Протоните" ще бъдат лицензирани чудовища с тръбен никел като F-1 и други като тях. Следователно, въз основа на горното, тягата на ракетния двигател F-1 трябва да бъде пропорционално "секвестирана" до нивото на работно налягане от 40..48 атм или 30..40% от номиналната стойност, т.е. до нивото от 380..460 тона близо до земята, което рязко намалява общата прогнозна маса на ракетата Сатурн-5 повече от един и половина пъти! Движейки се в тази посока и сравнявайки тази хипотеза с изучаването на кинохрониките на полета "Сатурн-5", С. Покровски стигна до заключението,че характерът на свръхзвуковите ударни вълни показва значително недостиг в участъка от първия етап на работа, което потвърждава недостатъчната тяга на двигателите и значително намаленото подаване на гориво. И въпреки че е възможен спор относно оценките на реалната скорост на полета на ракетата Сатурн-5, едно е сигурно - нейният първи етап е значително (може би два пъти) по-лек от каноничната версия, в противен случай този дизайн никога не би могъл да се откъсне от стартовата площадка.
Част 1 - Част 3