Stopień S-IC Apollo 10 jest podnoszony do VAB w celu montażu.
Typ silnika | 5 silników F-1 |
---|---|
Ergols | RP-1 / LOX |
Pchnięcie | 33 400 kN |
Ponowny zapłon | Nie |
Masa | 2 280 000 kg |
Wysokość | 42 m |
Średnica | 10 m |
Czas trwania operacji | 150 s |
posługiwać się | 1 st floor |
---|---|
Wyrzutnia |
• Saturn V • Saturn INT-21 |
Pierwszy lot | 1967 |
Status | Usunięty z usługi |
Kraj | Stany Zjednoczone |
---|---|
Budowniczy | Boeing |
S-IC był pierwszym etapem w Saturn V wyrzutni , przeznaczony do wysyłania ludzi na powierzchni Księżyca . Został zbudowany przez firmę Boeing .
Podobnie jak pierwsze stopnie większości rakiet, większość masy, bo ponad dwa tysiące ton w chwili startu, była przeznaczona na miotły napędzające napęd rakietowy, w tym przypadku paliwo RP-1 (pochodna nafty ) oraz utleniacz , ciekły tlen (LOX ). Miał 42 metry (138 stóp ) wysokości i 10 metrów (33 stopy ) średnicy i wytwarzał siłę ciągu 33 000 kN (około 3365 ton), która napędzała rakietę przez pierwsze 68 kilometrów jej wznoszenia.
Na przykład podczas misji Apollo 11 pierwszy etap miał łączną masę 2278689 kg , w tym 130 422 kg suchego etapu (5,72%) i 2145 798 kg paliwa miotającego (94, 17%).
Z pięciu silników F-1 centralny został naprawiony, podczas gdy cztery na zewnętrznej krawędzi mogły być ustawione tak, aby kontrolować trajektorię rakiety podczas lotu. Ta orientacja, która mogła sięgać 6 ° , była możliwa, ponieważ silniki były zamontowane na przegubach Cardana o dwóch stopniach ruchliwości i były podporządkowane cylindrom hydraulicznym za pomocą RP-1 pod ciśnieniem do działania.
Boeing otrzymał kontrakt do produkcji S-IC na15 grudnia 1961. W tym czasie o ogólnym projekcie sceny zadecydowali inżynierowie z Centrum Lotów Kosmicznych Marshalla (MSFC). Głównym miejscem produkcji było Michoud Assembly Center w Nowym Orleanie. Testy w tunelu aerodynamicznym odbyła się w Seattle i obróbka narzędzia potrzebne do budowy podłogi w Wichita , Kansas .
MSFC zbudowało pierwsze trzy etapy testowe ( S-IC-T , S-IC-S i S-IC-F ) oraz pierwsze dwa modele lotu ( S-IC-1 i -2). Zostały zbudowane przy użyciu narzędzi wykonanych w Wichita.
Zbudowanie czołgów zajęło około siedmiu do dziewięciu miesięcy, a ukończenie etapu produkcji czternastu miesięcy. Pierwszym stopniem zbudowanym przez Boeinga był S-IC-D , model testowy.
Najcięższą i największą częścią S-IC była szczególnie masywna konstrukcja oporowa ważąca 21 ton (porównaj z całkowitą masą własną 136 ton całego etapu). Zbudowany z czterech dźwigarów połączonych dwoma belkami połączonymi w krzyż i dwóch okrągłych ram, został zaprojektowany, aby wspierać ciąg pięciu silników i równomiernie rozprowadzać go na podstawie rakiety. Były też cztery kotwice, które podtrzymywały i utrzymywały rakietę, gdy rozwijała swój maksymalny ciąg startowy. Te części, które pozwoliły silnikom ustabilizować spalanie przed podniesieniem się rakiety, były jednymi z największych odkuwek aluminiowych produkowanych w tym czasie w Stanach Zjednoczonych . Miały 4,3 m długości przy masie 816 kg . Cztery żebra stabilizujące, umieszczone w osłonach otaczająca silnik obwodowej stanie wytrzymać temperaturę 1100 ° C .
Nad konstrukcją oporową znajdował się zbiornik paliwa zawierający 770 000 litrów RP-1 . Sam czołg miał masę 11 ton i mógł wypuścić 7300 litrów paliwa na sekundę. Z azotu został wtłoczony do zbiornika, zanim rozpocznie się mieszać paliwa. Podczas lotu ciśnienie w paliwie odbywało się za pomocą helu , który przechowywany był w zbiornikach umieszczonych wewnątrz znajdującego się powyżej zbiornika ciekłego tlenu. Ten ostatni był oddzielony od zbiornika RP-1 konstrukcją.
Zbiornik z ciekłym tlenem miał pojemność 1204 000 litrów i wzbudził szczególne pytania jego konstruktorowi. Przewody, którymi przechodził LOX do silników, musiały być proste i dlatego musiały przechodzić przez zbiornik paliwa. Oznaczało to izolowanie tych kanałów w tunelu, aby zapobiec zamarzaniu paliwa na zewnątrz, a także oznaczało utworzenie kolejnych pięciu otworów w górnej części zbiornika paliwa.
Dwie rakiety retro na paliwo stałe znajdowały się wewnątrz każdej z czterech stożkowych owiewek silników peryferyjnych. Po oddzieleniu od S-IC wystrzelono wszystkie osiem rakiet retro , wysadzając zdejmowane części owiewek przednich lotek i odciągając S-IC od reszty wyrzutni , podczas gdy silniki drugiego stopnia S-II były włączone.
Pierwszy stopień działa przez 150 s ( 2 min 30 s ), spalając 2000 ton paliwa . Po przejęciu drugiego etapu rakieta znajduje się na wysokości 61 km, a jej prędkość wynosi 8600 km / h .
Kolejność zapłonu 1 st stadium zaczyna 8,9 s przed faktycznym uruchomieniem. Centralny silnik F-1 włącza się jako pierwszy, a następnie dwie pary silników symetrycznych, z przesunięciem 300 ms między każdą parą, aby zmniejszyć siły mechaniczne działające na wrzeciono. Gdy komputery potwierdzą, że silniki osiągnęły maksymalny ciąg, rakieta jest uwalniana płynnie w dwóch etapach: ramiona trzymające rakietę odblokowują się, aby ją zwolnić, podczas gdy wyrzutnia zaczyna się unosić nad ziemią, zahaczyły się metalowe zaczepy przez szczeliny rakiety stopniowo odkształcają się, aż do całkowitego zwolnienia wyrzutni. Ta faza uruchomienia trwa pół sekundy. Gdy rakieta zostanie całkowicie wypuszczona, nie można już przerywać startu, nawet jeśli silnik uległ awarii. Rakieta wznosi się ponad wieżę startową po około 12 sekundach . Gdy to zostanie przekroczone, wyrzutnia Saturn V obróci się, aby w przypadku wiatru czołowego lub awarii silnika oddalić się wystarczająco daleko od strzelnicy.
Jako środek ostrożności, cztery silniki peryferyjne są odchylone na zewnątrz, tak że jeśli jeden silnik się zatrzyma, ciąg pozostałych silników jest skierowany w stronę środka ciężkości rakiety. Saturn V szybko przyspiesza, osiągając prędkość 500 m / s na wysokości 2 km . Priorytetem we wstępnej fazie lotu jest zdobycie wysokości, kryterium prędkości przyjdzie później. 135,5 sekundy po starcie środkowy silnik wyłącza się, aby zmniejszyć naprężenia strukturalne rakiety spowodowane przyspieszeniem. Rzeczywiście, ta ostatnia wzrasta, gdy rakieta spala swoje paliwa i staje się lżejsza. Jednak ciąg silnika F-1 nie był regulowany. Po 600 milisekundach po wyłączeniu silnika, gdy rakieta osiągnie wysokość 62 km , pierwszy stopień oddziela się od wyrzutni. Jest on spowalniany przez osiem małych rakiet retro z prochem, które uniemożliwiają mu, gdy jest jeszcze napędzany, teleskopowanie drugiego stopnia, który posuwa się tylko na bezwładności. Tuż przed tym wydaniem załoga przechodzi swoje najsilniejsze przyspieszenie, 4 g (czyli 39 m / s 2 ). Po oddzieleniu pierwszy stopień kontynuuje wznoszenie się na wysokość 110 km . Rzeczywiście, cztery peryferyjne silniki F-1 nadal pracują do wyczerpania jednego z dwóch paliw miotających, mierzonego przez czujniki umieszczone w układach zasilania znajdujących się w zbiornikach. Następnie pierwszy etap spada z powrotem do Oceanu Atlantyckiego , około 560 km od platformy startowej.
Numer seryjny | posługiwać się | Data wydania | Aktualna lokalizacja | Uwagi |
---|---|---|---|---|
S-IC-T | statyczne zdjęcie próbne | część Saturna V pokazana w Kennedy Space Center | ||
S-IC-S | testy obciążenia strukturalnego (bez silnika) | lokalizacja nieznana (ostatni raz w MSFC) | ||
S-IC-F | obiekty testowe do kontroli kompleksu startowego, budynków montażowych startu i wyposażenia startowego | nieznana lokalizacja | ||
S-IC-D | dynamiczny model testu naziemnego | US Space & Rocket Center , Huntsville (Alabama) | ||
S-IC-1 | Apollo 4 | 9 listopada 1967 | Wyprodukowane przez MSFC | |
S-IC-2 | Apollo 6 | 4 kwietnia 1968 | Wyprodukowano przez MSFC; nosił aparaty na przedniej spódnicy | |
S-IC-3 | Apollo 8 | 21 grudnia 1968 | 30 ° 12 ′ N, 74 ° 07 ′ W. | Wyprodukowany przez Boeinga (jak na wszystkich kolejnych etapach); lżejszy od poprzednich, aby umożliwić dodatkowe 36 kg ładunku |
S-IC-4 | Apollo 9 | 3 marca 1969 | 30 ° 11 ′ N, 74 ° 14 ′ W. | |
S-IC-5 | Apollo 10 | 18 maja 1969 | 30 ° 11 ′ N, 74 ° 12 ′ W. | Ostatni lot dla oprzyrządowania badawczo-rozwojowego S-IC |
S-IC-6 | Apollo 11 | 16 lipca 1969 | 30 ° 13 ′ N, 74 ° 02 ′ W. | |
S-IC-7 | Apollo 12 | 14 listopada 1969 | 30 ° 16 ′ N, 74 ° 54 ′ W. | |
S-IC-8 | Apollo 13 | 11 kwietnia 1970 | 30 ° 11 ′ N, 74 ° 04 ′ W. | |
S-IC-9 | Apollo 14 | 31 stycznia 1971 | 29 ° 50 ′ N, 74 ° 03 ′ W. | |
S-IC-10 | Apollo 15 | 26 lipca 1971 | 29 ° 42 ′ N, 73 ° 39 ′ W. | |
S-IC-11 | Apollo 16 | 16 kwietnia 1972 | 30 ° 12 ′ N, 74 ° 09 ′ W. | |
S-IC-12 | Apollo 17 | 7 grudnia 1972 | 28 ° 13 ′ N, 73 ° 53 ′ W. | |
S-IC-13 | Skylab 1 | 14 maja 1973 | Wyłączanie silnika zmieniono na 1-2-2 z 1-4, aby zmniejszyć obciążenia na teleskopie Apollo | |
S-IC-14 | Nie używany | Saturn V na wystawie w Johnson Space Center | Planowana Apollo 18 / 19 | |
S-IC-15 | Nie używany | Placówka montażowa Michouda | Przeznaczony, ale nigdy nie używany jako wyrzutnia dla Skylab B. |