MooselandFFF

Сравнение

start-saturn-i

Saturn_SA204

saturn1 Cluster's Last Stand

The Saturn I and Saturn IB

Saturn I B
Полезный груз: 17 000 кг
Стартовая масса:589,7 т.
Длина (макс):68м
Топливо:Керосин/ Кислород (окислитель)
Стартовый двигатель:х8 ЖРД «H1» по 80 т. тяги каждый — 640 т суммарнно при старте.
Разработчик:NASA/ Космический Центр Маршалла в Хантсвиле (CMH).
Двухступенчатый Сатурн 1Б был создан в качестве недорогого и практичного носителя, способного доставлять на орбиту более тяжелые грузы чем Сатурн 1, в ожидании завершения разработки ракеты Сатурн 5.
Базовая схема 1Б использует два существующие ступени Сатурна 1 и 5. Первый запуск Сатурн 1Б произведен в 1966 и последний в 1975. На данный момент Ракета-носитель не эксплутируется.
Rocketdyne H-1 представлял собой жидкостный ракетный двигатель с тягой 91т,
H-1 является одним из серии двигателей, разработанных на основе баллистической ракеты Фау-2 военного времени. Во время войны North American Aviation получила несколько двигателей V-2 с усилием 26 т для проверки и преобразования метрических измерений в SAE. Для выполнения этой работы они сформировали свой «Двигательный дивизион», позже ставший Rocketdyne.

Сатурн и H-1

Saturn начинался как проект для удовлетворения новых требований Министерства обороны США к тяжеловесному транспортному средству и в апреле 1957 года Вернер фон Брау^[1]н передал предварительное задание на проектирование Хайнцу-Герману Келле.

Решение Koelle сократить время разработки состояло в том, чтобы использовать группу топливных баков от ракет "Редстоун" и "Юпитер", разместить их сверху на одной опорной плите, а затем прикрепить необходимые двигатели к нижней части плиты. Расчеты показали, что потребуется общая тяга около 453 т, что значительно ограничивает выбор двигателя. В поисках подходящих конструкций Коэлле узнал о E-1 от Джорджа Саттона из Rocketdyne. Rocketdyne разрабатывала этот двигатель мощностью 180 т для ракеты Titan, и это был самый крупный двигатель, приближавшийся к внедрению за те сроки, которые ARPA предоставила Вернеру фон Брауну для разработки того, что тогда было известно как "Юнона V". E-1 первоначально разрабатывался как резервный двигатель для ракеты Titan, разработанный специально для того, чтобы быть как можно более простым в разработке на случай, если у Aerojet General LR-87 ничего не получится.
Запуск Спутника в октябре того года привел к быстрым изменениям в ракетостроительном истеблишменте США. Чтобы продемонстрировать мирные намерения, США решили передать свои различные невоенные ракетные программы новому агентству, которое должно было превратиться в НАСА. Поскольку армия потеряла интерес к большим ракетам, они согласились передать команду ABMA (Army Ballistic Missile Agency) фон Брауна (Армейское агентство по баллистическим ракетам) в НАСА, став Центром космических полетов имени Маршалла. Передача должна была состояться в 1960 году.
Вскоре после того, как эти планы были составлены, в июле 1958 года ARPA посетила ABMA и сказала фон Брауну, что в их бюджете все еще есть 10 миллионов долларов, которые они должны потратить до передачи, и спросила, есть ли какой-либо способ эффективно использовать эти деньги. Фон Браун вызвал Koelle и показал им модель Juno V, но посетители ARPA отметили, что двигатель E-1 не будет готов к 1960 году. Проведя мозговой штурм, они решили, что наилучшим подходом было бы произвести незначительную модернизацию существующих двигателей Rocketdyne S-3D, чтобы увеличить их мощность со 175 000 фунтов (78 т) до 200 000 фунтов (89 т), и использовать восемь таких двигателей вместо четырех E-1.
Когда Koelle вернулся в Rocketdyne в поисках обновленной версии S-3D, они вместо этого представили X-1 и предложили использовать его вместо дальнейшего обновления до S-3. Несмотря на экспериментальность, X-1 уже находился в нужном диапазоне тяги и был готов к полноценной разработке. Контракт на разработку был заключен 15 августа 1958 года, и к началу 1959 года название сменилось с "Юноны" на "Сатурн", что означало наследование планеты после Юпитера, поскольку ракета "Юпитер" была предыдущей конструкцией ABMA. Saturn I[a] была ракетой, разработанной в качестве первой в Соединенных Штатах ракеты-носителя средней грузоподъемности для низкой околоземной орбиты полезной нагрузкой весом до 20 000 фунтов (9 100 кг).,Первая ступень ракеты была построена как группа топливных баков, сконструированных по аналогии с более старыми конструкциями ракетных баков, что заставило критиков в шутку называть ее "Последним стендомКластера". Его разработка была передана от Агентства перспективных исследовательских проектов в 1958 году недавно созданному гражданскому НАСА. Президент Джон Ф. Кеннеди определил запуск Saturn I и, в частности, SA-5 как точку, в которой подъемные возможности США превзойдут советские, после отставания со времен Спутника. Фон Браун вернул проект Министерству обороны в декабре 1957 года в качестве Национальной комплексной программы разработки ракет и космических аппаратов, описав новый проект, тогда известный просто как "Супер-Юпитер". Несколько вариантов было предложено, используя обычный кластерный первом этапе, и разгонных блоков на основе атласа или титанового я. Стандарт abma выступает Титан как производство "Атлас" был чрезвычайно высоким приоритетом и почти или совсем не было избыточных мощностей, чтобы сэкономить. Они предложили использовать существующую оснастку Titan диаметром 120 дюймов (3,0 м), но удлинить ее для производства новой ступени длиной 200 футов (61 м). А Кентавр будет использоваться в качестве третьей ступени, которая, как ожидается, будет готов к эксплуатации в 1963 году, когда два нижних ступеней закончил бы свои испытания. Получившаяся трехступенчатая конструкция была намного выше и стройнее, чем конструкция Saturn, которая была в конечном итоге построена.

Sаturn V

Полезный груз: 118 000 кг
Стартовая масса:2 980т
Доля полезного груза:4%
Длина (макс):110,6 м
Топливо:Ступень: I (Керосин/ жидкий кислород), II (Жидкий водород/ жидкий кислород), III (Жидкий водород/ жидкий кислород);
Стартовый двигатель:Ступень: I ( х5 ЖРД F-1) — 3500т. тяги в сумме;(875х4)
Заявленные в СМИ технические характеристики "F-1" не соответствовали реальным и составляли всего 450-500 Т. грузоподъемности вместо 690Т. Разработчик:NASA (Космический центр Маршалла)/ Boeing/ North American Aviation/ Douglas Aircraft Company под руководством бывшего немецкого инженера ракетной техники Вернера фон Брауна, в качестве субподрядчиков в разработке участвовали такие промышленные гиганты, как Боинг, North American Aviation и Douglas Aircraft Company (на данный момент все они закупленны Боингом).

Команда Вернера фон Брауна из Агентства по баллистическим ракетам армии США (ABMA) приступила к изучению проблемы в апреле 1957 года. Они подсчитали, что ракете с требуемыми характеристиками потребуется разгонный блок нижней ступени с тягой около 1,5 миллиона фунт-сил ( 680.39 Тонн) при взлете. Так случилось, что Военно-воздушные силы недавно начали работу именно над таким двигателем, который в конечном итоге появился как F-1.^[3] Но F-1 не будет доступен в те сроки, которые требовало Министерство обороны, и в любом случае в краткосрочной перспективе его вес будет ограничен примерно 1 миллионом фунтов. Другой возможностью был двигатель Rocketdyne, тогда известный как E-1, который обеспечивал мощность от 360 000 до 380 000 фунтов (172.37 Тонн), четыре из которых достигали требуемого уровня тяги. Этот подход стал излюбленным и был реализован в паре с первой ступенью, построенной из группы из девяти баков, размещенных на опорной плите, к которой должны были крепиться двигатели и водопровод. Конструкция предусматривала восемь ракетных баков, похожих на ступень "Redstone", закрепленных вокруг центрального большего бака, полученного от ракеты "Юпитер". Сходство конструкции и диаметра позволило бы использовать ту же оснастку и оборудование, что и при производстве старых резервуаров, что ускорило бы этапы проектирования и производства новой ступени.[5] Вопреки тому, что сообщалось в прессе в то время (и широко распространялось с тех пор), резервуары были не просто резервуарами Redstone и Jupiter, а гораздо более длинными версиями, построенными заново с тем же диаметром.[5]
Фон Браун вернул проект Министерству обороны в декабре 1957 года в качестве Национальной комплексной программы разработки ракет и космических аппаратов, описав новый проект, тогда известный просто как "Супер-Юпитер". Несколько вариантов было предложено, используя обычный кластерный первом этапе, и разгонных блоков на основе атласа или титанового я. Стандарт abma выступает Титан как производство "Атлас" был чрезвычайно высоким приоритетом и почти или совсем не было избыточных мощностей, чтобы сэкономить. Они предложили использовать существующую оснастку Titan диаметром 120 дюймов (3,0 м), но удлинить ее для изготовления новой ступени длиной 200 футов (61 м). А Кентавр будет использоваться в качестве третьей ступени, которая, как ожидается, будет готов к эксплуатации в 1963 году, когда два нижних ступеней закончил бы свои испытания. Получившаяся трехступенчатая конструкция была намного выше и стройнее, чем конструкция Saturn, которая была в конечном итоге построена.
Агентство перспективных исследовательских проектов (ARPA) было образовано в феврале 1958 года как часть Министерства обороны и отвечало за требования. ARPA попросила внести только одно изменение в конструкцию; обеспокоенная тем, что E-1 все еще находится на ранней стадии разработки, они предложили рассмотреть альтернативные варианты, чтобы гарантировать, что ракета поступит в производство как можно скорее. ABMA быстро отреагировала, слегка изменив конструкцию, заменив четыре E-1 на восемь двигателей H-1, что стало незначительной модернизацией двигателя S-3D, используемого на ракетах "Тор" и "Юпитер". Они подсчитали, что замена двигателей позволила бы сэкономить около 60 миллионов долларов и целых два года времени на исследования и разработки.
фон Браун был ранее упомянутых Редстоун и Юпитер ракеты используются в качестве космических ракет-носителей, как Юнона 1 и Юноны второй, соответственно, и представили предложения для многоступенчатые варианты, как Юнона III и IV. Он изменил название нового дизайна на Juno V. Общая стоимость разработки в размере 850 миллионов долларов (5,6 миллиарда долларов в 2007 году) в период с 1958 по 1963 год также включала 30 исследовательских и опытно-конструкторских полетов, некоторые из которых несли полезную нагрузку с экипажем и без него.
Удовлетворенный результатом, ARPA Приказом № 14-59 от 15 августа 1958 года распорядилась о создании программы:[6]
Инициировать программу разработки для создания большого ускорителя космического аппарата мощностью около 1 500 000 фунтов (680.39 Тонн) тяга на основе набора доступных ракетных двигателей. Ближайшая цель этой программы - продемонстрировать полномасштабную динамическую стрельбу к концу 1959 года. За этим 11 сентября 1958 года последовал еще один контракт с Rocketdyne на начало работ над H-1. 23 сентября 1958 года ARPA и Армейское артиллерийско-ракетное командование (AOMC) составили дополнительное соглашение, расширяющее сферу применения программы, в котором говорилось: "В дополнение к запуску ракеты-носителя в динамическом режиме ... настоящим согласовано, что теперь эта программа должна быть расширена, чтобы обеспечить летные испытания этой ракеты-носителя приблизительно к сентябрю 1960 года". Кроме того, они хотели, чтобы ABMA произвела три дополнительных ускорителя, последние два из которых были бы "способны выводить ограниченные полезные грузы на орбиту".
Модель первой ступени Saturn в масштабе 1/20 подготовлена к испытаниям в 16-футовой околозвуковой аэродинамической трубе на военно-воздушной базе Арнольд в начале 1960-х годов
фон Браун возлагал большие надежды на конструкцию, полагая, что она станет отличным испытательным стендом для других двигательных установок, особенно для F-1, если ее доработают. Он рассказал о применении Juno V в качестве общего носителя для исследований и разработок "наступательного и оборонительного космического оружия". Было спрогнозировано конкретное применение для каждой из военных служб, включая навигационные спутники для военно-морского флота; разведывательные, коммуникационные и метеорологические спутники для армии и военно-воздушных сил; поддержку миссий с экипажами военно-воздушных сил; и наземное материально-техническое обеспечение армии на расстояниях до 6400 километров. фон Браун также предложил использовать Juno V в качестве основы для лунной миссии с экипажем в рамках проекта Horizon. Юнона могла поднимать до 20 000 фунтов (9 т ) на низкую околоземную орбиту, и он предложил запустить 15 из них, чтобы построить лунный космический корабль весом 200 000 фунтов (91 т) на околоземной орбите.
Даже к этому моменту использовалось название "Сатурн", как "следующий за Юпитером". В одном из ранних отчетов ARPA отмечалось: "SATURN считается первым настоящим космическим аппаратом, поскольку Douglas DC-3 был первым настоящим авиалайнером и долговечной рабочей лошадкой в аэронавтике". Смена названия стала официальной в феврале 1959 года.
Создание НАСА 29 июля 1958 года привело к попытке собрать воедино существующие программы запуска тяжелых ракет и выбрать единый набор конструкций для будущих работ. В то время как в Военно-воздушных силах, так и в армии США были группы, разрабатывавшие такие машины, армейский Saturn и систему космического запуска ВВС (SLS). SLS использовала набор обычных модульных компонентов с твердотопливными ускорителями и водородно-кислородными разгонными ступенями, что обеспечивало широкий спектр конфигураций запуска и веса полезной нагрузки. Обе группы также разработали планы лунных баз с экипажами, проект ABMA это Horizon с его методикой сближения на околоземной орбите для создания большой лунной ракеты на околоземной орбите и проект Lunex (Lunar Expedition} или Lunex Project (ВВС США) военно-воздушных сил, в рамках которого планировался запуск одного огромного посадочного модуля с использованием самой большой конфигурации SLS. Как будто этого было недостаточно, собственные инженеры НАСА приступили к разработке собственной серии моделей Nova , планируя использовать ее в режиме прямого подъема, аналогичном подходу ВВС.
Фон Брауна попросили возглавить комитет для изучения существующих усилий и подготовки рекомендаций. Комитет представил свой доклад 18 июля 1958 года, начав с критики неправильного использования американской программы на сегодняшний день и указав, что советская программа определенно опережает. Далее описывались пять "поколений" ракет, начиная с раннего Vanguard, через Juno, МБР, таких как Atlas и Titan , кластерные конструкции, такие как Saturn, и, наконец, конечная разработка, кластер, использующий F-1 с тягой в 6 миллионов фунтов (2700 тонн). Далее в отчете описывалась программа исследования с экипажем с использованием этих ракет по мере их появления; используя существующие МБР, небольшая космическая станция с четырьмя людьми могла бы быть введена в эксплуатацию в 1961 году, кластеры обеспечивали бы высадку экипажа на Луну в 1965-1966 годах и более крупную космическую станцию с 50 людьми к 1967 году, в то время как самая большая из ракет обеспечивала бы крупные экспедиции на Луну в 1972 году, создание постоянной лунной базы в 1973-1974 годах и запуск межпланетных полетов с экипажем в 1977 году.
В декабре 1958 года все команды собрались, чтобы представить свои проекты. 6 января 1959 года НАСА выбрало предложение фон Брауна, придав ему жизненно важный импульс. В конце января НАСА изложило свою полную программу разработки. Сюда входили разгонные блоки Vega и Centaur , а также Juno V и их собственные ускорители Nova. Позже Vega была отменена, когда была обнародована информация о ранее секретном разгонном блоке Agena (тогда известном как "Хастлер"), и его производительность была примерно сопоставима с конструкцией НАСА.
Работа над проектом Saturn, казалось, шла гладко. В апреле 1959 года на ABMA начали поступать первые двигатели H-1, а в мае начались испытательные стрельбы. Строительство стартовых площадок комплекса 34 началось на мысе Канаверал в июне.
Затем, совершенно неожиданно, 9 июня 1959 года, Герберт Йорк, директор Департамента оборонных исследований и инжиниринга, объявил, что он решил прекратить программу Saturn. Позже он заявил, что обеспокоен тем, что проект отнимает деньги ARPA у более неотложных проектов, и что, как казалось, модернизация существующих МБР обеспечит необходимую грузоподъемность в краткосрочной перспективе. Как выразился командующий АВМА Джон Б. Медарис:

К этому времени мой нос начал улавливать странный запах "рыбы". Я задействовал своих собак-птицеловов, чтобы попытаться выяснить, что происходит и с кем нам приходится соревноваться. Мы обнаружили, что военно-воздушные силы предложили совершенно другой и совершенно новый аппарат в качестве ускорителя для Dynasoar , использующий группу двигателей Titan и улучшающий их характеристики, чтобы получить необходимую тягу первой ступени для взлета. Это существо по-разному называли Супер Титан или Титан С. Над этим транспортным средством не было сделано никакой работы, кроме поспешного инженерного наброска. Тем не менее, было заявлено, что автомобиль в двухступенчатой или трехступенчатой конфигурации может летать быстрее, чем Saturn, над которым мы уже много месяцев усердно работали. К этому предложению были приложены даты и сметы, которые в лучшем случае игнорировали многие факторы затрат, а в худшем были строго пропагандистскими.
Стремясь предотвратить отмену, сторонники Saturn из Министерства обороны и ARPA составили собственную памятку, выступающую против отмены. Против них работал тот факт, что ни у армии, ни у НАСА в то время не было никаких письменных требований к ракете-носителю. Последовала трехдневная встреча с 16 по 18 сентября 1959 года, на которой Йорк и Драйден рассмотрели будущее Сатурна и обсудили роли Титана С и Новой. Результат был столь же неожиданным; Йорк согласился отложить отмену проекта и продолжить краткосрочное финансирование, но только в том случае, если НАСА согласится возглавить команду ABMA и продолжить разработку без помощи Министерства обороны. НАСА было в равной степени обеспокоено тем, что, полагаясь на третьи стороны в отношении своих ускорителей, они подвергали опасности всю свою программу, и было очень открыто идее взять на себя руководство командой.
Поскольку стороны продолжали обсуждения в течение следующей недели, было выработано соглашение; команда фон Брауна в ABMA сохранится и продолжит работать в качестве ведущих разработчиков Saturn, но вся организация будет передана под управление НАСА. Указом президента от 15 марта 1960 года ABMA стал Центром космических полетов имени Джорджа К. Маршалла НАСА (MSFC).
"F-1"
Согласно официальной версии НАСА, американцы смогли разработать для РН "Сатурн-5" уникальный мощнейший двигатель F-1, который работал на паре КРТ керосин + жидкий кислород, имел стандартную для американских двигателей трубчатую конструкцию (сопло состояло из парных полых трубок из нержавеющей стали, соединённых пайкой, по которым прокачивался керосин, трубки шли парами: аверс-реверс) и огромное давление в камере сгорания. Так, НАСА указывает, что их двигатель F-1 имел диаметр камеры сгорания - 99 см, давление в камере сгорания - 6,77 МПа (это очень выдающийся для американских керосин-кислородных двигателей параметр, ниже покажу почему), тяга в вакууме - 7740,5 кН или 790 т, тяга у Земли - 6770 кН или 690 т, соотношение окислитель/горючее - 2,4. Конструктивно сопло имело степень расширения 10, а также имело неохлаждаемую насадку, которая увеличила степень расширения до 16. Следует также отметить, что на охлаждение сопла поступало только 70% горючего.
Почему американцы решили создать такой большой двигатель? С одной стороны задумка правильная: чем больше сам двигатель, тем меньше таких двигателей нужно для первой ступени РН, тем меньше для них необходимо материалов и тем меньше суммарная масса двигателей и КРТ, следовательно, получается выигрыш в стартовой массе. Это в теории.
Однако практика показала, что это не так. Почему? Потому что в двигателях с камерой сгорания более 60 см возникают неконтролируемые высокочастотные продольные и поперечные вибрации. Данные вибрации очень опасны для двигателя, поскольку легко разрушают пайку трубок. Причиной данных вибраций является нелинейность процесса сгорания КРТ в камерах сгорания с большим диаметром.
Следует отметить, что за 10 лет до Вернера фон Брауна с этой проблемой в СССР сталкивался академик Глушко в рамках разработки двигателя РД-105. Однако удовлетворительных результатов ни один метод избавления от данных вибраций не дал. Двигатель терял тягу и удельный импульс. Именно поэтому Глушко перешел полностью на малые двигатели.

Для избавления от поперечных вибраций можно применить конструктивное решение, которое Глушко также ранее апробировал - установку специальных форсунок с увеличенным диаметром, антипульсационных перегородок в инжекторе и снижение перепада давления в форсунках. Что и было сделано фон Брауном. Однако, избавившись от поперечных вибраций, он, таким образом, снизил удельный импульс двигателя более чем на четверть! (норма для пары КРТ керосин + жидкий кислород - 3500 м/с, а получился 2590 м/с)! Это вызвано тем, что указанные конструктивные решения значительно снижают полноту сгорания КРТ. Низкий же удельный импульс означает низкую экономичность данного двигателя, а значит, необходимость наличия бОльшего количества КРТ для РН.

В то время, когда ракетные двигатели не всегда успешно запускались, многие скептически относились к тому, что возможна конфигурация с восемью двигателями. Армейские инженеры построили огромный испытательный стенд в Редстоунском арсенале, штат Алабама, и провели первый робкий запуск с двумя двигателями в конце марта 1959 года. К середине июня все восемь двигателей работали на полную мощность более двух минут.
Первая ступень Saturn I, использовавшая anSI, имела высоту 80,31 фута, диаметр 21,39 фута и загруженную массу 953 898 фунтов. Восемь двигателей Rocketdyne H-1, работающих на RP-1 и LOX, обеспечивали мощность 1 704 524 фунта и позволяли выводить полезную нагрузку весом 19 800 фунтов на низкую околоземную орбиту. Было построено и запущено десять ракет "Сатурн I", первая из которых состоялась 27 октября 1961 года. Первые четыре, серийные S-101- S-104, были испытательными изделиями блока I с макетами верхних ступеней. S-105 был первой версией Block II, имел шесть больших аэродинамических стабилизаторов и действующую вторую ступень S-IV, которая была построена компанией Douglas и приводилась в действие шестью двигателями Pratt & Whitney RL10 LH2/LOX. Остальные S-106 - S-110, также со второй ступенью Douglas, запустили стандартные командные и сервисные модули Apollo. Последние три также запустили микрометеорологические детекторы Pegasus.
В Saturn IB использовалась увеличенная первая ступень S-IB высотой 80,31 фута, диаметром 21,39 фута и массой груза 989 099 фунтов. Восемь двигателей Rocketdyne H-1b, работающих на RP-1 и LOX, обеспечивали мощность 1 852 822 фунта и позволяли выводить полезную нагрузку весом 41 000 фунтов на низкую околоземную орбиту. Первая ступень имела восемь аэродинамических ребер с заметно более высоким соотношением сторон, чем те, что использовались на S-I.
In March 2012 a team of specialists financed by Amazon founder Jeff Bezos located the F-1 engines from the S-IC stage that launched Apollo 11 into space. They were found on the Atlantic seabed using advanced sonar scanning.[246] His team brought parts of two of the five engines to the surface. In July 2013, a conservator discovered a serial number under the rust on one of the engines raised from the Atlantic, which NASA confirmed was from Apollo 11. The S-IVB third stage which performed Apollo 11's trans-lunar injection remains in a solar orbit near to that of Earth.^[3]

ВЕЛЮРОВ

Итак, по порядку. В лунном проекте фигурируют три ракеты - Сатурн-1, Сатурн-1Б и Сатурн-5.

В двух словах идея здесь состояла в следующем.
Ракета Сатурн-1 это некая пробная ракета, мини-макет, на котором мы тренируемся, испытываем наши технологии, набираемся опыта. Эта наша летающая лаборатория.
Ракета Сатурн-1Б предназначалась для выведения одного лишь пилотируемого корабля "Аполлон" с тремя астронавтами на борту на низкую орбиту искусственного спутника Земли (ИСЗ). Либо груз весом до 18 тонн.
Ракета Сатурн-5 была примерно в семь раз грузоподъемней чем Сатурн-1Б и должна была выводить весь лунный комплекс на траекторию полета к Луне. Она строилась по принципу масштабирования технологий вышеуказанных ракет.
Просто статистика.
Сатурн-1 совершила 10 полетов с 1961г по 1965г. Из них заявлено успешными – 100%.
Сатурн-1Б была создана как развитие предыдущей, с 1966 по 1975 году летала 9 раз, из них заявлено успешно – 100%
Сатурн-5 фактически венец программы и самая мощная ракета на то время. С 1967 по 1973 было 13 пусков, из них все 100% заявлены как успешные.
Исторически кислородно-керосиновые ракеты в США не сильно прижились. Фактически, кроме "Сатурнов", их "родственниками" по линии керосина можно считать семейство РН "Атлас", ну и маломощные "Тор/Дельта".
Судя по результатам отработки объектов:«SA-1»,«SA-2»,«SA-3»,«SA-4» - лишь с шестого раза удалось запустить макет спутника на высокоэллиптическую орбиту, и лишь десятая ракета серии "Атлас-Центавр" смогла отправить к Луне простейший беспилотный посадочный аппарат типа "Сервейер".

Премьера "Сатурн-1Б" состоялась 26 февраля 1966г. Поднявшись на высоту 488км, сей объект приземлился в Атлантике. В анналах НАСА пишут, что целью миссии AS-201 было испытание прототипа корабля Apollo и проверка его спускаемого аппарата на управляемый вход в атмосферу. Пишут что полет был в целом удачным.
Хотя не обошлось и без "досадных мелочей" - корабль при спуске на Землю потерял управление по крену, вошел в режим неуправляемой закрутки и с дикими перегрузками в несколько десятков единиц G плюхнулся в океан.
Зато второй полет 5 июля 1966г. был орбитальным! Американцы пишут, что целью миссии AS-203 было изучение "поведение жидкого водорода в невесомости". И не смотря как обычно на мелкие пустяки, полет прошел успешно...
А вот ежегодник Большой Советской Энциклопедии (БСЭ) (3) за 1967г описывает результаты так: «Последняя ступень (ракета S-4B) экспериментальной ракеты-носителя "Сатурн IB" SA-203 выведена на орбиту с не полностью израсходованным топливом.
Основные задачи запуска - изучение поведения жидкого водорода в состоянии невесомости И ИСПЫТАНИЯ СИСТЕМЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЙ ПОВТОРНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ основного двигателя ступени.
После проведения запланированных экспериментов в системе отвода паров водорода из бака были закрыты клапаны, и в результате повышения давления ступень ВЗОРВАЛАСЬ на седьмом витке».При этом ступень SA-203 разлетелась на 37 фрагментов!
Третий полет в этом году 25 августа 1966г был тоже суборбитальным.В одном из источников сухо указано, что мол разделение прошло отлично, не смотря на «незначительные» проблемы с клапанами в системе охлаждения ЖРД J-2. И даже с совсем незначительными колебаниями верхней ступени, которую с трудом вернули под контроль (!?)
Отчего она, видимо, и угодила вместо орбиты в Тихий океан. Спуск капсулы в атмосфере был "более крутой чем рассчитывалось" (!?) согласно (5), поиски упавшей капсулы велись около девяти часов.
При стендовых испытаниях второй ступени ракеты "Сатурн-5" (тип S-II) на 350-секундный интервал работы 25 мая 1966 года пламя вспыхнуло в двух местах и тест пришлось прервать.
Через три дня при снятии этой же ступени S-II со стенда ее водородный бак неожиданно взорвался, при этом ранения получили пять рабочих. Стенд был серьезно поврежден (6).
20 января 1967 года при наземных испытаниях взорвалась ступень S-IVB-503, которую готовили в качестве третьей ступени для ракеты "Сатурн-5" серийный номер №503 для легендарного полета корабля "Аполлон-8".
Для тех кто не понял, при чем тут серийный номер, объясняю: первая полетевшая «Сатурн-5» имела номер №501 (Аполлон-4), вторая - №502 (Аполлон-6), ну а третья - №503 (Аполлон-8).
Ну и в довершение то, что знают все: 27 января 1967 года сгорели три астронавта в корабле Аполлон-1 при наземной тренировке всего за несколько недель до их старта!
9 ноября 1967г пуск «Сатурн-5». Благо дело, все компоненты, особенно по части водородных двигателей, были уже "успешно" испытаны с погружением в воды мировых океанов. Интересно, а почему апогей вырос только до смехотворных 17400км? Где облет Луны?
Скорее всего повторного включения последней ступени Аполлона-4(S-IVB) просто не произошло.
Перейдем ко второму полету Сатурн-5 с Аполлон-6 на борту, состоявшемуся 4 апреля 1968 года где мы можем реально судить о проблемах и трудностях этой ракеты.
В начале на 409 секунде отключается ЖРД J-2 №2 второй ступени, через 1,3 секунды пришлось отключить рядом ЖРД J-2 №3. В итоге ракета еле ковыляла на трех двигателях из пяти. Но на этом приключения не кончились.
В полете планировалось «в дальнейшем перевести S-IVB на орбиту с апогеем 517 000 км» (3). Т.е. это была имитация облета Луны командным блоком корабля Аполлон. Однако (3): «Вторично запустить ЖРД J-2 не удалось, и после подтверждения данных о неисправности двигательной установки основной блок был отделен от ступени S-IVB»
В итоге корабль за счет собственного двигателя поднял апогей орбиты до 22235км. Об этом пишется вполне открыто, так что в предыдущем полете ситуация была точно такая же.
И еще цитата(3): «Третья ступень с ЛО осталась на начальной орбите. По расчетам, она должна была прекратить существование примерно через месяц, но неожиданно разрушилась 7 апреля».
Не могу удержаться от желания дать резюме из (3): «Несмотря на то, что ни одна из трех основных задач полета Apollo-6 не была выполнена (ракета-носитель не выдержала проверки готовности к пилотируемым полетам, не удалось проверить качество радиосвязи с S-IVB на расстоянии 500 000 км, скорость входа в атмосферу командного отсека была меньше скорости входа при возвращении с Луны), руководство Центра пилотируемых полетов NASA считало полет Apollo-6 успешным». Это просто песня!
Кроме того: «На снимках, произведенных бортовыми кинокамерами, было обнаружено частичное разрушение переходника, защищающего лунный корабль, но при этом макет лунного корабля поврежден не был. Считается, что разрушение явилось следствием продольно-поперечных колебаний ракеты-носителя». И там же (3): «Анализ результатов полета показал, что причиной отказов в полете Apollo-6 были продольные колебания ракеты большой амплитуды, вызванные совпадением частоты колебаний топлива в топливных магистралях и собственных колебаний корпуса ступени S-IC». «Аполлон-1», первоначально обозначенный как AS-204, должен был стать первой пилотируемой миссией в рамках программы «Аполлон», американского предприятия по высадке первого человека на Луну. Его планировалось запустить 21 февраля 1967 года в качестве первого испытания на низкой околоземной орбите командно-служебного модуля «Аполлон». Миссия так и не полетела; В результате пожара в кабине во время репетиции запуска на стартовом комплексе 34 авиабазы на мысе Кеннеди

27 января 1967 погибли все три члена экипажа — командный пилот Гас Гриссом, старший пилот Эд Уайт и пилот Роджер Б. Чаффи — и был разрушен командный модуль.

Название «Аполлон-1», выбранное экипажем, было официально присвоено НАСА в их честь после пожара.

Вернер фон Браун, глава ABMA, назначил Хайнца Германа Кёлле главой команды проекта в Редстоунском арсенале. Планы предусматривали 147 запусков ракет-носителей Saturn I и Saturn II для вывода компонентов космического корабля на низкую околоземную орбиту для сборки. Лунный посадочно-возвращаемый корабль должен был перевозить до 16 астронавтов за раз на базу и обратно..
A major S-I development obstacle was base heating, which occurred when the rocket exhaust encountered shock waves trailing the vehicle, creating unpredictable regions of dead air and zones of turbulent mixing. The trapped air was heated to unacceptable temperatures and fuel-rich turbopump exhaust streams could interact with the dead air and hot spots and combust. ABMA engineers arranged the engines in a cross shape and placed the inner engines as close together as possible; this minimized the stagnant and turbulent zones. The lower skirt was designed to direct high-velocity air across the vehicle base toward its center. A heavy firewall across the booster base at the nozzle throat level with flexible engine skirts to permit outer engine gimbaling prevented high-temperature gas from reaching the turbopumps and fuel lines above. The center-engine turbopump exhaust was routed to the inner cluster center and dumped into the high-velocity air at the vehicle center. The gimbaled outboard engine turbopump exhausts dumped into sheet-metal aspirators that routed it to the nozzle periphery where it mixed with the main exhaust stream.
Another S-I development challenge was stability and control. The great distance between the vehicles center of pressure and center of gravity, which changed as propellant was consumed and staging occurred. This required advances in guidance and control systems. One particularly thorny problem was that of compensating for propellant slosh and for vehicle vibration and bending modes. ABMA engineers used analog computers to simulate propellant sloshing and modified the control laws accordingly. Although the Saturn I is a huge vehicle, it is really very light for its size, which makes it very flexible and prone to vibrate at the same frequency as engine gimbaling in response
to certain flight regimes. Engineers had to modify the control laws to compensate, making sure that an unfortunately-timed engine movement did not break the vehicle.
Основным препятствием для разработки S-I был нагрев основания, который возникал, когда выхлоп ракеты сталкивался с ударными волнами, тянущимися за транспортным средством, создавая непредсказуемые области мертвого воздуха и зоны турбулентного перемешивания. Захваченный воздух нагревался до неприемлемых температур, и обогащенные топливом выхлопные газы турбонасоса могли взаимодействовать с отработавшим воздухом и горячими точками и воспламеняться. Инженеры ABMA расположили двигатели крестообразно и разместили внутренние двигатели как можно ближе друг к другу; это минимизировало зоны застоя и турбулентности. Нижняя юбка была спроектирована таким образом, чтобы направлять высокоскоростной воздух через основание автомобиля к его центру. Плотная защитная пленка поперек основания бустера на уровне горловины сопла с гибкими юбками двигателя для обеспечения внешней подвески двигателя предотвращала попадание высокотемпературного газа в турбонасосы и топливопроводы выше. Выхлопные газы центрального двигателя с турбонасосом направлялись во внутренний центр кластера и выбрасывались в высокоскоростной воздух в центре транспортного средства. Выхлопные газы подвесного двигателя с турбонасосом сбрасывались в аспираторы из листового металла, которые направляли их к периферии сопла, где они смешивались с основным потоком выхлопных газов.
Другой проблемой при разработке S-I были устойчивость и управляемость. Большое расстояние между центром давления и центром тяжести транспортного средства, которое менялось по мере израсходования топлива и постановки на стоянку. Это потребовало усовершенствований в системах наведения и контроля. Одной из особенно острых проблем была компенсация разбрызгивания топлива, а также режимов вибрации и изгиба транспортного средства. Инженеры ABMA использовали аналоговые компьютеры для моделирования разбрызгивания топлива и соответствующим образом изменили законы управления. Несмотря на то, что Saturn I является огромным транспортным средством, он действительно очень легкий для своих размеров, что делает его очень гибким и склонным вибрировать с той же частотой, что и подвеска двигателя, в ответ на определенные режимы полета. Инженерам пришлось изменить законы управления, чтобы компенсировать это, убедившись, что неправильное включение двигателя не привело к поломке автомобиля.
Испытательный запуск двигателя F1 на базе ВВС Эдвардс. Двигатель F1 был разработан и изготовлен компанией Rocketdyne под руководством Центра космических полетов имени Маршалла.1962
Изначально было два проекта. Хотя E-1 прошел испытания, дальнейшие разработки не проводились, потому что у него было мало технологического потенциала. F-1 должен был работать на жидком кислороде и RP-1. Первоначально ВВС остановили разработку, потому что пока не было необходимости в таком способном двигателе.
Однако недавно сформированное НАСА разрешило продолжить разработку. Первый полноценный экспериментальный двигатель удалось запустить уже в марте 1959 года. Испытания выявили нестабильность процесса сгорания в камере сгорания, но это можно было устранить в ходе длительного процесса разработки. Он использовался исключительно на первой ступени Saturn V.
Двигатель F-1A был разработан на базе F-1 в 1960-х годах. Он был чуть менее чем на 300 кг легче и обеспечивал на 19% большую тягу. Предназначенный для нереализованной программы тяжелых ракет-носителей Nova, F-1A так и не поступил на вооружение.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%BB%D0%BE%D0%BD-11 Двигатели первой ступени «Аполлона-11» Спустя почти 43 года после полёта были обнаружены двигатели F-1 первой ступени ракеты-носителя Сатурн-5, которая вывела «Аполлон-11» на околоземную орбиту. Об этом 28 марта 2012 года объявил известный американский предприниматель Джефф Безос. Двигатели найдены с помощью сонара на дне Атлантического океана, на глубине 4267 метров[148][149].
Почти через год, 20 марта 2013 года, экспедиция Джеффа Бэзоса после трёх недель работ в открытом океане подняла со дна достаточно деталей и частей, чтобы представить публике два двигателя F-1. Предприниматель, однако, признал, что будет очень сложно определить, в какой именно миссии были задействованы эти двигатели. На многих деталях полностью или частично отсутствуют серийные номера[150][151]. 21 марта двигатели и некоторые части ступени S-IC (всего 11 340 кг) были доставлены в порт на мысе Канаверал во Флориде[152], а 25 марта — в Канзасский центр космосферы и космоса, связанный со Смитсоновским институтом. Здесь они проходят антикоррозионную обработку и консервацию для предотвращения дальнейшей коррозии и разрушения[153].
19 июля 2013 года Джефф Бэзос объявил, что одна из деталей точно может быть идентифицирована как принадлежащая «Аполлону-11». На камере сгорания одного из двигателей F-1 обнаружен номер «2044», серийный номер компании Rocketdyne. Он соответствует номеру НАСА «6044» серийного номера двигателя F-1 № 5 «Аполлона-11»[154].
Ожидается, что консервация артефактов в Канзасском центре космологии и космоса продлится около двух лет, после чего они будут переданы другим музеям[155]