1. dio - 3. dio
U prethodnom dijelu Vodiča obećao sam da ću za desert ostaviti najukusniji dio razotkrivanja "lunarne varke" - tvrdnji raketno-svemirskog sustava Saturn-Apollo. Čini mi se da su ovdje argumenti vrlo jednostavni i očiti: da, fotografije i filmski materijali mogli su biti snimljeni na Zemlji (što je gotovo prihvaćeno), ali to bi se moglo objasniti laboratorijskim nedostatkom u razvoju filma, lošom kvalitetom samih slika itd. Želim napraviti jednu važnu digresiju. Uistinu, u takozvanom dokumentarnom i reporterskom snimanju često je uobičajeno koristiti "inscenirane snimke" i "rekonstrukciju". Ne budimo teški prema kreativnim radnicima, jer u stvarnom životu, gdje se događaju trenutni događaji, često nema dobrog studijskog svjetla, filmske kamere otkazuju, lome se skupe leće, izgaraju reflektori …jednostavno ne možete imati vremena za snimanje povijesne fotografije stoljeća!
U današnje vrijeme postalo je općepoznato da filmska ekipa 7. studenoga 1941. nije imala vremena snimiti govor druga Staljina na Crvenom trgu, a gotovo je odlukom Politbiroa bio dužan održati govor drugi put. Zamjena je bila lako otkrivena, jer je Staljin nastupio na jakom mrazu, za vrijeme mećave, dok na filmu, kada je otvorio usta, nije imao ni para! S druge strane, njegov se govor emitirao uživo na radiju, a samog Staljina vidjele su tisuće sudionika parade 1941. godine.
Makete dviju raketa: H1 (lijevo) i Saturn-5 (desno)
Također nedavno, Britanci su priznali da je mnoge govore i govore premijera Winstona Churchilla tijekom ratnih godina za fotokronike portretirao njegov dvojnik, pa čak i na radiju (!) Tekst u ime Churchilla recitirao je umjetnik sličnog glasa. Međutim, to ne poriče samo postojanje gospodina Churchilla kao takvog.
Dopustite mi da vam dam vrlo grubu i opasnu usporedbu. Kad je Jurij Gagarin pokrenut, nije bilo reportaže, a još više protokola, snimanje nije provedeno. Samo tehnička fiksacija i samo za posebno skladištenje. S obzirom na politički značaj događaja, potrebu za preslikavanjem visokokvalitetnog propagandnog materijala, odlučeno je u nekoliko dana izvršiti "rekonstrukciju" oproštaja prije lansiranja pravim Gagarinom i pravom raketom iste klase. Kao i obično u takvim slučajevima, snimali su s mnogih kamera, napravili svečanu reportažu kod rakete napunjene (!), Zagrlili, poljubili, pustili suzu …
Sa stajališta zakona kina, sve je to ispravno i kompetentno. Baca li ovo sjenku na Jurija Gagarina? Nipošto, jer su radioamateri širom svijeta primali njegove signale, sam brod bio je jasno vidljiv na mnogim osmatračnicama, a što je najvažnije, takve su "kuglice" s antenama tipa "Vostok" lansirane u mrak i prije 12. travnja 1961. i nakon, samo što su ih zvali drugačije, a umjesto astronauta na brodu je bila moćna kamera s dobrom opskrbom filma. Takvi avioni za foto izviđanje lansirani su barem jednom tjedno, pa stvarnost provedbe leta Jurija Gagarina ne postavlja pitanja.
Promotivni video:
Što se tiče raketno-svemirskog sustava Saturn, sve rakete ove obitelji na brzinu su zbrinute sredinom 70-ih, uništena je dokumentacija i radne jedinice, ostalo je samo nekoliko muzejskih modela, koji su mogli biti izvorne lutke dimenzija i težine za razne statički testovi, čija prisutnost ne dokazuje ništa. Primjerice, u SSSR-u je proizvedeno više od deset proizvoda 11A52 ili "H1" u punoj veličini - tako se zvao sovjetski lunarni raketni program leta s ljudskom posadom na naš prirodni satelit. Istodobno, samo su četiri proizvoda s brojevima 3L, 5L, 6L i 7L lansirana s poligona Baikonur, jedan - 4L stavljen je na stranu u "rezervno" skladište, ostatak je korišten za razna ispitivanja, obuku lansirnog tima itd.9L i još dva nesastavljena seta jednostavno su ukinuta nakon zatvaranja programa …
Istodobno, svi razumijemo da čak i kad bi raketa N1 bila izložena na VDNKh, to ne bi ništa dokazalo, jer je njezina tužna priča dobro poznata.
RD-270 motor
Muzej Energomash ima najveći sovjetski raketni motor s tekućim gorivom s jednom komorom (LRE) tipa RD-270 s potiskom oko 640 tona na tlu. Ali ovo je samo tehnološka maketa - poluproizvod za jedan od nebrojenih testova. U stvarnosti, ovaj motor (nažalost) nikada nije doveden u fazu letačkih testova. "Živi" i "zdravi" i dalje su prototipovi lunarne letjelice LOK (11F93) i kokpita za slijetanje LK (11F94), na Internetu svatko može lako pronaći njihove fotografije.
LC je postao nastavno sredstvo
LK je postao nastavno sredstvo Amerikanci s ponosom pokazuju svoje muzejske rakete "Saturn-5", navodno osiguravajući dostavu astronauta do odredišta, a uz to i supermoćne raketne motore s tekućim gorivom tipa F-1 s potiskom od oko 680 tona u zemlju, bez kojih se može podići raketa težak oko tri tisuće tona (!) jednostavno nije realan.
Pa, dobro, možemo zauzvrat pokazati svoje muzejske motore, modele lunarnih brodova i kabina, i što - i mi smo letjeli na Mjesec?! Iako, naravno, također opcija. Stoga, vraćajući se temi naše priče (a sve prethodne bile su samo nužna digresija), želim izravno i otvoreno ustvrditi: ne možemo se zastrašiti muzejskim postavkama! Sve su to lažni rekviziti i ništa više. Naš je glavni zadatak analizirati sve dostupne statističke, filmske i fotografske materijale stvarnih lansiranja raketa Saturn kako bismo odgovorili na jedno izuzetno važno pitanje: zadovoljavaju li raketa Saturn-5 i letjelica Apollo minimalno potrebne tehničke karakteristike za isporuku dvije ili tri čovjeka na Mjesec i njihov siguran povratak na rodnu Zemlju?
LRE F-1. Također veliki komad željeza!
Svi sljedeći argumenti odnosit će se na dvije kategorije istraživačkih metoda: analizu numeričkih statističkih podataka i proučavanje ponašanja rakete i broda izravno tijekom leta.
Lažna "legenda"
Jedan od najglupljih mitova i zabluda o programu Saturn-Apollo jest da se njegova besprijekorna (sa stajališta službenog tiska) provedba temelji na dubokom proučavanju i temeljitom ispitivanju svih komponenti lunarnog programa. Jao, to nije potpuno točno, ili bolje rečeno, uopće nije. Pažljivo proučavanje pripremnog razdoblja od 1964. do 1969. prije početka lunarnih misija s ljudskom posadom prepuno je vrlo sočnih detalja.
Prvi probni let svemirske letjelice Apollo na pomoćnoj lakoj raketi Saturn-1B dogodio se 26. veljače 1966. Poviši na visinu od 488 km, ovaj je objekt zapljusnuo balističkom putanjom u Atlantik. Svrha ove misije, prema NASA-i, bila je testirati prototip svemirske letjelice Apollo i provjeriti kontrolirano ulazak u atmosferu vozila za spuštanje. Međutim, tijekom spuštanja brod je izgubio kontrolu nad kotrljanjem, ušao u nekontrolirani način okretanja i pao u ocean s pretjeranim preopterećenjima. Svrha drugog leta 5. srpnja 1966. bila je studija "ponašanja tekućeg vodika u nultoj gravitaciji". Evo kako godišnjak Velike sovjetske enciklopedije (TSB) za 1967. opisuje rezultate leta: „Posljednja etapa (raketa S-IVB) eksperimentalne rakete-nosača Saturn IB SA-203 lansirana je u orbitu s nepotrošenim gorivom. Glavni zadaci lansiranja su proučavanje ponašanja tekućeg vodika u stanju nulte gravitacije i ispitivanje sustava koji osigurava ponovno uključivanje motora glavne faze. Nakon izvođenja planiranih pokusa u sustavu za uklanjanje para vodika iz spremnika, ventili su zatvoreni, a kao rezultat povećanja tlaka stupanj EKSPLOIDIRAN na sedmom zavoju. Treći let ove godine 25. kolovoza 1966. ponovno je bio suborbitalan, ali domet je bio impresivan - objekt je već uhvaćen u Tihom oceanu. Treći let ove godine 25. kolovoza 1966. ponovno je bio suborbitalan, ali domet je bio impresivan - objekt je već uhvaćen u Tihom oceanu. Treći let ove godine 25. kolovoza 1966. ponovno je bio suborbitalan, ali domet je bio impresivan - objekt je već uhvaćen u Tihom oceanu.
Jedan od izvora suho navodi da je odvajanje proteklo dobro, unatoč "manjim" problemima s ventilima u sustavu hlađenja motora. Pa čak i uz vrlo beznačajne fluktuacije gornjeg stupnja, koji je jedva vraćen pod kontrolu (!?) Zbog toga je, očito, umjesto u orbiti završio u Tihom oceanu. Spuštanje kapsule u atmosferu bilo je "strmije nego što se očekivalo" (!?), Potraga za palom kapsulom provodila se oko devet sati! Ovdje možemo dodati samo za cjelovitost utisaka - tijekom testova na klupi druge etape rakete Saturn-5 za 350 sekundi intervala rada 25. svibnja 1966. godine, plamen se razbuktao na dva mjesta i test je morao biti prekinut. Tri dana kasnije, kada je uklonio istu pozornicu sa postolja, njezin spremnik za vodik iznenada je eksplodirao, a pet radnika je ozlijeđeno. Kabina je ozbiljno oštećena. Zatim,20. siječnja 1967. tijekom zemaljskih ispitivanja eksplodirala je etapa S-IVB-503, koja se pripremala kao treća etapa za raketu Saturn-5, serijski broj 503 za legendarni let Apollo-8. Pa, za kraj, ono što svi znaju: 27. siječnja 1967. tri astronauta u letjelici Apollo 1 izgorjela su tijekom zemaljske obuke samo nekoliko tjedana prije lansiranja! Nakon toga, komisija za istragu incidenata zaključila je: letovi s ljudskom posadom na ovoj vrsti opreme sljedeći su neodređeni vremenski period bili prekriveni bakrenim bazenom.27. siječnja 1967., tri astronauta u letjelici Apollo 1 izgorjela su tijekom zemaljske obuke samo nekoliko tjedana prije lansiranja! Nakon toga, komisija za istragu incidenata zaključila je: letovi s ljudskom posadom na ovoj vrsti opreme sljedeći su neodređeni vremenski period bili prekriveni bakrenim bazenom.27. siječnja 1967. godine, tri astronauta u svemirskoj letjelici Apollo 1 izgorjela su tijekom zemaljske obuke samo nekoliko tjedana prije njihovog lansiranja! Nakon toga, komisija za istragu incidenata zaključila je: letovi s ljudskom posadom na ovoj vrsti opreme sljedeći su neodređeni vremenski period bili prekriveni bakrenim bazenom.
Dalje, bila su dva bespilotna lansiranja rakete Saturn-5 - jedno u studenom 1967. pod oznakom Apollo-4, kada je brod svom snagom rakete uspio lansirati samo u eliptičnu orbitu s apogejem od samo 18 tisuća kilometara, a drugo pod oznakom Apollo -6 , kada se raketa gotovo srušila u zraku, motori druge faze su otkazali u letu, tada je postojao problem s trećom, tehničko snimanje pokazalo je djelomično uništavanje nekih strukturnih elemenata rakete, što je rezultiralo, umjesto simulacije leta Mjeseca po visoko eliptičnoj putanji s apogejem do 500 tisuća kilometara, doletio blizu Zemlje i s velikom pogreškom sletio na nekontroliranu balističku putanju. I to je sve što je učinjeno prije prosinca 1968. u smislu letačkih testova mjesečeve rakete Saturn-5 prije prvog (!) Leta s Mjesecom s posadom Apollo-8. NaokoAmerikanci su odlučili ne provoditi više probnih letova, ne trošiti novac i živce na njih, već ljude odmah i odmah poslati na Mjesec, jer vas naši ljudi - glavno, ljudi - neće iznevjeriti! A ako vas iznevjere, nije vam ih žao …
Koliko je težak Skylab?
Najvećim okom na američkom lunarnom programu s pravom se smatraju prve svemirske stanice Stars and Stripes Skylab, stvorene preuređivanjem treće faze rakete Saturn-5. Prema službenim podacima, ovo je najveća svemirska stanica s jednim blokom ikad pokrenuta za dugoročni rad. Ovaj epohalni događaj, koji se dogodio 14. svibnja 1973. godine, ujedno je označio kraj svemirske karijere raketa Saturn-5, jer je ovo bilo posljednje, trinaesto (!) Lansiranje proizvoda ove vrste.
Obično, kada se korisni teret unaprijed pripremi za određenog prijevoznika, tada se parametri njegove težine i veličine odabiru na temelju maksimalnih mogućnosti nosača. Primjerice, brod Vostok težio je nešto manje od pet tona, jer raketa Vostok, poznata kao proizvod 8K72K, nije mogla više. Upravo iz istog razloga, letjelica Soyuz zadnjih je četrdeset godina teška nešto manje od sedam tona, a stanice tipa Salyut - oko 19 tona. Volio bih još, ali stari "Proton" više nije vukao. Sukladno tome, kad su Amerikanci odlučili iznenaditi svijet i sagraditi grandioznu svemirsku postaju, imali smo pravo očekivati da će "Saturn-5" doseći rekord nosivosti. U svim letovima letjelice Apollo, od A-4 do A-17, težina korisnog tereta samo se povećavala, a u letu A-15 postavljen je rekord - 140 tona tereta u nisko-zemaljskoj orbiti.
U Guinnessovoj knjizi rekorda postoji sljedeći službeni zapis: "Najteži objekt lansiran u orbitu u blizini Zemlje bio je 3. stupanj američke rakete Saturn 5 s letjelicom Apollo 15, čija je težina iznosila 140.512 kg prije ulaska u srednju selenocentričnu orbitu." razočaravajuće kad se sazna da je u posljednjem rekordnom letu, prema službenim podacima, nosivost iznosila samo 74,7 tona. S druge strane, izračuni koje sam prikazao u trećem dijelu "Pepelatseva" dokazuju da je "Saturn-5" mogao u teretnu orbitu cilja tipa Skylab (nadmorska visina 435 km, nagib 50 stupnjeva) staviti tovar težak i do sto tona! A da se i ne govori o tome da na vrlo nisku orbitu (tzv. LEO) - ne manje od 120 tona. Postavlja se razumno pitanje: gdje je sve ostalo?
Čekali smo demonstraciju moći i pokazali su nam nosač koji je, umjesto stotinu tona, jedva završio sedamdeset s lipom … Detaljan opis je sljedeći: „Skylab 1 Nation: USA. Program: Skylab. Korisni teret: Skylab Orbital Workshop. Masa: 74.783 kg. Razred: s posadom. Tip: Svemirska stanica. Svemirska letjelica: Skylab, bankomat Apollo. Agencija: NASA MSF. Perigej: 427 km. Apogee: 439 km. Nagib: 50,0 °. Razdoblje: 93,2 min. COSPAR: 1973-027A. USAF Sat Cat: 6633. Datum raspada: 11. srpnja 1979 . Fotografija slijeva: Skylab s jednim krilom. Lijevo krilo je izgubljeno …
Međutim, analizirajući američke zapise, otkrio sam nevjerojatnu stvar: nedostatak korisnog tereta i rada u tri četvrtine sile u kombinaciji s rekordnim opterećenjem ikad podignutim u nisko-zemaljsku orbitu - na ovaj svibanjski dan 1973. (tako se i čini) raketa Saturn-5, rastrgavši pupak, na grbi je izvukla čak 147 tona u svemir! Istina, ovog apsolutnog svjetskog rekorda (iz nekog razloga) nema nigdje i nitko ga ne prepoznaje. Međutim, započeo je najzanimljiviji dio. A što je točno uključeno u ovih 147 metara?
Prvo, druga faza rakete ušla je u orbitu (suha masa oko 42 tone) i još 13 tona ostataka goriva, što je tri puta više od uobičajenih ostataka za ovu fazu (obično ne više od 4..5 tona). Drugo, sam Skylab težak oko 75 tona. Uz to, NASA je izvlačila izravno smeće u orbitu: u orbitu je lansiran zaštitni vag težak gotovo 12 tona !!! Ta je činjenica krajnje nezdrava. Stručnjaci će me razumjeti: zašto povući oplatu na visinu od 450 km? Tipično, ovaj strukturni element pada na visine od 90-130 km dugo prije nego što MSZ izađe u orbitu. Jednostavno nema smisla dalje. Na primjer, sedam Salyut-a, jedan Mir, nekoliko modula kao što su Kvant, Spektr, Kristall i drugi, te nekoliko segmenata ISS-a lansirano je u orbitu raketom Proton. Istodobno, sovjetska raketa uvijek ispušta taj isti oblog u letu mnogo prije ulaska u orbitu. I svi ostali postojeći prijevoznici odustaju od oplate u fazi lansiranja - to je energetski povoljnije.
Za tisuće lansiranja u svemir može se prisjetiti samo nekoliko slučajeva kršenja ovog nepisanog pravila. Osim toga, adapter prve faze težak 5 tona još se nije odvojio. A i njega su odveli sa njima u orbitu. Očito je to planirano, inače se ravnoteža neće konvergirati. Zapravo je, osim stanice od 75 tona, u svemir lansirana i najveća serija smeća i starog željeza, teška 25 tona, ne računajući težinu posljednje faze! Pitanje možete, naravno, postaviti i drugačije: nisu tjerali maksimalnu težinu, bilo im je dovoljno 75 tona. Ovo je dobar argument, samo što ima jedan mali nedostatak: postaja Skylab izašla je "nedovršena", nema ni vlastite motore! Iako su resursi omogućili lako pričvršćivanje bilo koje gotove pogonske jedinice, na primjer, one pohranjene iz modula za slijetanje Apollo LM.
Ispada da su se Amerikanci, imajući priliku lansirati 100-tonsku potpuno funkcionalnu postaju, dobrovoljno ograničili na 75% kapaciteta, a ostatak su "bacili" odozgo smećem, kao što su to prije radili sovjetski školarci, predajući otpadni papir … Kao rezultat toga, Skylab je odletio nakon 1973. bez i najmanje mogućnosti korekcija orbite i 1979. godine potpuno je nekontrolirano pao u australskim divljinama. Da bi spasio ovo „čudo“, koje aktivno djeluje samo šest mjeseci, nitko nije započeo ili nije želio … Ako počnemo brati preostalih 75 „legalnih“tona „Skylaba“, onda je ovdje sve krajnje nejasno i tajanstveno (trebalo bi imati 77 tona, ali solarna baterija pala je u letu, pa je ostalo 74,7 tona službene težine).
Stanica se sastoji od sljedećih elemenata:
Raspodjela težine strukturnih elemenata stanice Skylab
(prema knjizi "Skylab Orbital Station" L. Bellewa E. Stullingera, prevedeno s engleskog M. Mechanical Engineering, 1977)
| Element | Duljina, m | Promjer, m | zapremina, m3 | Težina *, t |
| Struktura veza | 5.2 | 3.0 | trideset | 6,3 |
| Bankomat Astrokomplekt | 4.5 | 3.4 | 5.0 | pet |
| Zračna komora | 5.2 | 3.2 | 17 | 22.2 |
| Odjeljak za opremu | 0,9 | 6.6 | 2.0 | pet |
| Orbitalni blok | 14.6 | 6.6 | 275 | 35.4 |
Dakle, sve ovo smeće vuče ukupno 71t. A prema službenim brojkama to bi trebalo biti oko 77 tona. Već nesklad. Postoji inačica o neskladu: prema NASA-inim podacima, masa astrokompletnog ATM-a naznačena je dvostruko više nego u knjizi Bellewa i Stulingera ≈11,8 tona umjesto 5,05 tona. (Ili je zasluženo uplaćeno ~ 6,7 tona) Ili uzmite čudesni zračni prostor težak 22 tone - ovo je više od sovjetske stanice Salyut! Pogledajte - prosječna gustoća prostora komore je 22 / 17≈1,3 t / m3, ali unutra nema ni goriva ni ničega teškog. Čini se da je pretinac napunjen čak ni vodom, već pijeskom … Ali sovjetska stanica Salyut bila je tri puta duža - 15m; i širi u promjeru - 4,15m. Od čega su napravili ovaj fotoaparat - olovo!? Ali prosječna gustoća odjeljka svemirskih letjelica je u rasponu od 0,25..0,35 t / m3. Čak je i prosječna gustoća spuštajućih vozila manja od 1 t / m3 (inače bi potonula u vodu), iako je spuštajuće vozilo najgušći, najteži i najtrajniji element među svemirskim letjelicama.
Dakle, zračna komora stanice Skylab zapremine 17m3 trebala bi težiti četiri puta manje ~ 5..6 tona. (To znači da su dodali i ~ 16t.) Možemo odvojeno razgovarati o "oklopnom" oplati glave težine ~ 12t. I to unatoč činjenici da ne štiti čak ni cijelu postaju, već samo dio krune! Primjerice, standardni oklop rakete Delta-2 (promjer = 2,9 m; visina = 8,48 m) težak je samo 839 kg. No, oklop rakete Atlas-2 (promjer = 4,2 m; visina = 12,2 m) težak je ~ 2 tone. Najteži američki oklop rakete Titan-4 promjera 5,1 m i visine 26,6 m (pet promjera duljine!) Teži samo ~ 6,1 tonu. Dakle, zbroj težina dijelova stanice Skylab i korisnog tereta već je iznosio oko 30 tona. Ovdje dodajemo stvari koje postoje samo u virtualnoj stvarnosti,a čije je postojanje nemoguće provjeriti - riječ je o superplaniranim ostacima 8 tona goriva i polumitskom adapteru prve faze (~ 5 tona), koji je navodno izvučen u svemir. To znači samo 30 + 8 + 5 = 43t. Ostaje neto 100-43 ≈ 57t.
Sažetak: Mogućnosti nosivosti Saturna-5 u ciljnoj orbiti tipa Skylab nisu prelazile ~ 60t. To je za nas izuzetno važan zaključak, jer je za obavljanje letova s posadom na Mjesec pomoću sheme s jednim lansiranjem potrebno imati raketu koja bi na Mjesec mogla poslati najmanje 45-50 tona tereta, što je ekvivalent nosivosti od najmanje ~ 130 tona u niskoj Zemljinoj orbiti. … Sukladno tome, ako nemate nosač za 130 tona, ali ima upola manje snage, tada možete na Mjesec poslati u najboljem slučaju dvadeset i pet tona reklama, što je dovoljno za proletnu misiju, ali nedovoljno za slijetanje na naš prirodni satelit.
Budući da je incident sa "Skylabom" nadaleko poznat, ovaj će trn u američkom oku još dugo postojati i piti njihovu građansku krv, a kakva šteta - sve je već zabilježeno u prošlosti, ništa se ne može promijeniti …
Kerozin ili vodik?
Ovaj je znatiželjni argument široko prihvaćen na Internetu zahvaljujući vašem skromnom slugi, koji je iz zabave odlučio postaviti suprotan problem: pa, neka Skylab teži 60 tona ili čak svih 75 tona. Koje su karakteristike rakete u smislu specifičnog impulsa drugog stupnja, tako da je nosivost jednaka težini stanice, tako da nije potreban višak balasta? Odmah želim primijetiti da fiksiranjem masa pozornice i mijenjanjem samo specifičnog impulsa drugog stupnja postupam pogrešno, jer ovaj problem može imati i drugo rješenje - bez promjene specifičnih impulsa motora, jednostavno smanjiti apsolutne mase samih stupnjeva. Ipak, nakon fiksiranja mase i specifičnog impulsa prvog stupnja Isp ~ 304 sek. (već je preniska i teško može biti puno niža), došao sam do zanimljivog zaključka,da za lansiranje tereta od sedamdeset i pet tona motori drugog stupnja moraju imati specifični impuls Isp ~ 380 sek., tj. mnogo niži od raspona raketnih motora s "vodikom" (oni jednostavno nemaju Isp ispod 400 sekundi).
A plamen očito nije vodik …
Dalje, uzimajući u obzir "laganu" verziju "Skylaba" ne više od šezdeset tona, ispada da se s fiksnim kanonskim prvim stupnjem "Saturna" drugi može napraviti "kerozin", jer će se potreban specifični impuls motora spustiti na vrijednosti reda Isp ~ 330 sek. … može se lako implementirati pomoću raketnih motora s kisikom i kerozinom s dobrim mlaznicama mlaznica na visokoj nadmorskoj visini. Štoviše, otkrivena je smiješna fotografija bench testova drugog stupnja motora Saturn-5 pod oznakom J-2, koji umjesto čisto plave baklje ima crveno-žuti ugljikovodični sjaj.
Uz to, postoji mnoštvo dokaza u prilog činjenici da Amerikanci nisu uspjeli realizirati i dovršiti "vodik" s potiskom od gotovo sto tona: tijekom 1965.-1967. Ponavljale su se nesreće (i u letu i na postolju) stupnjeva vodika s motorima J-2, koji su završili eksplozijama i potpunim uništenjem konstrukcije. Međutim, umjesto (ili zajedno) s gornjom tezom o zamjeni nepouzdanih motora J-2 nečim drugim (lošijih karakteristika) ostaje još jedan argument: za primjenu raketno-svemirskog sustava tako velike težine (oko 3000 tona) sa samo pet motora u prvoj fazi, ova vučna petica mora biti posebno izvanredna!
Motor F-1: stvarnost i fikcija
Mnogi istraživači samo ukazuju, prije svega, ne na probleme s finim podešavanjem "vodikovog plina" u gornjim fazama, već na nemogućnost na toj tehničkoj razini i na tim krugovnim rješenjima da se implementira jednodomni raketni motor na petrolej i kisik s potiskom od preko 700 tona. Mnogo je razloga za to, a glavni je tzv. nestabilnosti visokofrekventnog izgaranja uzrokovane pojavom (otprilike) nakupina neizgarane smjese goriva (poput "detonirajućeg plina") u ogromnoj komori, koje ne izgaraju ravnomjerno, već poput mikroeksplozija. Sve dok je komora motora mala, to je podnošljivo. Ali s ogromnim linearnim dimenzijama dolazi do detonacije u motoru, koja ulazi u rezonanciju, što uništava kućište motora. Dugo godina smatralo se vrlo problematičnim stvoriti jedan raketni motor s potiskom preko sto tona.
Sovjetski dizajneri koje je predstavljao V. P. Glushko i drugi došli su do jednoznačnog zaključka: moguće je velike raketne motore izrađivati samo u zatvorenom krugu, kada jedna (ili obje) komponente ulaze u komoru ne u tekućem obliku (shema tekućina-tekućina), već kao vrući plin (shema tekući-plin), što naglo smanjuje vrijeme paljenja dijelova goriva i značajno lokalizira problem frekvencijskih nestabilnosti izgaranja na razumne granice. Ipak, Amerikanci inzistiraju da su uspjeli učiniti nešto što ne može biti u prirodi, t.j. jednokomorni raketni motor koji radi na petrolej i kisik u otvorenom krugu s opskrbom tekuće faze obje komponente i potiskom preko 700 tona.
Motor F-1 na štandu
Dostupne fotografije bench testova ovog čudotvornog motora također postavljaju mnoga pitanja, jer se iz mlaznice izlijeva gusti neprozirni dim iza čijeg se vela plamen probija na samo nekoliko metara! Čak su i zaposlenici na poligonu, koji su vidjeli puno stvari, bili iznenađeni radom ove "baterije koksa". Fotografija. F-1 motor na klupi Vidjevši ovaj "crni plamen", prva reakcija testera bila je da se sve odmah ugasi, dok ne eksplodira. No, kolege s njemačkim naglaskom objasnili su da je sve u redu, da je "tako potrebno" …
Ovdje je potrebna jedna digresija. Za razliku od većine sovjetskih raketnih motora koji su bili izrađeni od dva vezana čvrsta kućišta (vanjska i unutarnja), između kojih je kroz rebraste kanale teklo tekuće hlađenje jednim od sastavnih dijelova (obično gorivo, rjeđe oksidans), većina američkih raketnih motora tih godina bila je skup golemih broj tankih cijevi, koji su međusobno pričvršćeni lemljenjem i trakama snage, čineći uobičajeni oblik komore i mlaznice raketnog motora s tekućim gorivom. Cijevi su se obično odvijale duž osi motora, a ako koristite dvostruki set cijevi, tada je malo petroleja teklo odozgo prema dolje - od glave do ruba mlaznice, i duž druge (paralelne), obrnuto - od dna prema gore, dovodeći zagrijano gorivo do glave mlaznice.
Neću sada raspravljati o prednostima i nedostacima svake sheme, samo ću reći da su naša crijeva od "lima" izrađena od lukave legure bronce, a američke cijevi od nikla ili čelika. Razlika je u tome što je sovjetska kromirana bronca (izumljena ne bez vrha zarobljenih Nijemaca) imala bolja svojstva provođenja topline od čelika i nikla. Dakle, istraživač lunarne krivotvorine S. Pokrovsky u članku "Zašto se nisu dogodili letovi na Mjesec" ukazuje na strukturne nedostatke legure od koje su izrađene upravo ove cijevi motora F-1 - riječ je o leguri nikla Inconel X-750. Ne ulazeći u detaljan opis argumenata Pokrovskog, istaknut ću da su, prema njegovom mišljenju, u to vrijeme legure nikla otporne na toplinu još uvijek bile slabo proučene, a kako se pokazalo,ova najeksperimentalnija legura Inconel X-750 u stvarnosti nije mogla pružiti potrebna svojstva čvrstoće s deklariranim radnim parametrima motora.
Prema Pokrovskom, Amerikanci su tiho napustili rijetku leguru nikla, prešavši na pouzdaniji čelik otporan na toplinu. Uz to, prema hipotezi Pokrovskog, kako bi osigurali siguran rad motora na tankim čeličnim cijevima, Amerikanci su bili prisiljeni značajno smanjiti temperaturu u komori za izgaranje (za 15%), a kao rezultat toga, izgubiti oko 22% potiska motora. Moram priznati da se ne slažem u potpunosti s potkrijepljenjem numeričkih procjena ove verzije, posebno s procjenom doprinosa izmjene topline zračenja vodene pare u komori motora F-1, ali želio bih napomenuti da u tim hipotezama nedvojbeno postoji zajedničko zrno. Samo što bih to puno lakše i malo opravdao s drugog kraja.
Ostavljajući neko vrijeme pitanja nestabilnosti izgaranja i problem detonacije grozdova goriva u velikoj komori za izgaranje, želio bih na kvalitativnim primjerima razgovarati o svojstvima provođenja topline komora za sagorijevanje i dijelova mlaznica motora s tekućim gorivom. Nisam ni za što spomenuo da su sovjetske komore takvih klasičnih raketnih motora s tekućim gorivom, poput RD-107 i RD-108, izrađene od posebne kromove bronce (a sve legure bakra imaju izvrsnu toplinsku vodljivost), pa je čak i vrlo debeli zid pouzdano prenosio toplinu na tekući kerozin. Nikal i čelik imaju puno nižu toplinsku vodljivost, pa su, pod jednakim uvjetima, dizajnirani za niži toplinski tok po jedinici površine. Zid komore za izgaranje radi pod nezamislivim toplinskim opterećenjima: s jedne strane vrući plin s temperaturom od 3500K, s druge strane, kerozin teče s deset puta manjom temperaturom. Ako se toplina u obliku konvektivnog (kontaktnog) prijenosa i u obliku zračenja koja pada na svaki kvadratni centimetar stijenke komore ne odstrani i "prenese" u tekuću rashladnu tekućinu (kerozin), tada će temperatura zida početi rasti (sve do temperature plina), a metal će se lako otopiti.
Zauzvrat, veličinu protoka topline određuju i temperatura plina i njegov pritisak (gustoća plina). Očito je da temperatura izgaranja određuje kemija postupka, a zapravo se za većinu kerozinskih motora s tekućim gorivom razlikuje za najviše 5-7%. Tlak je druga stvar - plin može biti vruć, ali njegova gustoća bit će niska, a toplinski tok bit će mali. U svim prvim sovjetskim raketiranim petrolejskim motorima bez ozbiljnog hlađenja zavjesa ubrizgavanjem tekućine u zidnu zonu (osim u zonu glave motora), tlak u komori varirao je od 52 do 60 atmosfera. Svi prvi američki petrolejski raketni motori, stvoreni od različitih tvrtki (!), Poput LR87-3 tvrtke Aerojet s potiskom od 73 tone za raketu Titan-1 imali su radni tlak od samo 40 atm, a njegov "brat blizanac" LR79-7 s potiskom od 75 tona,koju su stvorili najgorči konkurenti iz "Rocketdynea" za rakete tipa "Delta", imali su radni tlak od 41 atm!
Druga poznata serija motora LR89 istog Rocketdynea za raketnu obitelj Atlas bila je zadovoljna sa samo 42 atmosfere u komori, koja je početkom 90-ih dovedena na razinu od samo 48 atmosfera. Čitatelj, naravno, može sumnjati u postojanje veze između cjevastog dizajna komora američkih raketnih motora s tekućim gorivom i njihovih radnih parametara. Ali tu je paradoks - isti LR87-5 bez izmjene komore i mlaznice, nakon zamjene komponenata iz petroleja i kisika aerosinom-50 i dušikovim tetroksidom, uspješno je operiran pod tlakom od 54 atm, a u modelu LR87-11 tlak je doveden do 59 atm! Iste cijevi, ista kamera, ali u čemu je razlika? Razlika je jednostavna: prvo, aerosin-50 (smjesa heptila i hidrazina) u dušičnom tetroksidu gori na temperaturi par stotina stupnjeva nižoj,i drugo, hidrazin i njegovi derivati imaju bolja svojstva hlađenja od kerozina.
Istini za volju, od svih sastojaka goriva koji se koriste u astronautici, kerozin je na posljednjem mjestu kao rashladna tekućina. Ako nekoga zanimaju sovjetski raketni motori s tekućim gorivom s tlakom dubokim preko 100 atm u komori, tada ću objasniti jednostavnu stvar: tu su, uz protočno hlađenje, još dva ili tri hladnjaka za zavjese izravnim ubrizgavanjem goriva u sloj zida. Samo je moguće remene za ubrizgavanje goriva organizirati u limenom kućištu, ali ne i u cjevastoj komori! Sama cijevna struktura služi kao smetnja. Završivši cijelu ovu dugu ekskurziju, čitatelj je zbunio banalnom činjenicom: u "cjevastom" motoru F-1 navodno je ostvaren tlak od 70 atmosfera! Nevolja je u tome što se sve cijevne komore izrađene od nikla i čelika od materijala iznad 40..48 atm u to vrijeme jednostavno nisu mogle realizirati. Inače bi Amerikanci već odavno forsirali sve svoje raketirane kerozinske motore,koja je prema tehnološkoj razini ostala na razini od prije 40-50 godina. Međutim, pokušat ću ovom aspektu nekako posvetiti zasebni poseban članak.
Predviđam (unaprijed) argument ove vrste: s linearnim povećanjem veličine motora, njegova površina raste u kvadratu, a volumen u kocki. Recimo da se linearna dimenzija udvostruči, površina motora učetverostruči, a volumen raste osam puta. I super! Samo što slijedi iz ovoga? Činjenica je da se radijacijski toplinski tok određuje površinom zračenja plina, a ne njegovim volumenom (svjetiljka se, u principu, definira kao zračena snaga jedinicom površine), također s protokom topline konvekcije - određuje se površinom komore, a ne njezinim volumenom. Jedino što kod nas raste je specifični udio petroleja koji se može koristiti za hlađenje jedinice površine zida komore. Ali problem je u tome - čak i ako ispumpavamo dvostruko više kerozina, rashladni kapacitet samog zida neće se povećati od toga i neće moći dati više topline. Štoviše, niti jedno regenerativno hlađenje motora s kerozinskim tekućim gorivom u načelu nije u stanju ukloniti sve protoke topline iz tijela bez korištenja već spomenutog hlađenja zavjese izravnim ubrizgavanjem u sloj zida, što se (zbog cjevaste prirode komore) ne može organizirati osim u blizini glave.
Da to nije slučaj, sada se na američkom Atlasu ne bi koristili sovjetski (ruski) RD-180 s tlakom od 250 atm u komori s limom od krom-brončane jakne i višeslojnim hlađenjem zavjesa, već upravo suprotno - na našem Sojuzu i "Protoni" bi bili licencirana čudovišta od cjevastog nikla poput F-1 i sličnih njima. Stoga, temeljem gore navedenog, potisak raketnog motora F-1 treba proporcionalno "sekvestrirati" na razinu radnog tlaka od 40..48 atm ili 30..40% od nominalnog, tj. na razinu od 380..460 tona u blizini tla, što naglo smanjuje ukupnu procijenjenu masu rakete Saturn-5 za više od jedan i pol puta! Krećući se u ovom smjeru i uspoređujući ovu hipotezu sa proučavanjem filmskih vijesti leta "Saturn-5", S. Pokrovsky je došao do zaključka,da priroda nadzvučnih udarnih valova ukazuje na znatnu premalu brzinu u dijelu prvog stupnja rada, što potvrđuje nedovoljnu potisnost motora i značajno smanjenu opskrbu gorivom. I premda je moguć spor oko procjena stvarne brzine leta rakete Saturn-5, jedno je sigurno - njezin je prvi stupanj bio znatno (možda dvostruko) lakši od kanonske inačice, inače se ovaj dizajn nikada ne bi uspio odvojiti od lansirne rampe.
1. dio - 3. dio
