Двигатели Аполлона F-1 прибавили в весе во время полета?

Разница в весе двигателей связана с захваченным топливом. Обращаясь к Руководству по летной эксплуатации Saturn V для SA-503 , рис. 2-21, мы можем видеть, что остаточное топливо в 5 двигателях составляет 2160 фунтов LOX и 6585 фунтов RP-1. Разделив сумму этих чисел (8745) на 5, мы получим массу захваченного винта на двигатель 1749, что, вероятно, достаточно близко к 1680 фунтам на двигатель, показанным на графике выше.

Я воспроизвел соответствующую таблицу для вашего удобства ниже.

Разница в весе связана с остаточным топливом в двигателе. Двигатель не может работать всухую, в основном по двум причинам.

Первая причина - подшипники в турбонасосах. Они должны постоянно охлаждаться перекачиваемой жидкостью. Поскольку это LOX-керосиновый двигатель, охлаждение осуществляется керосином, как видно на странице 11 (стр. 25 pdf) этого документа:

http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19750012398.pdf

Барьерное уплотнение четко обозначено и расположено на кислородной стороне подшипников. В керосине перегрев подшипника может вызвать всевозможные головные боли, такие как термический стресс и, как следствие, небольшие сколы, которые могут заклинить что-то ниже по потоку.

С другой стороны, в водородно-кислородных двигателях кислородный и водородный насосы находятся на отдельных валах, потому что более низкая плотность водорода означает, что требуется более высокая скорость вращения. В этом случае подшипники насоса LOx охлаждаются жидким кислородом, и их работа всухую невозможна. Насос загорится очень быстро. Однажды это произошло на испытательном стенде для подшипников SSME. Обратите внимание на страшный шрифт на странице 25 этого PDF-файла:

http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20100023061.pdf

Вторая большая причина, которая приходит мне на ум, это регенеративное охлаждение. Какие бы топливо и давление вы ни использовали, температура сгорания намного выше, чем приживаемая температура стенки вашей камеры. В F1 камера охлаждается топливом, а удлинитель сопла охлаждается пленкой сбрасываемых выхлопных газов турбины.

Когда двигатель останавливается путем закрытия клапанов непосредственно после насосов, топливо застаивается в охлаждающих трубках, потому что ничто не толкает его вперед.

Каналы можно продуть инертным газом, но тогда трубки будут заполнены газом, а двигатель все еще горит, что может привести к нечистому отключению. Скорее всего не взрыв, так как охлаждающие каналы сейчас заполнены инертным газом, так что прожечь их будет не так уж и сложно. Однако дополнительная сложность, скорее всего, того не стоит, особенно для первого этапа.

Что касается удлинителя сопла, то здесь требования к охлаждению не столь высоки, и он охлаждается в первую очередь газом. При закрытии главных клапанов газогенератор быстро опорожняется от топлива и прекращается охлаждение насадки сопла. Но так как камера сгорания при этом гаснет, это вряд ли вызовет какие-либо проблемы.