Как они решили проблемы осцилляции Saturn V?

Насколько я понимаю, продольные колебания уже были известной проблемой для первой ступени ракеты Сатурн-5 (и, вероятно, других ступеней, не уверен) задолго до, скажем, Аполлона-11, особенно на его центральном из 5 основных двигателей F-1 из-за, Думаю, недостаточно прочная опорная конструкция (крестообразная) и сила центрального двигателя, двигающая ее вверх, укорачивая топливопровод при большой тяге и наоборот при выключенном двигателе.

Возможно, это была известная проблема еще до первого полета Сатурна V. Они (фон Браун и др.) имели дело с неустойчивостью горения, которую они пытались решить (или, по крайней мере, установить, в чем проблема), добавив небольшой заряд взрывчатого вещества в сборку двигателей и взорвав его во время огневых испытаний первой ступени. двигатели. Это пошло не слишком хорошо, и эта проблема колебаний сохранялась, по крайней мере, также для первого полета Сатурна V Аполлона-4.

Мой вопрос заключается в том, вносили ли они структурные коррективы в крестообразную форму главной ступени «Сатурн-5» во время программы «Аполлон», или каким-то иным образом гасили проблемы с продольным колебанием и выплескиванием, или, возможно, вносили коррективы в его профиль подъема (тяги), или они просто управляли ими как ( что было бы довольно рискованно, не так ли — на ум приходит термин « быстрая незапланированная разборка »)?

Ответы (1)

По-видимому, проблему не удалось решить вовремя для миссии «Аполлон-13», о чем свидетельствует эта заметка в архивах НАСА , доступных в Интернете.

Во время полета «Аполлона-13» эффект «пого» снова проявился, на этот раз на второй ступени. Сильные колебания вынудили досрочно (на две минуты раньше срока) остановить бортовой двигатель.

Архивы НАСА пишут, что говорят об исправлении колебаний Аполлона-14.

Маршалл и североамериканские инженеры разработали три изменения второй ступени. Они установили аккумулятор газа гелия в линию LOX центрального двигателя. Этот резервуар служил для гашения колебаний давления жидкости, удерживая их в противофазе с вибрациями тяговой конструкции и двигателей. Компания North American добавила отключающее устройство для отключения центрального двигателя в случае, если аккумулятор не сможет контролировать колебания. Наконец, на все пять двигателей J-2 были установлены упрощенные топливные клапаны. Клапаны контролировали подачу топливной смеси в двигатели, обеспечивая богатую смесь для высокой тяги на начальном этапе горения и более бедную смесь позже.

Дополнительная литература в этом контексте размещена на этой веб-странице . Автор там пишет, чтобы сказать

Во-вторых, не было ни одной миссии, перед которой пого было бы серьезной проблемой, а после какой — нет. Прыжки происходили на Сатурне V вплоть до Аполлона-17. Но во время программы инженеры предприняли ряд шагов, чтобы с каждой последующей миссией прыжки были менее проблематичными. Но часто возникала задержка, потому что инженерам требовалось время для анализа результатов полета Saturn V, а в большинстве случаев следующий Saturn V уже был «сложен» в сборочном цеху и не мог быть легко модифицирован.

Вот также соответствующая статья с метким названием «Опыт НАСА с пого в пилотируемых космических кораблях» . Он дает подробное описание возникновения продольных колебаний и описывает несколько различных методов, используемых для их уменьшения в различных конструкциях ракет.