Читая несколько старых отчетов, я наткнулся на исследования, проведенные MSFC, по усовершенствованным конструкциям Saturn V с большей грузоподъемностью и с форсированными двигателями. В результате увеличения массы топлива ракеты-носителя двигатели первой ступени MS-IC должны были создавать большую тягу для эффективного подъема верхних ступеней. F-1 Rocketdyne продолжали выпускаться как варианты UF-1 и F-1A.
В отчетах Маршалла за 1965 год упоминается квалификационный двигатель F-1, мощность которого была снижена при максимальной тяге на уровне моря в 1 522 000 фунтов силы. UF-1 («Модернизированный F-1») предназначался для использования в качестве промежуточной модели, которая будет генерировать более высокие уровни тяги, но не потребует интенсивной доработки, необходимой для существенного увеличения. Таким образом, UF-1 стабилизировался при тяге в 1 650 000 фунтов силы. В F-1A будут внесены дальнейшие улучшения, не включая полностью новую конструкцию компонентов, для достижения силы в 1 800 000 фунтов.
Меня интересует модель UF-1, потому что о ней почти нигде не написано. Исследователи MSFC намеревались увеличить его тягу, но также заявили, что стандартная тяга F-1 в 1522 тыс. л.с. была ограничена мощностью его «35-дюймового турбонасоса». Для обновления до 1650 тыс. UF-1 будет оснащен новой 30-дюймовой турбиной и улучшенными индукторами насоса для ее поддержки, а также усиленным газогенератором, работающим с более низким соотношением хлор/топливо. Тогда 30-дюймовая турбина будет ограничивать тягу из-за критической скорости турбины. Однако F-1A превзойдет это с той же 30-дюймовой моделью, добавив новые крыльчатки увеличенного диаметра (а также более крупные газогенераторы и выпускные коллекторы).
Но вот что становится интересным: я также читал «Этапы до Сатурна» Роджера Э. Бильштейна, в котором автор пишет об испытательном запуске ранее завершенной двигательной камеры на авиабазе Эдвардс. 6 апреля 1961 года «тяга прототипа камеры достигла пика в 7 295 000 ньютонов (1 640 000 фунтов)». Если изначально мощность двигателя была ограничена мощностью в 1522 000 фунтов из-за ограничений по мощности турбины, то как этот двигатель мог генерировать гораздо большую тягу без перечисленных в 1965 году усовершенствований турбины и GG?
Это напоминает мне о различных других статьях, в которых перечислены тяги F-1 свыше 1522 тыс. фунтов во время операции Сатурн-5: от 1530 тыс. на Аполлоне-11 до 1565 тыс. на Аполлоне-15 и 1580 тыс. на Скайлэбе. А 1640к?
Итак, вот вопросы: - Как старая турбина позволяла развивать тягу в 1640 кф? - Будет ли увеличено давление в камере или удельный импульс? - Мог ли «Сатурн-5» двигаться с таким уровнем тяги?
Я хочу знать, можно ли выдержать 1640 тысяч...
Мое объяснение этому в теории, так как я еще не нашел источник, подтверждающий, в чем причина.
В этой книге автор пишет, что это был пробный запуск. Также другие источники в Интернете говорят, что это были статические огневые испытания. Это не объясняет, насколько успешным был этот тест. Это не означает, что двигатель F-1 работал примерно 176,9 секунды, что соответствует времени работы двигателя F-1 на первой ступени S-IC запуска Saturn V (168 секунд после старта + 8,9 секунды до старта). Может быть, двигатель F-1 и был способен развивать нагрузку в 1640 тысяч фунтов, но не было никакой гарантии, что он выдержит 177 секунд или даже меньше.
В то время, когда двигатель F-1 был сертифицирован для эксплуатации, его тяга составляла 1500 тысяч фунтов. Это был уровень тяги, на котором инженеры доказали, что двигатель находится в допустимых пределах, это было 100% от его номинального значения (дополнительную информацию об этом вы найдете здесь). Я предполагаю, что двигатель F-1 с технологией 1961 года был способен работать на 109%-110%, но это длилось всего несколько секунд. Статические огневые испытания очень короткие по сравнению со временем горения в задании. До сих пор информация об этом тесте не проясняет, что произошло дальше, был ли двигатель поврежден, если да, то насколько сильно, и может ли он быть в рабочем состоянии или снова тестироваться. Двигатели Ф-1 в те годы были опытными образцами. В то время было проведено много испытаний и экспериментов. Но это было их первое испытание, так что не исключается возможность того, что настоящая цель коротких испытаний статической стрельбой заключалась только в уровне тяги, а не в попытке сделать двигатель надежным.
Рассел Борогов
Аластер Хаслам