Рокетдайн Е-1
Rocketdyne компании Е-1 представлял собой жидкостный ракетный двигатель, первоначально созданный в качестве резервной конструкции для Титан I. ракеты Во время разработки Хайнц-Герман Келле из Армейского агентства по баллистическим ракетам (ABMA) выбрал его в качестве основного двигателя для ракеты, которая впоследствии получила название I. Saturn с меньшей тягой, В конце концов, «Титан» продолжил работу над своим основным двигателем, а команда «Сатурна» решила использовать H-1 чтобы ускорить разработку. Проект E-1 был отменен в 1959 году, но успех Rocketdyne в этом проекте вселил в НАСА уверенность в способности Rocketdyne поставить гораздо более крупный F-1 , который использовался на первом этапе миссии Saturn V на Луну. [1]
История
[ редактировать ]Бытие
[ редактировать ]В июле 1954 года рабочая группа по межконтинентальным баллистическим ракетам Научно-консультативного совета ВВС сообщила Западному отделу разработок (WDD) о своих сомнениях по поводу ракеты «Атлас» , которая тогда находилась в стадии разработки. Atlas использовал ряд нетрадиционных функций для достижения своих целей по производительности, и они считали, что существует неоправданный риск того, что, если какая-либо из них окажется неработоспособной на практике, вся конструкция потерпит неудачу. Группа предложила начать второй проект межконтинентальных баллистических ракет в качестве меры по снижению риска. [2]
Обеспокоенность SAC была принята близко к сердцу в ВВС, и они поручили Рамо-Вулдриджу изучить этот вопрос. В ответ Рамо предложил Lockheed и компании Glenn L. Martin предложить альтернативные конструкции межконтинентальных баллистических ракет. На основании этих сообщений Рамо предложил ВВС начать разработку новой ракеты, в которой вместо « баллонных баков » Атласа будет использоваться обычный планер, и заменить «полутораступенчатую» компоновку на двухступенчатую. [2]
Титан
[ редактировать ]В результате выбора из двух предложений с Мартином был заключен контракт на проект, получивший название « Титан» . Для создания двигателей для проекта была выбрана компания Aerojet General , разработавшая двухкамерный LR-87 на ускорителе и однокамерный LR-91 на разгонном блоке. В соответствии с концепцией разработки с низким уровнем риска, лежащей в основе всего проекта «Титан», WDD также выбрала подразделение Rocketdyne компании North American Aviation для разработки резервного двигателя. [3]
Rocketdyne, которая была выделена в отдельную компанию в 1955 году, решила удовлетворить потребности c. Требования к тяге 350 000 фунтов силы (1600 кН) для одного двигателя, в отличие от группы двигателей меньшего размера. Начав с базовой компоновки своего успешного MB-3/S-3 (известного в ВВС как LR79 ) ракет «Тор» и «Юпитер» , компания Rocketdyne разработала E-1, увеличив его размеры и настроив колокол двигателя для работы на высоких скоростях. более низкие высоты. На больших высотах будет стрелять верхняя ступень. [3]
Разработка E-1 шла быстро, и позже в 1955 году прототипы были отправлены в полевую лабораторию Санта-Сусаны. Однако разработка стабильной топливной форсунки оказалась трудной, и на ее полное решение ушло 18 месяцев. [4] В течение ряда месяцев тяга увеличивалась, пока на уровне моря она не превысила 379 837 фунтов силы (1689 кН) . [5] Полная разгонная ступень, оснащенная Е-1, была запущена 10 января 1956 года. [3]
Сатурн
[ редактировать ]В апреле 1957 года Вернер фон Браун поручил Хайнцу-Герману Келле разработать систему космического запуска, отвечающую новым требованиям, установленным тогда еще неофициальным ARPA . Кёлле пришел к выводу, что для удовлетворения требований к полезной нагрузке (от 10 000 до 20 000 фунтов (9 100 кг) на низкую околоземную орбиту ) потребуется разгонная ступень с тягой в 1 миллион фунтов.
В поисках двигателя, способного развивать такую мощность, он узнал о E-1 от Джорджа Саттона из Rocketdyne. [3] E-1 был, безусловно, самым мощным двигателем, который мог быть доступен в те сроки, которые требовало ARPA. Коэлле выбрал группу из четырех E-1 в качестве основы для новой ракеты-носителя, которую они назвали «Юнона V». «Юнона» — это общее название, которое команда использовала для обозначения пусковых установок, хотя все предыдущие образцы были адаптированы из ракет.
Чтобы ускорить разработку Juno V, двигатели были прикреплены к одной упорной пластине и питались топливом из группы баков, взятых из существующих планеров ракет «Юпитер» и «Редстоун» . Эту конструкцию в шутку назвали «последним рубежом кластера». Позже в том же году команда начала называть эту конструкцию «Сатурном», что означает «тот, что после Юпитера», причем «Юпитер» был последней успешной разработкой ракеты ABMA. Название прижилось и стало официальным в начале 1959 года.
После запуска спутника 4 октября 1957 года США были в панике из-за того, как быстро догнать Советы в так называемой « космической гонке ». Одна идея быстро получила распространение – создание гражданского космического агентства, которое впоследствии превратится в НАСА . Армия уже потеряла интерес к разработке Сатурна из-за отсутствия требований к миссии и согласилась передать команду ABMA НАСА 1 июля 1960 года.
В июле 1958 года фон Брауна посетили Дик Кэнрайт и Боб Янг из ARPA, которые сообщили фон Брауну, что у них еще осталось 10 миллионов долларов в бюджете, которые нужно потратить, прежде чем ABMA будет передана НАСА. фон Браун позвонил Кёлле, который представил модель Juno V в масштабе 1/10, все еще оснащенную двигателем E-1. Кэнрайт и Янг отметили, что двигатель не будет готов к передаче, и спросили, можно ли вместо этого построить ракету с существующим двигателем. Кёлле предложил использовать вместо Е-1 восемь двигателей существующей серии S-3D, и все одобрили. [3]
Разработка Saturn продвинулась вперед с появлением слегка модернизированной версии S-3D, известной как H-1 . Когда НАСА начало процесс приобретения ABMA, они решили, что проект стоит того, и продолжили финансировать его развитие. [3]
Отмена
[ редактировать ]Когда Aerojet успешно продемонстрировал LR-87, Titan продвинулся вперед с этим двигателем, и первый серийный образец был доставлен в ВВС в 1958 году. Келле рассматривал возможность продолжения финансирования разработки E-1 из своего бюджета, но отказался от этого. Как позже заметил фон Браун, затраты на разработку были слишком высоки для того, чтобы дать им небольшой прирост производительности, особенно когда F-1 мог заменить все E-1 для еще большего преимущества. Rocketdyne потребовала, чтобы ВВС отказались от интереса к E-1, что они и сделали, и разработка двигателя была прекращена. [3]
Описание
[ редактировать ]Е-1 представлял собой однокамерный жидкотопливный двигатель, сжигавший РП-1 (рафинированный керосин, аналогичный реактивному топливу) и жидкий кислород . Турбонасосы приводились в действие газогенератором . Тяга составляла ок. 380 000 фунтов силы (1700 кН) на уровне моря, поднимаясь до ок. 425 000 фунтов силы (1890 кН) в вакууме, что соответствует увеличению удельного импульса с 260 секунд до 290. Вся камера сгорания и колпак двигателя охлаждались регенеративно с использованием системы, аналогичной S-3, а затем F-1.
Ссылки
[ редактировать ]- ↑ Джефф Фауст, «Обзор: двигатель Saturn V F-1» , 16 марта 2009 г.
- ^ Jump up to: а б Янг, Энтони (2008). Двигатель Saturn V F-1: вхождение Аполлона в историю . Спрингер. п. 40. дои : 10.1007/978-0-387-09630-8 . ISBN 978-0387096292 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Янг, Энтони (2008). Двигатель Saturn V F-1: вхождение Аполлона в историю . Спрингер. п. 41. дои : 10.1007/978-0-387-09630-8 . ISBN 978-0387096292 .
- ^ Бильштейн, Роджер (1999). Этапы к Сатурну . Издательство ДИАНА. п. 111. ИСБН 0-7881-8186-6 – через НТРС .
- ^ Уэйд, Марк (29 декабря 2016 г.). «Е-1» . Энциклопедия астронавтики . Архивировано из оригинала 29 декабря 2016 г. Проверено 24 мая 2024 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Роберт Кремер, «Rocketdyne: запуск людей в космос» , Американский институт аэронавтики и астронавтики, 2005 г., ISBN 1-56347-754-8