Сатурн II
 Предложения Сатурна II: INT-17, INT-18, INT-19. | |
| Функция | Орбитальная ракета-носитель |
|---|---|
| Производитель | Североамериканский ( S-II ) Дуглас ( S-IVB ) |
| Страна происхождения | Соединенные Штаты |
| Размер | |
| Высота | 167 футов (51 м) |
| Диаметр | 33 фута (10 м) |
| Масса | От 1 112 000 до 4 178 200 фунтов (от 504 400 до 1 895 200 кг) |
| Этапы | 2 |
| Емкость | |
| Полезная нагрузка на НОО (100 морских миль (185 км), наклон 28°) | |
| Масса | От 47 000 до 146 400 фунтов (от 21 300 до 66 400 кг) |
| Связанные ракеты | |
| Семья | Сатурн |
| Производная работа |
|
| История запуска | |
| Статус | Этюд 1966 года |
| Запуск сайтов | Космического центра Кеннеди Стартовый комплекс 39 , |
| Всего запусков | 0 |
| Бустеры (ИНТ-18) — UA1207 | |
| Нет бустеров | 2 или 4 |
| Питаться от | 1 |
| Максимальная тяга | 1 600 000 фунтов силы (7 100 кН) SL |
| Общая тяга | 3 200 000 фунтов силы (14 000 кН) или 6 400 000 фунтов силы (28 000 кН) SL |
| Удельный импульс | 272 секунды СЛ |
| Время горения | 120 секунд |
| Порох | APCP |
| Первая ступень (ИНТ-17) – S-II –INT-17 | |
| Высота | 81,49 футов (24,84 м) |
| Диаметр | 33,0 фута (10,1 м) |
| Пустая масса | 105 000 фунтов (48 000 кг) [примечание 1] |
| Полная масса | 1 091 000 фунтов (495 000 кг) [примечание 1] |
| Питаться от | 7 ХГ-3-СЛ |
| Максимальная тяга | 1 334 000 фунтов силы (5 930 кН) SL |
| Удельный импульс |
|
| Время горения | 200 секунд |
| Порох | ЛХ 2 / ЛОКС |
| Первая ступень (ИНТ-18) – S-II | |
| Высота | 81,49 футов (24,84 м) |
| Диаметр | 33,0 фута (10,1 м) |
| Пустая масса | 86 090 фунтов (39 050 кг) [примечание 1] |
| Полная масса | 1 082 000 фунтов (491 000 кг) [примечание 1] |
| Питаться от | 5 Рокетдайн J-2 |
| Максимальная тяга |
|
| Удельный импульс |
|
| Время горения | 390 секунд |
| Порох | ЛХ 2 / ЛОКС |
| Вторая ступень – С-IVБ -200. | |
| Высота | 58,3 фута (17,8 м) |
| Диаметр | 21,68 футов (6,61 м) |
| Пустая масса | 28 400 фунтов (12 900 кг) [примечание 2] |
| Полная масса | 261 900 фунтов (118 800 кг) [примечание 2] |
| Питаться от | 1 Рокетдайн J-2 |
| Максимальная тяга | 231 900 фунтов силы (1032 кН) в вакууме |
| Удельный импульс | 421 секунда (4,13 км/с) в вакууме |
| Время горения | 475 секунд |
| Порох | ЛХ 2 / ЛОКС |
« Сатурн II» — серия американских одноразовых ракет-носителей , изученных компанией North American Aviation по контракту с НАСА в 1966 году и созданных на основе ракеты «Сатурн V» , использовавшейся в лунной программе «Аполлон» . [1] Целью исследования было прекращение производства Saturn IB и создание более дешевой тяжелой ракеты-носителя на базе оборудования Saturn V. Компания North American изучила три версии со снятой первой ступенью S-IC : INT-17, двухступенчатый аппарат с низкой околоземной орбите полезной нагрузкой на 47 000 фунтов (21 000 кг); INT-18 с навесными UA1204 или UA1207 Titan твердотопливными ускорителями с полезной нагрузкой от 47 000 фунтов (21 000 кг) до 146 400 фунтов (66 400 кг); и INT-19, использующий твердотопливные ускорители, заимствованные из первой ступени ракеты Minuteman .
Для этого исследования компания Boeing также исследовала конфигурации, обозначенные как INT-20 и INT-21 , в которых использовалась первая ступень S-IC, и исключила либо вторую ступень S-II компании North American , либо третью ступень Douglas S-IVB . Бюджетные ограничения привели к отмене исследования и исключительному использованию космического корабля «Шаттл» для орбитальной полезной нагрузки.
Концепция
[ редактировать ]Был большой разрыв в полезной нагрузке между грузоподъемностью Saturn IB на низкой околоземной орбите в 46 000 фунтов (21 000 кг) и грузоподъемностью Saturn V в 310 000 фунтов (140 000 кг). В середине 1960-х годов Центр космических полетов имени Маршалла НАСА (MSFC) инициировал несколько исследований по расширению возможностей семейства Сатурн. НАСА указало НОО в 100 морских миль (185 км) и наклон 28° для расчета полезной нагрузки, а в исследованиях был изучен ряд конфигураций модифицированной ракеты-носителя (MLV) на основе ракет-носителей Saturn IB и Saturn V, а также промежуточной полезной нагрузки ( INT) ракеты-носители на базе модифицированных ступеней Saturn V ( MS-IC , MS-II и MS-IVB ). Martin Marietta (разработчик ракет Atlas и Titan ), Boeing (разработчик первых ступеней S-IC ) и North American Aviation (разработчик второй ступени S-II) были тремя компаниями, предоставившими ответы.
Компания North American считала, что лучший способ восполнить этот пробел — использовать вторую ступень «Сатурна V», S-II, в качестве первой ступени промежуточной ракеты-носителя. Основная концепция Saturn II заключалась в том, чтобы сэкономить деньги за счет прекращения производства ракеты Saturn IB и замены ее ракетами-носителями, полностью построенными из нынешних компонентов Saturn V. Это позволило бы закрыть производственные линии Chrysler Space Division для первой ступени S-IB и позволило бы более эффективно интегрировать ракетные системы.
Дизайн
[ редактировать ]Базовым для Saturn II был Saturn V без первой ступени S-IC производства Boeing. Сатурна V Вторая ступень S-II стала первой ступенью, а неперезапускаемая S-IVB-200, используемая на Сатурне IB, стала второй ступенью. Такой аппарат не мог летать без модификаций, поскольку S-II был разработан для работы в почти вакууме высокогорного космоса. Подавление атмосферной тяги уменьшило вакуумную тягу пяти двигателей Rocketdyne J-2 с 1 000 000 фунтов силы (4400 кН) до 546 500 фунтов силы (2431 кН) на уровне моря. [2] недостаточно, чтобы поднять с земли вес двух ступеней весом 1 364 900 фунтов (619 100 кг), даже без полезной нагрузки. Это требовало, чтобы S-II был либо переоборудован двигателями большей тяги и дополнен твердотопливными ракетными ускорителями, либо и то, и другое. Еще одной проектной переменной было количество полного заряда топлива массой 1 005 500 фунтов (456 100 кг), перевозимого на S-II, и 241 300 фунтов (109 500 кг) на ступени S-IVB.
Прежде чем какая-либо версия могла быть запущена в производство, работа над всеми вариантами Сатурна была остановлена в пользу запуска всех будущих полезных нагрузок с космического корабля "Шаттл".
Сатурн ИНТ-17
[ редактировать ]Saturn INT-17 был первой рассматриваемой версией Saturn II. первой ступени Он заменил пять двигателей J-2 с большей тягой на семь двигателей HG-3-SL , обеспечивающих тягу на уровне моря в 1 334 000 фунтов силы (5 930 кН). Он сожжет уменьшенную загрузку топлива S-II в 986 000 фунтов (447 000 кг) за 200 секунд. Транспортное средство имело полезную нагрузку на НОО 92 000 фунтов (42 000 кг) при полной массе 1 112 000 фунтов (504 000 кг). Уменьшенная полезная нагрузка позволила сэкономить 660 фунтов (300 кг) веса конструкции, а отказ от возможности перезапуска S-IVB позволил сэкономить 1500 фунтов (700 кг). [3]
От этой конфигурации отказались, когда было установлено, что HG-3-SL не может конкурировать с J-2 с точки зрения общих характеристик, надежности и экономической эффективности. [3] Это потребовало добавления ускорительных ступеней для обеспечения большей взлетной тяги.
Сатурн ИНТ-18
[ редактировать ]Saturn INT-18 должен был использовать стандартный S-II с двигателями J-2, дополненный двумя или четырьмя Titan SRB . общим импульсом Рассматривались ракеты-носители UA1204 и UA1207 с конфигурацией с наибольшим с использованием четырех ускорителей UA1207, способных вывести полезную нагрузку массой 146 000 фунтов (66 000 кг) на низкую околоземную орбиту. Конструкторы рассматривали возможность изменения количества загружаемого в ракету топлива, а также того, зажигать ли ступень S-II на земле или запускать на твердом теле, а основную ступень запускать в полете. В двух версиях ступень S-IVB отсутствовала.
Были изучены следующие конфигурации: [4]
| Стартовая масса | Бустеры | Порох S-II | Порох С-IVB | Полезная нагрузка |
|---|---|---|---|---|
| 2 496 000 фунтов (1 132 000 кг) | 4 UA1204 | 474 900 фунтов (215 400 кг) | 177 000 фунтов (80 300 кг) | 47000 фунтов (21300 кг) |
| 2 496 000 фунтов (1 132 000 кг) | 4 UA1204 | 474 900 фунтов (215 400 кг) | 173 100 фунтов (78 500 кг) | 50 900 фунтов (23 100 кг) |
| 2 271 600 фунтов (1 030 400 кг) | 2 UA1207 | 560 000 фунтов (254 000 кг) | 177 900 фунтов (80 700 кг) | 60 400 фунтов (27 400 кг) |
| 2 496 500 фунтов (1 132 400 кг) | 2 UA1207 | 769 900 фунтов (349 200 кг) | 175 900 фунтов (79 800 кг) | 78000 фунтов (35400 кг) |
| 2 388 000 фунтов (1 083 000 кг) | 2 UA1205 | 951 500 фунтов (431 600 кг) | 170 600 фунтов (77 400 кг) | 89 300 фунтов (40 500 кг) |
| 3 462 400 фунтов (1 570 500 кг) | 4 UA1205 | 970 900 фунтов (440 400 кг) | 170 600 фунтов (77 400 кг) | 114 000 фунтов (51 700 кг) |
| 4 178 200 фунтов (1 895 200 кг) | 4 UA1207 | 984 800 фунтов (446 700 кг) | 166 900 фунтов (75 700 кг) | 146 400 фунтов (66 400 кг) |
| 3 254 500 фунтов (1 476 200 кг) | 4 UA1205 | 984 800 фунтов (446 700 кг) | Нет С-IVB | 86000 фунтов (39000 кг) |
| 3923300 фунтов (1779600 кг) | 4 UA1207 | 984 800 фунтов (446 700 кг) | Нет С-IVB | 97 000 фунтов (44 000 кг) |
Сатурн ИНТ-19
[ редактировать ]Saturn INT-19 должен был использовать меньшие твердотопливные ускорители, заимствованные из первой ступени ракеты Minuteman, чтобы дополнить тягу S-II. Было изучено одиннадцать конфигураций, в которых использовалось от четырех до двенадцати твердых тел, некоторые из которых запускались при старте, а некоторые - в полете, а также различные топливные нагрузки на ступенях Сатурна. Ступень S-II должна была быть модифицирована путем переоборудования двигателей J-2-SL соплами с пониженной степенью расширения , чтобы увеличить тягу на уровне моря до 174 400 фунтов силы (776 кН) на двигатель. В конфигурации с наибольшим общим импульсом использовалось бы двенадцать ускорителей, восемь из которых запускались при запуске, а четыре - после сбрасывания первой группы. Он мог поднять полезную нагрузку массой 75 400 фунтов (34 200 кг). [1]
Были изучены следующие конфигурации: [5]
| Стартовая масса | Ускорители, взлет | Бустеры, раунд 1 | Бустеры, раунд 2 | Порох S-II | Порох С-IVB | Полезная нагрузка |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 723 800 фунтов (328 300 кг) | 0 | 0 | 0 | 414 900 фунтов (188 200 кг) | 170 000 фунтов (77 100 кг) | 12 100 фунтов (5 500 кг) |
| 1 021 800 фунтов (463 500 кг) | 2 | 2 | 0 | 479 900 фунтов (217 700 кг) | 177 000 фунтов (80 300 кг) | 29 100 фунтов (13 200 кг) |
| 1 277 800 фунтов (579 600 кг) | 4 | 2 | 0 | 612 000 фунтов (277 600 кг) | 168 900 фунтов (76 600 кг) | 44 300 фунтов (20 100 кг) |
| 1 277 800 фунтов (579 600 кг) | 4 | 4 | 0 | 521 800 фунтов (236 700 кг) | 161 000 фунтов (73 000 кг) | 39 900 фунтов (18 100 кг) |
| 1 593 700 фунтов (722 900 кг) | 6 | 2 | 0 | 810 900 фунтов (367 800 кг) | 168 900 фунтов (76 600 кг) | 60 000 фунтов (27 200 кг) |
| 1 593 700 фунтов (722 900 кг) | 6 | 4 | 0 | 702 000 фунтов (318 400 кг) | 172 000 фунтов (78 000 кг) | 59 100 фунтов (26 800 кг) |
| 1618600 фунтов (734200 кг) | 6 | 4 | 2 | 649 900 фунтов (294 800 кг) | 179 000 фунтов (81 200 кг) | 50 900 фунтов (23 100 кг) |
| 1 593 700 фунтов (722 900 кг) | 6 | 6 | 0 | 603 800 фунтов (273 900 кг) | 173 900 фунтов (78 900 кг) | 56 000 фунтов (25 400 кг) |
| 1910700 фунтов (866700 кг) | 8 | 4 | 0 | 905 900 фунтов (410 900 кг) | 177 900 фунтов (80 700 кг) | 63 500 фунтов (28 800 кг) |
| 1910700 фунтов (866700 кг) | 8 | 4 | 0 | 905 900 фунтов (410 900 кг) | 166 900 фунтов (75 700 кг) | 74 300 фунтов (33 700 кг) |
| 1910700 фунтов (866700 кг) | 8 | 4 | 0 | 905 900 фунтов (410 900 кг) | 165 800 фунтов (75 200 кг) | 75 400 фунтов (34 200 кг) |
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д Включает промежуточный блок S-II/S-IVB.
- ^ Перейти обратно: а б Включает приборный блок
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Итоговый отчет - Исследования усовершенствованных транспортных средств Saturn V и транспортных средств промежуточной полезной нагрузки (P-115) (PDF) . Космическое подразделение Боинга. Октябрь 1966 г. Архивировано из оригинала (PDF) 14 июня 2006 г.
- ^ «Дж-2» . www.astronautix.com . Проверено 18 января 2024 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Сатурн ИНТ-17» . www.astronautix.com . Проверено 18 января 2024 г.
- ^ «Сатурн ИНТ-18» . www.astronautix.com . Проверено 18 января 2024 г.
- ^ «Сатурн ИНТ-19» . www.astronautix.com . Проверено 18 января 2024 г.
| Ранние предложения |  | |
|---|---|---|
| серия «С». | ||
| Сатурн I серия | ||
| Сатурн II серия | ||
| Серия Сатурн V | ||