Страсти по гептилу, или Почему на Алтае боятся ракет. Ступени от ракет

Устройство и принцип действия ракеты

Каково устройство многоступенчатой ракеты разберем на классическом примере ракеты для полета в космос, описанном в трудах Циолковского, родоначальника ракетостроения. Именно им первым была опубликована принципиальная идея изготовления ракеты многоступенчатой.

Устройство и принцип действия ракеты

Принцип действия ракеты.

Для того чтобы преодолеть земное притяжение, ракете необходим большой            запас топлива, при этом, чем больше топлива мы берем, тем больше получается масса ракеты. Поэтому для уменьшения массы ракеты их строят на принципе многоступенчатости. Каждую ступень можно рассматривать как отдельную ракету с собственным ракетным двигателем и запасом топлива для полета.

Устройство ступеней космической ракеты.

Первая ступень космической ракеты самая большая, в ракете для полета космос двигателей 1ой ступени может быть до 6 и более чем тяжелей груз необходимо вывести в космос, тем больше двигателей в первой ступени ракеты.

В классическом варианте их три, расположены симметрично по краям равнобедренного треугольника как бы опоясывающего ракету по периметру. Эта ступень самая большая и мощная, именно она отрывает ракету от Земли. Когда топливо в первой ступени ракеты израсходовано вся ступень отбрасывается.

После этого движением ракеты управляют двигатели второй ступени. Их иногда называют разгонными, поскольку именно с помощью двигателей второй ступени ракета достигает первой космической скорости, достаточной для выхода на околоземную орбиту.

Так может повторяться несколько раз, при этом каждая ступень ракеты весит меньше предыдущей, поскольку с набором высоты сила притяжения Земли уменьшается.

Сколько раз повторяется этот процесс столько и ступеней содержит космическая ракета. Последняя ступень ракеты предназначена для маневрирования (маршевые двигатели для коррекции полета имеются в каждой ступени ракеты) и доставки полезного груза и космонавтов к месту назначения.

Мы рассмотрели устройство и принцип действия ракеты, точно также устроены и принципиально не отличаются от космических ракет баллистические многоступенчатые ракеты, страшное оружие несущее ядерное оружие. Они способны полностью уничтожить как жизнь на всей планете, так и саму планету Земля.

Многоступенчатые баллистические ракеты выходят на околоземную орбиту и уже оттуда поражают наземные цели разделившимися боеголовками с ядерными зарядами. При этом чтобы долететь до самой удаленной точки им достаточно 20-25 минут.

Что еще почитать по теме:

pravda-chto.ru

Что происходит в дальнейшем с отсоединёнными ступенями ракет после того, как они упадут на землю?

Вначале следует разделить ступени на две группы: первые ступени (самые большие, основная часть топлива в которых уходит на преодоление земной гравитации и сопротивления атмосферы) обычно частично сгорают, летя обратно к Земле; вторые и последующие ступени ракет обычно уже работают на создание нужной обриты, то есть при отделении они остаются на промежуточных орбитах.

Ракета-носитель от старта и до отделения спутника, пилотируемого корабля или другой полезной нагрузки, подвергаются воздействию множества факторов, соответственно и отделившиеся ступени подвергаются этим факторам. Если рассмотреть первую ступень ракеты, которая состоит из баков с окислителем и горючим (не будем рассматривать твердотопливные), жидкостными ракетными двигателями, малыми двигателями системы управления и/или аэродинамическими органами управлениями, системой поддержания нужного давления в баках и прочими системами, то при отделении от носителя она ещё продолжает своё движение по баллистической траектории (это даёт возможность, имея ввиду аэродинамические эволюции, просчитать место падения). Когда ступень начала падать, она начинает ускоряться и при достижении достаточно плотных слоёв атмосферы, начинает нагреваться и разрушаться. До какого-то момента она под действием гравитации планеты ещё продолжает набирать скорость, но, войдя в тропосферу и даже раньше, тормозиться (то, что от неё осталось) до дозвуковой скорости. И падает. Эти остатки находят и утилизируют. Даже, если в качестве топлива и окислителя использовались несимметричный диметилгидразин и тетраоксид диазота (очень токсичные вещества), то при сгорании они друг друга дезактивируют, а всё что остаётся в баках догорает в атмосфере. Время шоппинга! Что самое дорогое и необычное продавали на eBay?Какие есть лайфхаки, чтобы выгодно совершать покупки в интернете?Что делать, если не пришла покупка из интернет-магазина?Задавайте вопросы экспертам

Вторые и последующие ступени остаются на своих орбитах. Если орбита достаточно низкая (меньше 300 километров), то они постепенно тормозятся и практически полностью сгорают в атмосфере Земли.

В конце приведу сайт, свою недавнюю находку, где можно посмотреть, сколько элементов ракетоносителей ещё продолжает и будет продолжать вращаться в околоземном пространстве. На сайте все спутники, ступени и другие крупные обломки отображаются в реальном времени, показаны их орбиты, текущая скорость и прочие характеристики. stuffin.space (элементы ракет показаны синим цветом).

thequestion.ru

Принцип действия многоступенчатой ракеты — Мегаобучалка

История

Один из первых рисунков с изображением ракет был опубликован в труде военного инженера и генерала от артиллерии Казимира Сименовича, уроженца Витебского воеводства Речи Посполитой, «Artis Magnae Artilleriae pars prima» (лат. «Великое искусство артиллерии часть первая»), напечатанном в 1650 году в Амстердаме, Нидерланды. На нём — трехступенчатая ракета, в которой третья ступень вложена во вторую, а обе они вместе — в первую ступень. В головной части помещался состав для фейерверка. Ракеты были начинены твёрдым топливом — порохом. Это изобретение интересно тем, что оно более трёхсот лет назад предвосхитило направление, по которому пошла современная ракетная техника.

Впервые идея использования многоступенчатых ракет была выдвинута американским инженером Робертом Годдардом в 1914 году, и был получен патент на изобретение. В 1929 г. К.Э. Циолковский выпустил в свет свою новую книгу под заглавием «Космические ракетные поезда». Этим термином К. Циолковский назвал составные ракеты или, вернее, агрегат ракет, делающих разбег по земле, потом в воздухе и, наконец, в космическом пространстве. Поезд, составленный, например, из 5 ракет, ведётся сначала первой — головной ракетой; по использовании её горючего, она отцепляется и сбрасывается на землю. Далее, таким же образом, начинает работать вторая, затем третья, четвёртая и, наконец, пятая, скорость которой будет к тому времени достаточно велика, чтобы унестись в межпланетное пространство. Последовательность работы с головной ракеты вызвана стремлением заставить материалы ракет работать не на сжатие, а на растяжение, что позволит облегчить конструкцию. По Циолковскому, длина каждой ракеты — 30 метров. Диаметры — 3 метра. Газы из сопел вырываются косвенно к оси ракет, чтобы не давить на следующие ракеты. Длина разбега по земле — несколько сот километров.

Несмотря на то, что в технических деталях ракетостроение пошло во многом по другому пути (современные ракеты, например, не «разбегаются» по земле, а взлетают вертикально, и порядок работы ступеней современной ракеты — обратный, по отношению к тому, о котором говорил Циолковкий), сама идея многоступенчатой ракеты и сегодня остаётся актуальной.

В 1935 году Циолковский написал работу «Наибольшая скорость ракеты», в которой утверждал, что при уровне технологии того времени достичь первой космической скорости (на Земле) можно только с помощью многоступенчатой ракеты. Это утверждение сохраняет свою справедливость и сегодня: все современные носители космических аппаратов — многоступенчатые.

Принцип действия многоступенчатой ракеты

Ракета является весьма «затратным» транспортным средством. Ракеты-носители космических аппаратов «транспортируют», главным образом, топливо, необходимое для работы их двигателей и собственную конструкцию, состоящую в основном из топливных контейнеров и двигательной установки. На долю полезной нагрузки приходится лишь малая часть (1,5-2,0%) стартовой массы ракеты.

Составная ракета позволяет более рационально использовать ресурсы за счёт того, что в полёте ступень, выработавшая своё топливо, отделяется, и остальное топливо ракеты не тратится на ускорение конструкции отработавшей ступени, ставшей ненужной для продолжения полёта. Пример расчёта, подтверждающего эти соображения, приводится в статье Формула Циолковского.

 

Варианты компоновки ракет. Слева направо:1. одноступенчатая ракета;2. двухступенчатая ракета с поперечным разделением;3. двухступенчатая ракета с продольным разделением.4. Ракета с внешними топливными ёмкостями, отделяемыми после исчерпания топлива в них.

Конструктивно многоступенчатые ракеты выполняются c поперечным или продольным разделением ступеней.При поперечном разделении ступени размещаются одна над другой и работают последовательно друг за другом, включаясь только после отделения предыдущей ступени. Такая схема даёт возможность создавать системы, в принципе, с любым количеством ступеней. Недостаток её заключается в том, что ресурсы последующих ступеней не могут быть использованы при работе предыдущей, являясь для неё пассивным грузом.

 

При продольном разделении первая ступень состоит из нескольких одинаковых ракет (на практике, от 2-х до 8-и), работающих одновременно и располагающихся вокруг корпуса второй ступени симметрично, чтобы равнодействующая сил тяги двигателей первой ступени была направлена по оси симметрии второй. Такая схема позволяет работать двигателю второй ступени одновременно с двигателями первой, увеличивая, таким образом, суммарную тягу, что особенно нужно во время работы первой ступени, когда масса ракеты максимальна. Но ракета с продольным разделением ступеней может быть только двухступенчатой.[1]Существует и комбинированная схема разделения — продольно-поперечная, позволяющая совместить преимущества обеих схем, при которой первая ступень разделяется со второй продольно, а разделение всех последующих ступеней происходит поперечно. Пример такого подхода — отечественный носитель Союз.

 

 

Компоновка Спейс Шаттла.Первая ступень — боковые твёрдотопливные ускорители.Вторая ступень — орбитер с отделяемым внешним топливным баком. При старте запускаются двигатели обеих ступеней.

 

Уникальную схему двухступенчатой ракеты с продольным разделением имеет космический корабль Спейс Шаттл,

первая ступень которого состоит из двух боковых твёрдотопливных ускорителей, а на второй ступени часть топлива содержится в баках орбитера (собственно многоразового корабля), а большая часть — в отделяемом внешнем топливном баке. Сначала двигательная установка орбитера расходует топливо из внешнего бака, а когда оно будет исчерпано, внешний бак сбрасывается и двигатели продолжают работу на том топливе, которое содержится в баках орбитера. Такая схема позволяет максимально использовать двигательную установку орбитера, которая работает на всём протяжении вывода корабля на орбиту.

При поперечном разделении ступени соединяются между собой специальными секциями — переходниками — несущими конструкциями цилиндрической или конической формы (в зависимости от соотношения диаметров ступеней), каждый из которых должен выдерживать суммарный вес всех последующих ступеней, помноженный на максимальное значение перегрузки, испытываемой ракетой на всех участках полёта, на которых данный переходник входит в состав ракеты.При продольном разделении на корпусе второй ступени создаются силовые бандажи (передний и задний), к которым крепятся блоки первой ступени.Элементы, соединяющие части составной ракеты, сообщают ей жёсткость цельного корпуса, а при разделении ступеней должны практически мгновенно освобождать верхнюю ступень. Обычно соединение ступеней выполняется с помощью пироболтов. Пироболт — это крепёжный болт, в стержне которого рядом с головкой создается полость, заполняемая бризантным взрывчатым веществом с электродетонатором. При подаче импульса тока на электродетонатор происходит взрыв, разрушающий стержень болта, в результате чего его головка отрывается. Количество взрывчатки в пироболте тщательно дозируется, чтобы, с одной стороны, гарантировать отрыв головки, а, с другой — не повредить ракету. При разделении ступеней на электродетонаторы всех пироболтов, соединяющих разделяемые части, одновременно подаётся импульс тока, и соединение освобождается.Далее ступени должны быть разведены на безопасное расстояние друг от друга. (Запуск двигателя высшей ступени вблизи низшей может вызвать прогар ее топливной емкости и взрыв остатков топлива, который повредит верхнюю ступень, или дестабилизирует её полет.) При разделении ступеней в атмосфере для их разведения может быть использована аэродинамическая сила встречного потока воздуха, а при разделении в пустоте иногда используются вспомогательные небольшие твёрдотопливные ракетные двигатели.На жидкостных ракетах эти же двигатели служат и для того, чтобы «осадить» топливо в баках верхней ступени: при выключении двигателя низшей ступени ракета летит по инерции, в состоянии свободного падения, при этом жидкое топливо в баках находится во взвешенном состоянии, что может привести к сбою при запуске двигателя. Вспомогательные двигатели сообщают ступени небольшое ускорение, под действием которого топливо «оседает» на днища баков.На приведённом выше снимке ракеты Сатурн-5, на корпусе третьей ступени (крайняя слева, в кадре представлена частично) виден чёрный корпус одного из вспомогательных твёрдотопливных двигателей разведения 3-й и 2-й ступеней.

Увеличение числа ступеней даёт положительный эффект только до определённого предела. Чем больше ступеней — тем больше суммарная масса переходников, а также двигателей, работающих лишь на одном участке полёта, и, в какой-то момент, дальнейшее увеличение числа ступеней становится контрпродуктивным. В современной практике ракетостроения более четырёх ступеней, как правило, не делается.

 

 

Трёхступенчатая ракета-носительс продольно-поперечным разделением Союз-2.

 

 

При выборе числа ступеней важное значение имеют также вопросы надёжности. Пироболты и вспомогательные РДТТ — элементы одноразового действия, проверить функционирование которых до старта ракеты невозможно. Между тем, отказ только одного пироболта может привести к аварийному завершению полёта ракеты. Увеличение числа одноразовых элементов, не подлежащих проверке функционирования, снижает надёжность всей ракеты в целом. Это также заставляет конструкторов воздерживаться от слишком большого количества ступеней.

 

megaobuchalka.ru

Страсти по гептилу, или Почему на Алтае боятся ракет - Технологии

Отработанные ступени ракет-носителей после запусков с Байконура падают на территории Горного Алтая. Представители «Роскомоса» и ученые обследуют территорию после каждого запуска и уверяют, что вреда от этого нет. Однако местные жители не верят официальным заявлениям и продолжают утверждать, что земле, на которой исконно жили их предки, как и их здоровью, наносится непоправимый урон.

Особенный шум вокруг этой темы поднялся в августе 2011 года, когда на территорию Горного Алтая рухнули несгоревшие в плотных слоях атмосферы обломки космического грузовика «Прогресс». Обломки искали многие месяцы, но нашли лишь один небольшой фрагмент. Местное население намеревалось подать в суд на «Роскосмос», а по республике поползли слухи о массовом море диких животных.

Тогда же глава региона Александр Бердников пообещал полмиллиона тому, кто принесет ему облысевшего бурундука. Награда до сих пор остается невостребованной, хотя и сейчас, почти пять лет спустя, тема продолжает муссироваться.

Гептил (несимметричный диметилгидразин) — компонент ракетного топлива, широко используется на отечественных ракетоносителях «Протон», «Космос», «Циклон», а также на ряде американских, французских, японских и китайских ракетоносителях. Относится к первому классу опасности. Обладает сильным токсическим действием. Наиболее опасным источником отравления считается вдыхание паров. При этом определить наличие паров в воздухе без спецаппаратуры по запаху можно только при концентрации, превышающей допустимую в 50 раз.

Захламленная тайга

Отработанные ступени ракетоносителей падают в специально отведенных для этих целей трех районах в ненаселенной горной местности под номерами 309, 326, 327. Населенные пункты удалены от этих территорий больше чем на 50 километров.

Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры – уполномоченное предприятие, которое занимается сбором и утилизацией фрагментов отделяющихся частей ракетоносителей. После каждого пуска оно проводит поиски, найденные фрагменты вывозит и утилизирует.

«Однако в условиях резко расчлененной горной страны все фрагменты найти не получается, поэтому их число постоянно растет. Большинство фрагментов находится в пределах районов падения. Для флоры и фауны они не представляют опасности», — прокомментировал Sibnet.ru директор Алтайского регионального института экологии Юрий Робертус.

Население склонно считать иначе — тайга захламляется, а почва, растения и животные, как и сами люди, смертельно отравлены гептилом, остатки которого якобы остаются в падающих фрагментах. Еще в 2011 году глава тубаларов Чойского района региона Мария Сакова заявила журналистам, что обломки падающих ступеней «непоправимо загрязняют места коренного проживания» этого народа.

Фото: фрагмент груза «Прогресса» © Роскосмос

Местные страхи

«Тубалары жили здесь (в Чойском районе) всегда, и нигде в других местах без нашей земли и тайги мы жить не сможем. Во всей республике нас осталось всего 1,5 тысячи человек. Власти заявляют, что все это (падения ступеней ракет-носителей) безвредно, а вот несколько лет назад у нас двое мужчин умерли от гептила – они собирали мох в тех местах, где падают ракеты», — утверждала Сакова.

Она заявляла, что и после падения космического грузовика у ряда жителей ухудшилось состояние, повысилось давление, стала болеть голова. Тубалары уверены, что радиационный фон в этих местах повышен в несколько раз. Однако специалисты с ними не согласны.

«Что касается шумихи, поднятой в СМИ после падения космического грузовика «Прогресс», то это мыльный пузырь, надутый ради сенсации. Никакого экологического вреда и материального ущерба этим падением нанесено не было, поскольку в ракетоносителе «Союз» используются жидкий кислород и керосин, а упал он в пределах отведенного для этих целей ненаселенном районе падения номер 327», — сказал Робертус.

Ученый заявил, что никто из местных жителей никогда не мог видеть гептил, остатки которого выбрасываются и в основном сгорают в атмосфере на высоте более 100 километров. Согласны с ним и другие специалисты, которые утверждают, что вещество крайне летуче и до земли успевает рассеяться.

«Случаев документально подтвержденного отравления жителей республики компонентами ракетных топлив также не известно. Стремительного роста онкологических заболеваний в республике не происходит. В большей степени на онкозаболеваемость населения предположительно влияют радиационные факторы – прошлые испытания ядерных устройств на Семипалатинском полигоне, а также повышенная местами радоноопасность», — уточнил Робертус.

Новые обломки

Тема не перестает будоражить население. Буквально на днях, после очередного запуска «Протона-М» с Байконура, местные жители нашли два обломка ступени у села Верх-Апшуяхта, один из них упал в реку, другой нашли на берегу.

По словам главного санитарного врача республики Леонида Щучинова, один обломок увезли представители Роскомоса, второй – сотрудники МЧС. При этом специалисты Роспотребнадзора взяли с обломка смывы, а также воду и почву в месте падения, обследовали и на радиацию. Никаких отклонений от норм исследователи в образцах не нашли.

Однако то, что обломки ступени упали в стороне от рассчитанной для этого территории, свидетельствует – что-то пошло не так.

«Зоны падения согласованы с Роскосмосом, они расположены вне населенных пунктов. И в договоре, заключенном с Республикой Алтай, это гарантировано. Видимо, произошло какое-то отклонение в этот раз», — сказал Щучинов.

Проверить на месте

Институт водных и экологических проблем СО РАН является головным исполнителем работ по экологическому сопровождению всех пусков ракет-носителей – «Союз», «Протон», «Зенит», «Ангара» с космодромов Плесецк, Байконур, а также с космодрома Восточный.

Как пояснил Sibnet.ru руководитель института, доктор биологических наук, профессор Александр Пузанов, небольшая часть территории Республики Алтай в Усть-Канском районе используется в качестве района падения при пусках ракет-носителей «Союз». В основном над регионом отделяется вторая ступень ракеты-носителя «Протон». И сразу после каждого пуска специалисты института работают на месте падения, отслеживая все возможные экологические проблемы.

«За весь практически 20-летний период нашей работы, исследований ни в одной пробе, ни в одном природном объекте несимметричный диметилгидразин, он же гептил, не обнаружен. Ни в воздухе, ни в поверхностных водах, ни в почвах, ни в растениях, ни в сельскохозяйственных растениях, ни в ягодах, ни в грибах. Поэтому плохое самочувствие людей, если они на него жалуются, наверное, связано с другими факторами. Негативное воздействие ракетно-космической деятельности не установлено в процессе многолетних исследований», — подчеркнул Пузанов, который сам выезжает в экспедицию после каждого запуска.

Он добавил, что сам район падения непростой в геоморфологическом отношении, здесь чрезвычайно сложный рельеф, что затрудняет работу. Ученый подчеркнул, что хотя в зоне падения нет населенных пунктов, примыкающие к этому району села (Балыкча, Куюс, Эдиган) под особым контролем специалистов. Каракокша, откуда поступает достаточно много жалоб жителей, находится на довольно большом расстоянии, но также входит в программу мониторинга.

Гептил или что-то еще?

После ЧП с «Прогрессом» специалисты местного Роспотребнадзора также проводят постоянные исследования местности — отбирают пробы почвы, воды и воздуха, растений с территории падения ступеней, отслеживают обращаемость местного населения к медикам. Близ зон падения ступеней находится 32 населенных пункта. И вот уже три года пермский Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения проводит специальные исследования по оценке влияния ракетно-космической деятельности на здоровье населения, проживающего в этих селах.

Других, более «близких» специалистов привлечь невозможно. Этот институт входит в систему Роспотребнадзора. Кроме того, договор заключен именно с ним, поскольку в Перми выпускают ракетные двигатели, и специалисты института как раз занимаются изучением влияния ракетно-космической деятельности на организм человека.

В 2014 году в биологических образцах десяти жителей были обнаружены следы нитрозодиметиламина или другими словами, следы продукта распада гептила. Однако последующие исследования людей, живущих близ зон падения ступеней, ничего подобного не показали. Ученые говорят, что необходима серия более детальных и широких исследований на протяжении нескольких лет, и только тогда можно будет сделать более-менее однозначный вывод, влияние ли это ракетно-космической деятельности или какие-то другие факторы.

В этом году кровь и мочу для исследований брали у жителей Каракокши, Уйменя Чойского района, а также у населения Майминского и Турочакского районов. Обследовали и представителей коренного малочисленного народа тубаларов, причем, брали анализы у тех, кто живет близ районов падения ступеней, ходит в лес, питается из тайги.

«Далее планируется взять анализы у жителей отдаленного Кош-Агачского района. Они будут своеобразной контрольной группой, с которой и будут сравниваться полученные результаты. Там не падают ступени, там нет никакой растительности, они никак не связаны с ракетно-космической деятельностью. И там почти не едят овощи, в которых все же много нитратов, чаще мясо, птицу», — пояснила представитель надзорного ведомства Марина Бугреева.

«Хочу уточнить, что по данным наших онкологов, показатели раковой заболеваемости у нас ниже, чем в том же соседнем Алтайском крае. Рост есть, но это связано и с тем, что стала лучше выявляемость, люди больше стали обращаться. При этом картина примерно одинакова по всем районам вне зависимости, есть там территория падения ступеней или нет», — уточнила собеседница, однако жители с ней не согласны.

«Жители Республики Алтай поголовно помирают от рака. Эта болезнь помолодела. Раньше от рака гибли только очень старые люди за 90 лет…делайте выводы...Вода камень точит...Начиная с момента атомных взрывов в Семиполатинске», — написал один из комментаторов на местном информационном сайте.

Изучать здоровье жителей сел между тем готовятся и ученые из института терапии при Сибирской академии наук, они, по словам Леонида Щучинова, готовы взять на обследование 200 человек.

Восточный не поможет

После начала строительства космодрома на Дальнем Востоке в 2012 году появились надежды на то, что районы падения ступеней ракет-носителей могут измениться и вовсе исчезнут из Республики Алтай. Но, несмотря на начало стартов (апрель 2016 года) с Восточного, ученые не считают, что в ближайшее время что-то изменится.

«Ситуация с их (районов падения) использованием в последние десятилетия существенно не менялась. Строительство космодрома Восточный в ближайшее время ничего не изменит, поскольку аренда Байконура запланирована до 2050 года, но число пусков постепенно будет уменьшаться», — считает Робертус.

Профессор Пузанов же уверен, что в данный момент пока не будет переноса районов падения вторых ступеней ракеты-носителя «Протон», а потому нагрузка на эти территории в связи с функционированием космодрома Восточный практически не изменится, не станет меньше.

««Протон» запускают только с Байконура, и на данный момент в качестве районов падения вторых ступеней используется только территория Республики Алтай. В перспективе с «Восточного» в программе планируется запускать только ракеты-носители «Союз» и «Ангара»», — сказал он.

info.sibnet.ru

Многоступенчатая ракета — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Многоступе́нчатая раке́та — летательный аппарат, состоящий из двух или более механически соединённых ракет, называемых ступенями, разделяющихся в полёте. Многоступенчатая ракета позволяет достигнуть скорости большей, чем каждая из её ступеней в отдельности.

История

Один из первых эскизов многоступенчатой ракеты был представлен в 1556 году в книге военного техника Конрада Хааса. В XVII веке рисунок с изображением ракет был опубликован в труде военного инженера и генерала от артиллерии Казимира Семеновича (никаких точных сведений о месте его рождения нет), «Artis Magnae Artilleriae pars prima» (лат.  «Великое искусство артиллерии часть первая»), напечатанном в 1650 году в Амстердаме, Нидерланды. На нём — трехступенчатая ракета, в которой третья ступень вложена во вторую, а обе они вместе — в первую ступень. В головной части помещался состав для фейерверка. Ракеты были начинены твёрдым топливом — порохом. Это изобретение интересно тем, что оно более трёхсот лет назад предвосхитило направление, по которому пошла современная ракетная техника.

Впервые идея использования многоступенчатых ракет была выдвинута американским инженером Робертом Годдардом в 1914 году, и был получен патент на изобретение. В 1929 г. К. Э. Циолковский выпустил в свет свою новую книгу под заглавием «Космические ракетные поезда». Этим термином К. Циолковский назвал составные ракеты или, вернее, агрегат ракет, делающих разбег по земле, потом в воздухе и, наконец, в космическом пространстве. Поезд, составленный, например, из 5 ракет, ведётся сначала первой — головной ракетой; по использовании её горючего, она отцепляется и сбрасывается на землю. Далее, таким же образом, начинает работать вторая, затем третья, четвёртая и, наконец, пятая, скорость которой будет к тому времени достаточно велика, чтобы унестись в межпланетное пространство. Последовательность работы с головной ракеты вызвана стремлением заставить материалы ракет работать не на сжатие, а на растяжение, что позволит облегчить конструкцию. По Циолковскому, длина каждой ракеты — 30 метров. Диаметры — 3 метра. Газы из сопел вырываются косвенно к оси ракет, чтобы не давить на следующие ракеты. Длина разбега по земле — несколько сот километров.

Несмотря на то, что в технических деталях ракетостроение пошло во многом по другому пути (современные ракеты, например, не «разбегаются» по земле, а взлетают вертикально, и порядок работы ступеней современной ракеты — обратный, по отношению к тому, о котором говорил Циолковский), сама идея многоступенчатой ракеты и сегодня остаётся актуальной.

В 1935 году Циолковский написал работу «Наибольшая скорость ракеты», в которой утверждал, что при уровне технологии того времени достичь первой космической скорости (на Земле) можно только с помощью многоступенчатой ракеты. Это утверждение сохраняет свою справедливость и сегодня: все современные носители космических аппаратов — многоступенчатые. Первым рукотворным объектом, пересекшим линию Кармана и вышедшим в космос, была одноступенчатая немецкая ракета Фау-2. Высота полётов достигала 188 км.

Принцип действия многоступенчатой ракеты

Ракета является весьма «затратным» транспортным средством. Ракеты-носители космических аппаратов «транспортируют», главным образом, топливо, необходимое для работы их двигателей, и собственную конструкцию, состоящую в основном из топливных контейнеров и двигательной установки. На долю полезной нагрузки приходится лишь малая часть (1,5–2,0%) стартовой массы ракеты.

Составная ракета позволяет более рационально использовать ресурсы за счёт того, что в полёте ступень, выработавшая своё топливо, отделяется, и остальное топливо ракеты не тратится на ускорение конструкции отработавшей ступени, ставшей ненужной для продолжения полёта. Пример расчёта, подтверждающего эти соображения, приводится в статье «Формула Циолковского». Конструктивно многоступенчатые ракеты выполняются c поперечным или продольным разделением ступеней. При поперечном разделении ступени размещаются одна над другой и работают последовательно друг за другом, включаясь только после отделения предыдущей ступени. Такая схема даёт возможность создавать системы, в принципе, с любым количеством ступеней. Недостаток её заключается в том, что ресурсы последующих ступеней не могут быть использованы при работе предыдущей, являясь для неё пассивным грузом. При продольном разделении первая ступень состоит из нескольких одинаковых ракет (на практике — от 2 до 8), работающих одновременно и располагающихся вокруг корпуса второй ступени симметрично, чтобы равнодействующая сил тяги двигателей первой ступени была направлена по оси симметрии второй. Такая схема позволяет работать двигателю второй ступени одновременно с двигателями первой, увеличивая, таким образом, суммарную тягу, что особенно нужно во время работы первой ступени, когда вес ракеты максимален. Но ракета с продольным разделением ступеней может быть только двухступенчатой[1].Существует и комбинированная схема разделения — продольно-поперечная, позволяющая совместить преимущества обеих схем, при которой первая ступень разделяется со второй продольно, а разделение всех последующих ступеней происходит поперечно. Пример такого подхода — отечественный носитель «Союз». Уникальную схему двухступенчатой ракеты с продольным разделением имеет космический корабль «Спейс-Шаттл», первая ступень которого состоит из двух боковых твердотопливных ускорителей, главные двигатели второй ступени установлены на орбитере (собственно многоразовый космический корабль), а топливо второй ступени содержится во внешнем баке. После исчерпания топлива во внешнем баке, он отделяется и сгорает в атмосфере, главные двигатели отключаются[2], а вывод корабля на орбиту завершает с помощью маневровой двигательной установки орбитера. Такая схема позволяет повторно использовать дорогостоящие главные двигатели.

При поперечном разделении ступени соединяются между собой специальными секциями — переходниками — несущими конструкциями цилиндрической или конической формы (в зависимости от соотношения диаметров ступеней), каждый из которых должен выдерживать суммарный вес всех последующих ступеней, помноженный на максимальное значение перегрузки, испытываемой ракетой на всех участках полёта, на которых данный переходник входит в состав ракеты. При продольном разделении на корпусе второй ступени создаются силовые бандажи (передний и задний), к которым крепятся блоки первой ступени.

Элементы, соединяющие части составной ракеты, сообщают ей жёсткость цельного корпуса, а при разделении ступеней должны практически мгновенно освобождать верхнюю ступень. Обычно соединение ступеней выполняется с помощью пироболтов. Пироболт — это крепёжный болт, в стержне которого рядом с головкой создается полость, заполняемая бризантным взрывчатым веществом с электродетонатором. При подаче импульса тока на электродетонатор происходит взрыв, разрушающий стержень болта, в результате чего его головка отрывается. Количество взрывчатки в пироболте тщательно дозируется, чтобы, с одной стороны, гарантировать отрыв головки, а, с другой — не повредить ракету. При разделении ступеней на электродетонаторы всех пироболтов, соединяющих разделяемые части, одновременно подаётся импульс тока, и соединение освобождается.

Далее ступени должны быть разведены на безопасное расстояние друг от друга. (Запуск двигателя высшей ступени вблизи низшей может вызвать прогар её топливной ёмкости и взрыв остатков топлива, который повредит верхнюю ступень, или дестабилизирует её полет.) При разделении ступеней в атмосфере для их разведения может быть использована аэродинамическая сила встречного потока воздуха, а при разделении в пустоте иногда используются вспомогательные небольшие твердотопливные ракетные двигатели.

На жидкостных ракетах эти же двигатели служат и для того, чтобы «осадить» топливо в баках верхней ступени: при выключении двигателя низшей ступени ракета летит по инерции, в состоянии свободного падения, при этом жидкое топливо в баках находится во взвешенном состоянии, что может привести к сбою при запуске двигателя. Вспомогательные двигатели сообщают ступени небольшое ускорение, под действием которого топливо «оседает» на днища баков.

На приведённом выше снимке ракеты «Сатурн-5», на корпусе третьей ступени (крайняя слева, в кадре представлена частично) виден чёрный корпус одного из вспомогательных твердотопливных двигателей разведения 3-й и 2-й ступеней.

Увеличение числа ступеней даёт положительный эффект только до определённого предела. Чем больше ступеней — тем больше суммарная масса переходников, а также двигателей, работающих лишь на одном участке полёта, и, в какой-то момент, дальнейшее увеличение числа ступеней становится контрпродуктивным. В современной практике ракетостроения более четырёх ступеней, как правило, не делается.

При выборе числа ступеней важное значение имеют также вопросы надёжности. Пироболты и вспомогательные РДТТ — элементы одноразового действия, проверить функционирование которых до старта ракеты невозможно. Между тем, отказ только одного пироболта может привести к аварийному завершению полёта ракеты. Увеличение числа одноразовых элементов, не подлежащих проверке функционирования, снижает надёжность всей ракеты в целом. Это также заставляет конструкторов воздерживаться от слишком большого количества ступеней.

Напишите отзыв о статье "Многоступенчатая ракета"

Примечания

1. ↑ Можно отметить, что в ракетных системах «Юнона I» и «Юнона II», применявшихся в 50-х годах XX в., для запуска первых искусственных спутников по космической программе США, в качестве 2-й и 3-й ступеней использовались пакеты, соответственно, из 11 и из 3 твердотопливных ракет «Сержант». Но такую компоновку следует рассматривать как с поперечным разделением, поскольку совмещения работы ступеней по времени здесь нет.
2. ↑ Jenkins, Dennis R. Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System.. — Voyageur Press., 2006. — ISBN 0-9633974-5-1.

См. также

Ссылки

• [epizodsspace.airbase.ru/bibl/rynin/rynin-ts/03.html Ракеты К. Э. Циолковского и проект полета на них]
• [epizodsspace.airbase.ru/bibl/raketostr3/obl.html Пилотируемые полёты на Луну, конструкция и характеристики SATURN V APOLLO. Реферат ВИНИТИ М 1973. ]
• [www.maniacworld.com/solid-rocket-booster.htm Видеозапись момента отделения бокового ускорителя Спейс Шаттла, и спуска его на парашютах.]

Отрывок, характеризующий Многоступенчатая ракета

– Ну, всё таки скажите ему, чтоб он приезжал в клуб, – всё рассеется. Пир горой будет. На другой день, 3 го марта, во 2 м часу по полудни, 250 человек членов Английского клуба и 50 человек гостей ожидали к обеду дорогого гостя и героя Австрийского похода, князя Багратиона. В первое время по получении известия об Аустерлицком сражении Москва пришла в недоумение. В то время русские так привыкли к победам, что, получив известие о поражении, одни просто не верили, другие искали объяснений такому странному событию в каких нибудь необыкновенных причинах. В Английском клубе, где собиралось всё, что было знатного, имеющего верные сведения и вес, в декабре месяце, когда стали приходить известия, ничего не говорили про войну и про последнее сражение, как будто все сговорились молчать о нем. Люди, дававшие направление разговорам, как то: граф Ростопчин, князь Юрий Владимирович Долгорукий, Валуев, гр. Марков, кн. Вяземский, не показывались в клубе, а собирались по домам, в своих интимных кружках, и москвичи, говорившие с чужих голосов (к которым принадлежал и Илья Андреич Ростов), оставались на короткое время без определенного суждения о деле войны и без руководителей. Москвичи чувствовали, что что то нехорошо и что обсуждать эти дурные вести трудно, и потому лучше молчать. Но через несколько времени, как присяжные выходят из совещательной комнаты, появились и тузы, дававшие мнение в клубе, и всё заговорило ясно и определенно. Были найдены причины тому неимоверному, неслыханному и невозможному событию, что русские были побиты, и все стало ясно, и во всех углах Москвы заговорили одно и то же. Причины эти были: измена австрийцев, дурное продовольствие войска, измена поляка Пшебышевского и француза Ланжерона, неспособность Кутузова, и (потихоньку говорили) молодость и неопытность государя, вверившегося дурным и ничтожным людям. Но войска, русские войска, говорили все, были необыкновенны и делали чудеса храбрости. Солдаты, офицеры, генералы – были герои. Но героем из героев был князь Багратион, прославившийся своим Шенграбенским делом и отступлением от Аустерлица, где он один провел свою колонну нерасстроенною и целый день отбивал вдвое сильнейшего неприятеля. Тому, что Багратион выбран был героем в Москве, содействовало и то, что он не имел связей в Москве, и был чужой. В лице его отдавалась должная честь боевому, простому, без связей и интриг, русскому солдату, еще связанному воспоминаниями Итальянского похода с именем Суворова. Кроме того в воздаянии ему таких почестей лучше всего показывалось нерасположение и неодобрение Кутузову. – Ежели бы не было Багратиона, il faudrait l'inventer, [надо бы изобрести его.] – сказал шутник Шиншин, пародируя слова Вольтера. Про Кутузова никто не говорил, и некоторые шопотом бранили его, называя придворною вертушкой и старым сатиром. По всей Москве повторялись слова князя Долгорукова: «лепя, лепя и облепишься», утешавшегося в нашем поражении воспоминанием прежних побед, и повторялись слова Ростопчина про то, что французских солдат надо возбуждать к сражениям высокопарными фразами, что с Немцами надо логически рассуждать, убеждая их, что опаснее бежать, чем итти вперед; но что русских солдат надо только удерживать и просить: потише! Со всex сторон слышны были новые и новые рассказы об отдельных примерах мужества, оказанных нашими солдатами и офицерами при Аустерлице. Тот спас знамя, тот убил 5 ть французов, тот один заряжал 5 ть пушек. Говорили и про Берга, кто его не знал, что он, раненый в правую руку, взял шпагу в левую и пошел вперед. Про Болконского ничего не говорили, и только близко знавшие его жалели, что он рано умер, оставив беременную жену и чудака отца.

3 го марта во всех комнатах Английского клуба стоял стон разговаривающих голосов и, как пчелы на весеннем пролете, сновали взад и вперед, сидели, стояли, сходились и расходились, в мундирах, фраках и еще кое кто в пудре и кафтанах, члены и гости клуба. Пудренные, в чулках и башмаках ливрейные лакеи стояли у каждой двери и напряженно старались уловить каждое движение гостей и членов клуба, чтобы предложить свои услуги. Большинство присутствовавших были старые, почтенные люди с широкими, самоуверенными лицами, толстыми пальцами, твердыми движениями и голосами. Этого рода гости и члены сидели по известным, привычным местам и сходились в известных, привычных кружках. Малая часть присутствовавших состояла из случайных гостей – преимущественно молодежи, в числе которой были Денисов, Ростов и Долохов, который был опять семеновским офицером. На лицах молодежи, особенно военной, было выражение того чувства презрительной почтительности к старикам, которое как будто говорит старому поколению: уважать и почитать вас мы готовы, но помните, что всё таки за нами будущность. Несвицкий был тут же, как старый член клуба. Пьер, по приказанию жены отпустивший волоса, снявший очки и одетый по модному, но с грустным и унылым видом, ходил по залам. Его, как и везде, окружала атмосфера людей, преклонявшихся перед его богатством, и он с привычкой царствования и рассеянной презрительностью обращался с ними. По годам он бы должен был быть с молодыми, по богатству и связям он был членом кружков старых, почтенных гостей, и потому он переходил от одного кружка к другому. Старики из самых значительных составляли центр кружков, к которым почтительно приближались даже незнакомые, чтобы послушать известных людей. Большие кружки составлялись около графа Ростопчина, Валуева и Нарышкина. Ростопчин рассказывал про то, как русские были смяты бежавшими австрийцами и должны были штыком прокладывать себе дорогу сквозь беглецов. Валуев конфиденциально рассказывал, что Уваров был прислан из Петербурга, для того чтобы узнать мнение москвичей об Аустерлице. В третьем кружке Нарышкин говорил о заседании австрийского военного совета, в котором Суворов закричал петухом в ответ на глупость австрийских генералов. Шиншин, стоявший тут же, хотел пошутить, сказав, что Кутузов, видно, и этому нетрудному искусству – кричать по петушиному – не мог выучиться у Суворова; но старички строго посмотрели на шутника, давая ему тем чувствовать, что здесь и в нынешний день так неприлично было говорить про Кутузова. Граф Илья Андреич Ростов, озабоченно, торопливо похаживал в своих мягких сапогах из столовой в гостиную, поспешно и совершенно одинаково здороваясь с важными и неважными лицами, которых он всех знал, и изредка отыскивая глазами своего стройного молодца сына, радостно останавливал на нем свой взгляд и подмигивал ему. Молодой Ростов стоял у окна с Долоховым, с которым он недавно познакомился, и знакомством которого он дорожил. Старый граф подошел к ним и пожал руку Долохову. – Ко мне милости прошу, вот ты с моим молодцом знаком… вместе там, вместе геройствовали… A! Василий Игнатьич… здорово старый, – обратился он к проходившему старичку, но не успел еще договорить приветствия, как всё зашевелилось, и прибежавший лакей, с испуганным лицом, доложил: пожаловали! Раздались звонки; старшины бросились вперед; разбросанные в разных комнатах гости, как встряхнутая рожь на лопате, столпились в одну кучу и остановились в большой гостиной у дверей залы. В дверях передней показался Багратион, без шляпы и шпаги, которые он, по клубному обычаю, оставил у швейцара. Он был не в смушковом картузе с нагайкой через плечо, как видел его Ростов в ночь накануне Аустерлицкого сражения, а в новом узком мундире с русскими и иностранными орденами и с георгиевской звездой на левой стороне груди. Он видимо сейчас, перед обедом, подстриг волосы и бакенбарды, что невыгодно изменяло его физиономию. На лице его было что то наивно праздничное, дававшее, в соединении с его твердыми, мужественными чертами, даже несколько комическое выражение его лицу. Беклешов и Федор Петрович Уваров, приехавшие с ним вместе, остановились в дверях, желая, чтобы он, как главный гость, прошел вперед их. Багратион смешался, не желая воспользоваться их учтивостью; произошла остановка в дверях, и наконец Багратион всё таки прошел вперед. Он шел, не зная куда девать руки, застенчиво и неловко, по паркету приемной: ему привычнее и легче было ходить под пулями по вспаханному полю, как он шел перед Курским полком в Шенграбене. Старшины встретили его у первой двери, сказав ему несколько слов о радости видеть столь дорогого гостя, и недождавшись его ответа, как бы завладев им, окружили его и повели в гостиную. В дверях гостиной не было возможности пройти от столпившихся членов и гостей, давивших друг друга и через плечи друг друга старавшихся, как редкого зверя, рассмотреть Багратиона. Граф Илья Андреич, энергичнее всех, смеясь и приговаривая: – пусти, mon cher, пусти, пусти, – протолкал толпу, провел гостей в гостиную и посадил на средний диван. Тузы, почетнейшие члены клуба, обступили вновь прибывших. Граф Илья Андреич, проталкиваясь опять через толпу, вышел из гостиной и с другим старшиной через минуту явился, неся большое серебряное блюдо, которое он поднес князю Багратиону. На блюде лежали сочиненные и напечатанные в честь героя стихи. Багратион, увидав блюдо, испуганно оглянулся, как бы отыскивая помощи. Но во всех глазах было требование того, чтобы он покорился. Чувствуя себя в их власти, Багратион решительно, обеими руками, взял блюдо и сердито, укоризненно посмотрел на графа, подносившего его. Кто то услужливо вынул из рук Багратиона блюдо (а то бы он, казалось, намерен был держать его так до вечера и так итти к столу) и обратил его внимание на стихи. «Ну и прочту», как будто сказал Багратион и устремив усталые глаза на бумагу, стал читать с сосредоточенным и серьезным видом. Сам сочинитель взял стихи и стал читать. Князь Багратион склонил голову и слушал. «Славь Александра век И охраняй нам Тита на престоле, Будь купно страшный вождь и добрый человек, Рифей в отечестве а Цесарь в бранном поле. Да счастливый Наполеон, Познав чрез опыты, каков Багратион, Не смеет утруждать Алкидов русских боле…» Но еще он не кончил стихов, как громогласный дворецкий провозгласил: «Кушанье готово!» Дверь отворилась, загремел из столовой польский: «Гром победы раздавайся, веселися храбрый росс», и граф Илья Андреич, сердито посмотрев на автора, продолжавшего читать стихи, раскланялся перед Багратионом. Все встали, чувствуя, что обед был важнее стихов, и опять Багратион впереди всех пошел к столу. На первом месте, между двух Александров – Беклешова и Нарышкина, что тоже имело значение по отношению к имени государя, посадили Багратиона: 300 человек разместились в столовой по чинам и важности, кто поважнее, поближе к чествуемому гостю: так же естественно, как вода разливается туда глубже, где местность ниже. Перед самым обедом граф Илья Андреич представил князю своего сына. Багратион, узнав его, сказал несколько нескладных, неловких слов, как и все слова, которые он говорил в этот день. Граф Илья Андреич радостно и гордо оглядывал всех в то время, как Багратион говорил с его сыном.

wiki-org.ru

Ступень ракеты - это... Что такое Ступень ракеты?

 Ступень ракеты

часть многоступенчатой ракеты. Обеспечивающая её полёт на определённом этапе активного участка траектории и состоящая из ракетного двигателя. топливного отсека с запасом топлива, систем подачи топлива, органов и аппаратуры управления, элементов конструкции и оборудования. После израсходования топлива и окончания работы двигателя С. р. отделяется от последующих ступеней, продолжающих полёт. Последняя С. р. несёт полезный груз (головную часть, Космический аппарат).

Словарь военных терминов. — М.: Воениздат. Сост. А. М. Плехов, С. Г. Шапкин.. 1988.

• Строй самолетов (вертолётов)
• Стык

Смотреть что такое "Ступень ракеты" в других словарях:

• Ступень ракеты — СТУПЕНЬ, и, мн. и, ей и ей, ж. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

• ступень ракеты — raketos pakopa statusas T sritis Gynyba apibrėžtis Daugiapakopės raketos dalis, užtikrinanti jos skriejimą tam tikrame aktyviojo trajektorijos ruožo etape. Raketos pakopą sudaro raketinis variklis, talpykla su raketinio kuro atsargomis, kuro… …   Artilerijos terminų žodynas

• ступень ракеты — raketos pakopa statusas T sritis apsauga nuo naikinimo priemonių apibrėžtis Daugiapakopės raketos dalis, užtikrinanti jos skriejimą tam tikrame aktyviojo trajektorijos ruožo etape. Raketos pakopą sudaro raketinis variklis, talpykla su raketinio… …   Apsaugos nuo naikinimo priemonių enciklopedinis žodynas

• ступень ракеты-носителя — 74 ступень ракеты носителя: Отделяемая часть ракеты носителя, состоящая из одного или нескольких ракетных блоков и обеспечивающая полет ракеты космического назначения или ракеты носителя на определенных участках траектории. Примечание Ступени… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Боевая ступень ракеты стратегического назначения — Отделяющаяся в полете составная часть ракеты, включающая один или несколько боевых блоков, системы и устройства, предназначенные для обеспечения функционирования боевых блоков ракеты, разведения их в заданные точки прицеливания или преодоления… …   Энциклопедия РВСН

• СТУПЕНЬ — СТУПЕНЬ, и, мн. и, ей и ей, жен. 1. (ей). Один из выступов, составляющих лестницу, а также поперечная плита, доска, на к рую ступают при подъёме или спуске. Подняться на две ступени. 2. (ей), перен. Уровень в развитии чего н. Поднять работу на… …   Толковый словарь Ожегова

• ступень — 3.16 ступень: Простейшее средство доступа, состоящее из ровной плоской поверхности. Источник: ГОСТ Р 53487 2009: Безопасность аттракционов. Оборудование надувное игровое. Требования безопасности. Методы испытаний …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Ступень разведения — Автономный блок разведения ракеты LGM 30G с установленными на его платформе тремя боевыми блоками W78 …   Википедия

• СТУПЕНЬ — (1) часть компрессора, турбины, совокупность устройств тепловых машин и двигателей, обеспечивающие требуемый уровень перепада давления, развития скорости, передачи мощности и т. п.; (2) С. ракеты отделяемая часть многоступенчатой (см.),… …   Большая политехническая энциклопедия

• Ступень — Ступень: Ступень в архитектуре  часть лестницы. Ступень в музыке  один из звуков звукоряда Ступень в технике  грузонесущий элемент лестничного полотна эскалатора. Ступень в физике твёрдого тела  место открытого нижнего слоя… …   Википедия

Книги

• Первая космическая гонка. Поединок за спутник, Афанасьев И.Б.. В октябре 1957 года тысячи людей во всём мире выходили на закате или перед рассветом на улицу, чтобы понаблюдать в небе Первый спутник. Мало кто знал, что обычно виделне сам аппарат, а вторую… Подробнее  Купить за 900 руб
• Первая космическая гонка: поединок за спутник, Афанасьев Игорь Борисович, Воронцов Дмитрий Александрович. В октябре 1957 года тысячи людей во всём мире выходили на закате или перед рассветом на улицу, чтобы понаблюдать в небе Первый спутник. Мало кто знал, что обычно виделне сам аппарат, а вторую… Подробнее  Купить за 822 грн (только Украина)
• Первая космическая гонка: поединок за спутник, Афанасьев Игорь Борисович, Воронцов Дмитрий Александрович. В октябре 1957 года тысячи людей во всём мире выходили на закате или перед рассветом на улицу, чтобы понаблюдать в небе Первый спутник. Мало кто знал, что обычно виделне сам аппарат, а вторую… Подробнее  Купить за 794 руб

Другие книги по запросу «Ступень ракеты» >>

military_terms.academic.ru

Первая ступень ракеты-носителя «Сатурн-5» - Факты программы «Аполлон»

Первая ступень ракеты-носителя «Сатурн-5» носила обозначение S-IC и представляла собой самую большую часть ракеты — полная масса превышала 75 % массы носителя. Ступень заправлялась керосином и жидким кислородом и имела 5 маршевых двигателей F-1: один неподвижный центральный и четыре периферийных, установленных на кардановых подвесах. Периферийные двигатели поворачивались с помощью гидравлической системы, что позволяло контролировать полет ракеты. Через переходник к ступени крепилась вторая ступень носителя. Ступень была разработана в Центре космических полетов им. Маршалла и производилась компанией «Боинг». Основная производственная работа происходила на заводе в Мичуде, Новый Орлеан. В производстве четырех ступеней для наземных испытаний и первых двух летных ступеней участвовал завод в Хантсвилле.

Разработчик:	Центре космических полетов им. Маршалла
Производитель:	«Боинг»
Высота:	42,5 метра
Диаметр баков:	10,1 метр
Максимальный диаметр:	13 метров (по стабилизаторам)
Сухая масса:	130 — 139 тонн
Полная масса:	2180 — 2290 тонн
Двигательная установка:	5 жидкостных реактивных двигателей F-1
Стартовая тяга:	около 3450 тонн (в вакууме — более 3800 тонн)
Горючее:	керосин RP-1
Окислитель:	жидкий кислород O2
Соотношение окислитель/топливо:	2,32 — 2,37
Удельный импульс на уровне моря:	около 260 секунд
Вакуумный удельный импульс:	около 300 секунд
Время работы:	160 — 170 секунд (включая около 6 секунд до начала подъема)

[1, 2, 3]

1. Бак окислителя (жидкий кислород)2. Баллоны со сжатым гелием для наддува бака горючего (4 штуки)3. Туннель коммуникаций4. Теплозащита5. Двигатель F-1 (5 штук)6. Тормозные РДТТ7. Бак горючего (керосин RP-1)8. Магистрали подачи окислителя (5 штук)9. Клапан горючего10. Гасители колебаний жидкости11. Распределитель газообразного кислорода для наддува

Ступень S-IC состоит из пяти цилиндрических частей диаметром 10,1 метр (33 фута). Снизу вверх следуют: двигательный отсек; бак горючего; межбаковый отсек; бак окислителя; передняя юбка (нижняя часть составного переходника между первой и второй ступенями). Сложность конструкции ступени объясняется большими размерами ракеты-носителя, высоким удельным расходом компонентов, высокими акустическими и вибрационными нагрузками, создаваемыми двигателями, высокими требованиями к надежности и сравнительно низким весовым коэффициентам конструкции. При увеличении веса ступени на 5,9 кг вес полезной нагрузки уменьшается на 0,64 кг.

Двигательный отсек ступени S-IC. (с) НАСА [5]

Двигательный отсек

Двигательный отсек — самая тяжелая часть конструкции ступени, его масса около 22 тонн, высота около 6 метров. Он состоит из силовой конструкции, теплозащиты и стабилизаторов. Силовая конструкция воспринимает сосредоточенные усилия от пяти двигателей F-1 и передает их в виде равномерно распределенной нагрузки на нижний стык топливного отсека. Один двигатель из пяти укреплен неподвижно в центре отсека, четыре боковых двигателя установлены в кардановых подвесах, которые расположены по окружности отсека под углом 90° один к другому. Сосредоточенные нагрузки от стартовых стоек передаются через подкрепленную оболочку, устойчивость которой обеспечивается внутренними шпангоутами. Конструкция и оборудование в донной части ступени закрыты керамической теплоизоляцией для предохранения от тепла двигателей; теплоизоляция состоит из волокнистого титана с высоким коэффициентом отражения, асбестового волокна и связующего вещества (коллоидная двуокись кремния).

Боковые двигатели закрыты обтекателями (имеющими форму полуконусов) для защиты от аэродинамических нагрузок, что позволяет снизить усилия, необходимые для их поворота. Обтекатели состоят из шпангоутов, лонжеронов и подкрепленной обшивки. Хвостовая часть обтекателей сделана из титана и нержавеющей стали (расчетная температура в этой зоне равна 650° С), остальная конструкция сделана из алюминиевого сплава. Под обтекателями под отстреливаемыми крышками находятся 8 тормозных РДТТ. Тяга каждого тормозного РДТТ около 38 т (зависит от температуры), эффективное время работы 0,67 сек. Начиная с «Аполлона-15» число тормозных двигателей уменьшено до четырех. В нижней части ступени также расположены четыре трапецевидных стабилизатора площадью 7 м2 каждый, они обеспечивают устойчивость ракеты-носителя при максимальном скоростном напоре. Стабилизаторы состоят из лонжеронов, нервюр и титановой обшивки (температура задней и передней кромок стабилизатора 1093° C и 400° C — 480° С соответственно).

В обшивке двигательного отсека находится три отверстия для быстроразъемных соединений (см. ниже), соединяющих ракету с системами стартового сооружения. [2, 4]

Бак горючего

Бак горючего вмещает около 770 м3 керосина RP-1. Бак изготовлен из алюминия, цельносварной, сухая масса около 11 тонн, высота около 13,4 метров. Боковая поверхность сварена из 8 панелей с продольными ребрами жесткости таврового сечения. Ребра расположены на внутренней стороне панелей и получены фрезерованием из плиты толщиной 5 см. Торцы бака закрыты эллипсовидными днищами. Днища имеют вид сегментов, сходящихся к центральному куполу. Днища и стенки баков соединяются с обшивкой межбаковых отсеков через шпангоут V-образного сечения размером 13 х 69 см. При проектировании баков горючего и окислителя расчет прочности велся на 140% максимально возможной нагрузки. Испытание баков проводилось на давление 105 % от максимального расчетного. При контроле качества продукции проводилась оценка допустимых дефектов.

Через бак проходят 5 алюминиевых магистралей окислителя (диаметром 43 см), которые помещаются в герметичных туннелях диаметром 64 см и длиной 12,2 м, подкрепленных шпангоутами. К верхнему днищу каждая труба крепится через сильфон. Изоляция магистралей от бака горючего необходима, чтобы избежать замораживания керосина жидким кислородом, протекающим по магистралям. Изолятором служит воздух внутри туннелей. Магистрали крепятся к днищу бака окислителя и к кронштейнам двигательного отсека. Магистрали имеют универсальные герметичные шарниры и специальные узлы — температурные компенсаторы, — которые допускают повороты работающих двигателей, температурные деформации конструкции и юстировку двигателей. Горючее подается к двигателям по десяти магистралям диаметром 0,3 м, суммарная пропускная способность которых составляет около 1220 литров в секунду.

Перед стартом сквозь бак пропускался азот для перемешивания керосина. Бак наддувается гелием из баллонов, находящихся в баке окислителя. Охлажденный гелий предварительно нагревается в теплообменнике двигателей. Бак оборудован клапанами для сброса давления и дренажными клапанами. [2, 4]

Бак окислителя

Бак окислителя высотой 19,5 метров — самая большая часть ступени. Сухой вес бака — около 17 тонн. Он вмещает около 1250 м3 жидкого кислорода при температуре -183º C. Конструкция бака подобна конструкции бака горючего. Кроме того, для демпфирования колебаний на цилиндрической части бака приварены шпангоуты закрытого профиля с размерами поперечного сечения 75 х 100 см, а на нижнем днище установлены крестообразные перегородки. Алюминиевые шпангоуты и перегородки одновременно подкрепляют оболочки бака. Круговой шпангоут в нижнем днище бака препятствует воронкообразованию.

От бака окислителя сквозь туннели в баке горючего к двигателям проходят 5 магистралей суммарной пропускной способностью более 7500 литров в секунду. К шпангоутам внутри бака крепятся четырех алюминиевых баллона объемом 0,88 м3, где при давлении 210 атмосфер хранится гелий, необходимый для наддува бака горючего.

До старта бак окислителя наддувается гелием, после запуска — газообразным кислородом, который отбирается от магистрали окислителя высокого давления и пропускается через теплообменники двигателей. Газообразный кислород поступает в бак через редукционный клапан.

Межбаковый отсек

Межбаковый отсек — негерметическая полумонококовая конструкция массой около 5,9 тонн и высотой около 6,7 метров — выполнен в виде алюминиевой цилиндрической оболочки, состоящей из 18 гофрированных панелей, подкрепленных пятью разъемными круговыми шпангоутами с двутавровым поперечным сечением. Расстояние между шпангоутами 1,25 м. Верхнее днище бака горючего входит в межбаковый отсек снижу, нижнее днище бака окислителя — сверху. 216 фиттингов по окружности отсека соединяют между собой кольцевые шпангоуты баков горючего и окислителя. В отсеке имеется также одно быстроразъемное соединение (см. ниже) и дверь для доступа персонала

Передняя юбка

Юбка массой 2,3 тонны и высотой около 3 метров находится на вершине ступени и соединяет ее со второй ступенью. Она состоит из 12 подкрепленных панелей и трех шпангоутов. Для уменьшения эллиптичности обвода в полете и при наземной эксплуатации верхней стыковой шпангоут имеет усиленную конструкцию. Внутри переходника располагается бортовая аппаратура первой ступени. Для устранения несоосности при стыковке первой и второй ступеней на наружной стороне переходника устанавливаются центровочные фиттинги, а на второй ступени — направляющие шпильки с заходным конусом. Фиттинги снимаются после установки 216 болтов диаметром 12 мм.

В юбке имеется одно быстроразъемное соединение (см. ниже) и небольшая дверь для доступа персонала.

Быстроразъемные соединения

Ступень S-IC имеет 5 быстроразъемных соединений (отрывных плат). На плате в передней юбке располагаются отрывные разъемы кабельной сети системы телеметрии, трубопроводов кондиционирования воздуха и вспомогательной пневмомагистрали. На плате межбакового отсека крепятся разъемы главных заправочных/дренажных магистралей окислителя. Три нижние платы несут разъемы магистрали горючего, дренажной магистрали окислителя, трубопроводов различных наземных систем. Передняя и межбаковая платы расстыковываются и убираются до включения двигателей F-1. Три нижние платы отрываются при старте ракеты-носителя.

Отделение первой ступени происходит на высоте около 65 км при удалении около 90 км и скорости относительно земли около 2,2 км/с — 2,4 км/с. После выключения двигателей передняя часть аэродинамического обтекателя отстреливается и включаются тормозные РДТТ, быстро отводя ступень от ракеты во избежание соударения. После отделения ступень продолжает баллистический подъем до высоты 95 км — 105 км, а затем падает в Атлантический океан. [1, 2, 3]

Система снабжения горючим

Система снабжения горючим состоит из бака горючего, магистралей, системы наддува, системы заправки и дренажа, системы кондиционирования, и соответствующего оборудования.

Система заправки и дренажа состоят из магистралей, клапанов, датчика уровня и девяти температурных датчиков. Магистраль заправки и дренажа входит в нижнюю часть бака. Во время заправки температурные датчики дают непрерывную информацию о температуре, необходимую для расчета плотности горючего. Когда уровень горючего превышает 102 % от заданного, датчик уровня указывает переполнение. Для опорожнения бака в него подается газ наддува, вытесняющий горючее в магистраль.

К каждому из двигателей F-1 идут две магистрали подачи горючего, по которым горючее поступает на вход топливного насоса двигателя. На каждой магистрали имеется аварийный клапан, при необходимости прекращающий подачу горючего к двигателю. Клапаны располагаются в двигательном отсеке.

Система кондиционирования продувает азот через магистрали и через бак с целью выравнивания температуры горючего. Линии подачи азота снабжены защитными сетками. Попаданию горючего в линии подачи азота препятствуют клапаны.

Когда бак опорожнен до определенного уровня, датчик выработки в нижней части бака сигнализирует об выработке горючего и дает команду на выключение двигателей. Этот вариант является резервным, так как в штатном случае выключение двигателей происходит по сигналу выработки окислителя, который должен закончиться раньше горючего. Количество топлива измеряется в полете четырьмя датчиками плескания и одним датчиком уровня. Информация об уровне горючего передается через систему телеметрии на землю (в полете — по радио, перед стартом — по кабелю).

Система наддува поддерживает в баке достаточное давление для забора горючего двигателями. В баке окислителя располагаются 4 баллона с гелием, который используется для наддува. Холодный гелий из баллонов через систему клапанов направляется по распределительным магистралям в теплообменники пяти двигателей, откуда нагретый и расширившийся газ возвращается в верхнюю часть бака горючего, где вводится в бак. Регулирующие клапаны обеспечивают нужное давление. Фильтр в линии закачки гелия позволяет избежать загрязнений. Баллоны заполняются гелием при пустом баке окислителя до давления около 110 атмосфер, после заправки бака жидким кислородом давление в баллонах поднимается до 210 атмосфер.

Система снабжения окислителем

Система состоит из бака окислителя, систем заправки и дренажа, магистралей снабжения двигателей, подсистемы наддува, и соответствующего оборудования.

Четыре датчика уровня непрерывно отслеживают уровень окислителя в баке. Они состоят из сенсоров непрерывного показания и сенсоров дискретного показания.

Две магистрали заправки/дренажа (диаметром около 12,4 см) входят в нижнюю часть бака. Помимо основных магистралей, заправка возможна через нижнюю часть ракеты, через магистраль снабжения двигателя. Заправка производится с переменной скоростью: до уровня 6,5 % — ~ 5700 литов в минуту, чтоб избежать повреждения танка из-за плескания, затем до 95 % — ~37800 литров в минуту, последние 5 % — снова ~ 5700 литров в минуту. Кислород непрерывно кипит, оставаясь при температуре -183º C, и восполняется в промежутках между заправкой и дренажом через магистрали заправки/дренажа. Перед дренажом бака давление в гелиевых баллонах должно быть снижено с 210 до 110 атмосфер. Для полного слива окислителя требуется дренаж двигателей (или нужно ждать, пока кислород выкипет сам). Дренаж может быть ускорен с помощью газа наддува, обычно азота.

Пять магистралей подачи окислителя проходят сквозь туннели в баке горючего к двигателям, каждая магистраль снабжена аварийным клапаном для прекращения подачи (клапаны располагаются в двигательном отсеке). В верхней части магистралей, идущих к периферийным двигателям, находятся датчики отсечки двигателей по исчерпанию окислителя (полным числом 4 штуки). Их расположение обеспечивает минимизацию остатков не использованного окислителя. Исчерпание окислителя регистрируется при срабатывании минимум 2 из 4 датчиков.

Система кондиционирования окислителя уменьшает проблемы, связанные с кипением жидкого кислорода. При увеличении теплопотока к окислителю его кипение усиливается; особенно интенсивным оно может быть в магистралях подачи вследствие их большой площади. Возможно фонтанирование окислителя в магистралях, что может повредить конструкцию, а слишком высокая температура кислорода на входах в насосы двигателей может вызвать кавитацию и помешать нормальному запуску двигателей. Система кондиционирования направляет во все пять магистралей подачи гелий из наземной магистрали, что позволяет быстро охладить окислитель. Также в магистрали подачи закачивается холодный окислитель из бака.

Наддув бака осуществляется гелием, газообразным кислородом и азотом. За 45 секунд до зажигания требуется предварительный наддув для обеспечения достаточного давления перед запуском двигателя и при нарастании тяги. Для этого гелий из наземной магистрали подается к разпределителю газообразного кислорода в верхней части бака. Давление наддува поддерживается на уровне около 1,8 атмосферы. Подача гелия возможна до момента подъема ракеты. Во время полета наддув осуществляется газообразным кислородом, сбрасываемым с турбин всех двигателей и направляемым в распределитель газообразного кислорода. Расход газообразного кислорода для наддува — около 18 кг/с, полный расход за полет - около 2,9 тонн, давление наддува — 1,2 — 1,6 атмосфер. Во время хранения и транспортировки ракеты в баке поддерживается слабый наддув азотом для обеспечения чистоты и низкой влажности. Внешний источник азота убирается при подготовке к пуску.

Гидросистема

В качестве рабочей жидкости ступени используется тот же керосин (RJ-1 и RP-1), что используется в системе снабжения горючим. Это устраняет необходимость в отдельной насосной системе. Гидросистема обеспечивает функционирование клапанов и регулирование вектора тяги при наземных операциях и в полете. Керосин RJ-1 поступает от наземной системы перед подъемом, керосин RP-1 отбирается в полете из системы снабжения горючим. RJ-1 под давлением около 100 атмосфер направляется к пяти двигателям и возвращается в наземную систему, RP-1 направляется из магистрали горючего высокого давления к гидравлическим сервоприводам рулевых машин. Неподвижный центральный двигатель (у которого нет сервоприводов) направляет RJ-1 к клапанам газогенератора, главным клапанам горючего и окислителя. Горючее возвращается в наземную систему. Боковые двигатели также направляют RJ-1 в наземную систему через свои сервоприводы.

Система управления

Система управления S-IC включает в себя систему управления вектором тяги, систему гидропривода и регулирующую аппаратуру. Восемь рулевых машин отклоняют двигатели в двух плоскостях со скоростью 5 град/сек. Рабочей жидкостью гидравлической системы является керосин, отбираемый из магистралей горючего высокого давления.

Электросистема

Система электроснабжения ступени обеспечивает контроль и измерения. Система работает во время огневых испытаний, подготовки к пуску, во время пуска и полета. Система состоит из двух батарей и распределителей. На ступени установлены две независимые 28-вольтовые системы постоянного тока. Система № 1, содержащая главную батарею, обеспечивает контроль. Емкость батареи около 10,7 ампер-часов, масса около 10 кг, она приводит в действие управляющие соленоиды. Батарея № 2 обеспечивает током измерительную систему, а также дублирующие системы для повышения надежности. Ее емкость около 21 ампер-часа, масса около 25 килограмм. Система аварийной ликвидации носителя (Range Safety System) может приводиться в действие любой из двух батарей.

Перед полетом электроснабжение осуществляется от наземных источников, которые снабжают обе системы постоянным напряжением 28 вольт. Электроэнергия подается для нагревателей, воспламенителей и клапанов, не используемых в полете. Энергия передается по главным шинам. Передаточный переключатель переключается питание с наземных источников на батареи ступени. Он приводится в действие мотором и проверяется несколько раз перед пуском. Командные сигналы, принимаемые от инструментального блока, усиливаются и передаются на различные реле, с помощью которых осуществляется программа полета. Распределители содержат контрольные и управляющие цепи, отслеживающие работу двигательной системы. Специальные цепи отслеживают тягу двигателей; чтобы двигатель был отключен, два из трех ключей должны выдать соответствующую команду. Временной распределитель отвечает за запрограммированные задержки в работе клапанов и других электромеханических устройств. Распределители измерительной системы перенаправляют данные от измерительных устройств и оборудования для выдачи в форме телеметрии.

Инструментальная система

Инструментальная система ступени проводит измерения и передает информацию о системах и компонентах, а также данные о внутренних и внешних параметрах окружающей среды. Она параллельно осуществляет на ступени приблизительно 900 измерений, включая измерения положений клапанов, уровни топлива, температуры, напряжения, давления. Измерения передаются в форме телеметрии по коаксиальному кабелю на наземное оборудование и по радио — на наземные станции слежения. Инструментальная система состоит из измерительной системы, телеметрической системы и системы слежения за доплеровским смещением. Удаленная автоматическая система калибровки обеспечивает быстрый удаленный контроль за измерительной и телеметрической системами.

Измерительная система сообщает информацию об окружающей среде и о реакции ступени на нее. Система состоит из комплекса датчиков, распределителей, обработчиков сигналов, бортовых блоков системы удаленной калибровки. Измеряются ускорения, акустические нагрузки, токи, потоки жидкостей, углы полета ступени, давления, скорости вращения, напряжения, температуры, вибрации, расстояния.

Телеметрическая система. Телеметрия — способ удаленного получения полетной информации по радиоканалу. Телеметрическая система ступени включает шесть радиоканалов. Большинство компонентов системы располагаются на двигательной установке. Радиопередатчики и магнитофон находятся на передней юбке. Телеметрические данные транслируются через две антенные системы. Каналы F1, F2 и F3 — идентичные узкополосные системы частотной модуляции, передающие данные о механических напряжениях, температурах и давлениях. Система передает 234 измерения попеременно и 14 измерений в непрерывном режиме. Данные могут отправляться 120 или 12 раз в секунду. Каналы S1 и S2 передают широкополосный модулированный по частоте сигнал датчиков вибрации. Каждый канал поддерживает 15 линий непрерывной передачи или 75 мультиплексных линий. Калибратор телеметрии периодически посылает сигналы известного напряжения в систему, их прием на станциях слежения дает точку отсчета и позволяет точнее интерпретировать данные. При разделении ступеней работа двигателей осадки второй ступени и тормозных двигателей ухудшает качество приема телеметрии. Проблема решается с помощью магнитофона, установленного на передней юбке, который записывает данные и отсылает их в систему телеметрии с задержкой. Команды на магнитофон выдаются цифровым компьютером в инструментальном блоке.

Система слежения за доплеровским смещением измеряет скорость приближения или удаления от станции слежения. При этом измеряется полный доплеровский сдвиг частоты постоянного сверхвысокочастотного сигнала, передаваемого на ступень с земли. Сигнал принимается транспордером ступени, преобразуется и отсылается обратно на землю. Переизлученный сигнал принимается на трех станциях слежения одновременно. Для приема и пересылки сигнала используются отдельные антенны, установленные на ступени.

Система разделения

Разделением со второй ступенью управляет дублированная система. В компьютере инструментального блока запрограммированы команда взведения системы и отдельно — команда запуска системы. После исчерпания жидкого кислорода по команде компьютера блоки взведения накапливают электрический заряд, необходимый для запуска. По команде запуска высоковольтный заряд пропускается через проволочные мосты взрывателей, приводя их в действие. Два пироустройства установлены на второй ступени для разделения ступеней и восемь (начиная с «Аполлона-15» — четыре) на первой ступени для запуска тормозных двигателей.

Система аварийной ликвидации (Range Safety System)

Задача системы — обеспечить возможность прервать полет с земли в случае аварии. Для прерывания полета двигатели выключаются, баки ступени вскрываются и топливо распыляется. Это необходимо при аварии, чтобы ступень с полными топливными баками не причинила при падении значительного ущерба на земле. Система дублирована, она состоит из двух независимых систем, каждая из которых включает электронику и пиротехнические средства. Полет прерывается по соответствующей радиокоманде с земли. Частотно-модулированный радиосигнал поступает с наземного передатчика на антенны приемника команд системы ликвидации. Преобразованный сигнал останавливает двигатели и взводит блок подрыва взрывателей. Второй сигнал с земли поджигает пирошнуры, которые приводят в действие линейные заряды, расположенные на боковой поверхности каждого из баков. Подрыв зарядов приводит к вскрытию баков и распылению топлива.

Конртольная система давления

Система подает газообразный азот для пневмоклапанов топливной системы и продувки различных систем двигателей. Интегрированная система состоит из бортовой контрольной системы, наземной контрольной системы, и бортовой системы продувки.

Бортовая контрольная система состоит из азотного баллона высокого давления, магистралей для наполнения баллона и для распределения газа и клапанов на распределительных линиях. Баллон из титанового сплава имеет объем 35 литров и рассчитан на максимальное давление 340 атмосфер. Баллон заполняется и опорожняется через общий клапан. Во время подготовки к пуску он предварительно заполняется до давления 110 атмосфер, этого давления хватает для любых предпусковых операций. В последний час перед пуском баллон заполняется до максимального давления. Распределительная система магистралей содержит фильтры, клапаны, регулятор давления и другое оборудование. Имеются магистрали, соединяющие баллон с наземными коммуникациями и клапанами по всей ступени.

Наземная контрольная система обеспечивает давление в системе для пневмоклапанов ступени. Это клапаны заправки и дренажа топлива, а также клапаны аварийного отключения двигателей. Наземная система выполняет дублирующие функции на случай аварии, а также экономит бортовой запас азота.

Бортовая система продувки состоит из трех бортовых баллонов высокого давления, аналогичных баллону контрольной системы, а также трубопроводов и магистрали для заполнения баллонов. Трубопроводы направляют газ к системам продувки двигателей и калориметра. Эти системы удаляют протекшие компоненты топлива и необходимы от момента заправки до окончания полета ступени.

Система контроля окружающей среды

Система защищает оборудование ступени от предельных температур в области передней юбки и двигательного отсека, а также обеспечивает продувку азотом во время операций перед зажиганием и самого зажигания. Воздух с заданной температурой начинает подаваится от наземного блока кондиционирования воздуха за 14 часов до пуска и прекращает подаваться за 6 часов до пуска. После этого газообразный азот из воспомогательного блока подается в систему и используется для продувки и кондиционирования передней юбки и двигательного отсека вплоть до отсоединения наземных магистралей во время пуска. Распределительная магистраль подает с земли воздух и газообразный азот через соответствующие отверстия для поддержания требуемой температуры в двигательном отсеке. Система также вентилирует воздухом и азотом контейнеры с электрооборудованием в передней юбке для поддержания требуемой температуры. Из контейнеров воздух поступает вовнутрь юбки.

Инструменты визуального контроля

Основная статья: Кинокамеры на ступенях ракет серии «Сатурн»

Инструменты визуального контроля устанавливались на первых двух летных ступенях, в полетах «Аполлона-4» и «Аполлона-6». Их задача — обеспечить наблюдение за критически важными функциями ступени перед и во время наземных огневых испытаний и в условиях полета.

Кинокамеры в количестве 4 штук установлены в передней юбке. Две цветные камеры обеспечивают наблюдение за внутренней частью бака окислителя, показывая поведение жидкого кислорода, возможные волны, плескание и «водопады» внутри бака. Две других камеры показывают процесс разделения первой и второй ступени. Капсулы с пленкой выбрасываются через 25 секунд после отделения ступени, опускаются на парашютах на воду и вылавливаются. Капсулы снабжены теплозащитой, радио- и оптическим маяком.

Телевизионная система передает 4 вида на двигательный отсек, показывая работу двигателей и других систем во время от заправки до отделения ступени. Система состоит из двух камер и двух разветвляющихся оптоволоконных систем. Экстремальные значения теплопотоков, акустических нагрузок и вибрации препятствуют установке камер вблизи двигателей. Поэтому видеоизображение передается по оптоволоконным кабелям к камерам, которые устанавливаются в двигательном отсеке. Для защиты объективов используются кварцевые стекла. Для защиты от оседающей сажи стекла продуваются азотом и протираются. Частота съемки — 30 кадров в секунду, соседние кадры комбинируются попарно, давая частоту 15 кадров в секунду. Частотно-модулирующий передатчик мощностью 2,5 ватт передает сигнал на антенну типа «волновой канал», закрытую защитным кожухом.

Сборочный цех для ступеней S-IC в г. Мичуд. (с) НАСА [7]

Номер	Дата пуска	Полет	Текущее местонахождение	Примечания
S-IC-T	Испытательная ступень для статических огневых испытаний		Экспонируется в составе ракеты в Космическом центре им. Кеннеди, м. Канаверал
S-IC-S	Испытательная ступень для структурных испытаний (не имеет двигателей)		Неизвестно (последний раз видели в Космическом центре им. Маршалла)
S-IC-F	Испытательная ступень для проверок сборочного и пускового комплексов		Неизвестно
S-IC-D	Испытательная ступень для наземных динамических испытаний		Экспонируется в составе ракеты в U.S. Space & Rocket Center, Хантсвилл, Алабама
S-IC-1	9 ноября 1967 года	«Аполлон-4»	Атлантический океан	Изготовлена в Космическом центре им. Маршалла; установлены гасители колебаний «пого» в магистралях горючего периферийных двигателей
S-IC-2	4 апреля 1968 года	«Аполлон-6»	Атлантический океан	Изготовлена в космическом центре им. Маршалла
S-IC-3	21 ноября 1968 года	«Аполлон-8»	Атлантический океан
S-IC-4	3 марта 1969 года	«Аполлон-9»	Атлантический океан	Тяга маршевых двигателей на уровне моря увеличена с 680 до 690 тонн
S-IC-5	18 мая 1969 года	«Аполлон-10»	Атлантический океан
S-IC-6	16 июля 1969 года	«Аполлон-11»	Атлантический океан
S-IC-7	14 ноября 1969 года	«Аполлон-12»	Атлантический океан
S-IC-8	11 апреля 1970 года	«Аполлон-13»	Атлантический океан
S-IC-9	31 января 1971 года	«Аполлон-14»	Атлантический океан
S-IC-10	26 июля 1971 года	«Аполлон-15»	Атлантический океан	Число тормозных двигателей уменьшено с 8 до 4
S-IC-11	16 апреля 1972 года	«Аполлон-16»	Атлантический океан
S-IC-12	7 декабря 1972 года	«Аполлон-17»	Атлантический океан
S-IC-13	14 мая 1973 года	«Скайлэб»	Атлантический океан	Запущена в составе ракеты «Сатурн ИНТ-21»; маршевые двигатели включались по схеме 1-4 (а не 1-2-2) для уменьшения нагрузки на монтировку астрономического блока
S-IC-14	не использована		Экспонируется в составе ракеты в Космическом центре им. Джонсона, Хьюстон, Техас	Предназначалась для «Аполлона-18/-19»
S-IC-15	не использована		Экспонируется на заводе в Мичуде, Новый Орлеан	Предназначалась для запасного экземпляра «Скайлэба»

[1]

apollofacts.wikidot.com

---

• 
  Все изобретения и научные работы никола тесла
• 
  Как ученые смогли его датировать
• 
  Уралтрансмаш трамвай
• 
  Маск элон поезд
• 
  1 спутник фото
• 
  Мумии с татуировками
• 
  Существуют ли динозавры
• 
  Военный дрон
• 
  Воин будущего
• 
  Сайт oppo
• 
  Сайты о планете марс