Parte 1 - Parte 3
En la parte anterior de La Guía, prometí dejar para el postre la parte más deliciosa de exponer el "engaño lunar": las afirmaciones del sistema espacial cohete Saturno-Apolo. Los argumentos aquí, me parece, son muy simples y obvios: sí, las fotografías y los materiales cinematográficos bien podrían haber sido tomados en la Tierra (lo que casi se admite), pero esto bien podría explicarse por un defecto de laboratorio en el desarrollo de la película, la mala calidad de las imágenes en sí, etc. Quiero hacer una digresión importante. De hecho, en la filmación de los llamados documentales y reporteros, a menudo se acostumbra utilizar "tomas en escena" y "reconstrucción". No seamos duros con los trabajadores creativos, porque en la vida real, donde ocurren los eventos actuales, a menudo no hay una buena luz de estudio, las cámaras de cine fallan, los lentes costosos se rompen, los focos se queman … Además,¡simplemente no puede tener tiempo para capturar la toma histórica del siglo!
Hoy en día se ha sabido que el equipo de rodaje del 7 de noviembre de 1941 no logró filmar el discurso del camarada Stalin en la Plaza Roja, y casi por decisión del Politburó se vio obligado a pronunciar el discurso por segunda vez. La sustitución se reveló fácilmente, ya que Stalin actuó en una helada severa, durante una tormenta de nieve, mientras que en la película, cuando abrió la boca, ¡ni siquiera tenía vapor! Por otro lado, su discurso fue transmitido en vivo por la radio, y el propio Stalin fue visto por miles de participantes en el desfile de 1941.
Maquetas de dos misiles: H1 (izquierda) y Saturn-5 (derecha)
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También recientemente, los británicos admitieron que muchos discursos y discursos del primer ministro Winston Churchill durante los años de la guerra fueron retratados para crónicas fotográficas por su doble, e incluso en la radio (!) El texto en nombre de Churchill fue recitado por un artista con una voz similar. Sin embargo, esto no niega la existencia misma del Sr. Churchill como tal.
Déjeme darle una comparación muy dura y peligrosa. Cuando se lanzó Yuri Gagarin no hubo reportaje, y más protocolo, no se realizó el rodaje. Solo fijación técnica y solo para almacenamiento especial. Dada la trascendencia política del evento, la necesidad de replicar material propagandístico de alta calidad, se decidió en pocos días hacer una "reconstrucción" de la despedida antes del lanzamiento con el Gagarin real y un misil real de la misma clase. Como es habitual en tales casos, filmaron con muchas cámaras, hicieron un reportaje solemne en un cohete alimentado (!), Se abrazaron, besaron, soltaron una lágrima …
Desde el punto de vista de las leyes del cine, todo esto es correcto y competente. ¿Esto proyecta una sombra sobre Yuri Gagarin? En absoluto, debido a que los radioaficionados de todo el mundo recibieron sus señales, el barco en sí era claramente visible en muchos puestos de observación y, lo más importante, esas "bolas" con antenas del tipo "Vostok" se lanzaron a la oscuridad tanto antes del 12 de abril de 1961 como después., solo que se llamaban de manera diferente, y en lugar de un astronauta había una cámara potente con una buena cantidad de película a bordo. Estos aviones de reconocimiento fotográfico se lanzaron al menos una vez a la semana, por lo que la realidad de la implementación del vuelo de Yuri Gagarin no plantea dudas.
Video promocional:
En cuanto al cohete Saturno y el sistema espacial, todos los misiles de esta familia fueron desechados apresuradamente a mediados de los 70, la documentación y las unidades de trabajo fueron destruidas, solo quedaron unos pocos modelos de museo, que bien podrían haber sido originalmente maniquíes dimensionales y de peso para varios Pruebas estáticas, cuya presencia no prueba nada. Por ejemplo, en la URSS se produjeron más de diez productos 11A52 o "H1" de tamaño completo; este era el nombre del cohete lunar soviético del programa de vuelo tripulado a nuestro satélite natural. Al mismo tiempo, solo se lanzaron cuatro productos numerados 3L, 5L, 6L y 7L desde el sitio de prueba de Baikonur, uno - 4L se puso a un lado en el almacén de "reserva", el resto se utilizó para diversas pruebas, capacitación del equipo de lanzamiento, etc.9L y dos conjuntos más sin ensamblar simplemente se desecharon después de que se cerró el programa …
Al mismo tiempo, todos entendemos que incluso si el cohete N1 se exhibiera en VDNKh, esto no probaría nada, porque su triste historia es bien conocida.
Motor RD-270
El Museo Energomash tiene el motor cohete propulsor líquido (LRE) de una sola cámara soviético más grande del tipo RD-270 con un empuje de aproximadamente 640 toneladas en el suelo. Pero esto es solo una maqueta tecnológica: un producto semiacabado para una de las innumerables pruebas. En realidad, este motor (desafortunadamente) nunca fue llevado a la etapa de pruebas de vuelo. "Vivo" y "saludable" siguen siendo prototipos de la nave espacial lunar LOK (11F93) y la cabina de aterrizaje LK (11F94), en Internet cualquiera puede encontrar fácilmente sus fotos.
LC se ha convertido en un material didáctico
LK se ha convertido en una ayuda para la enseñanza Los estadounidenses muestran con orgullo sus cohetes de museo "Saturno-5", supuestamente proporcionando la entrega de astronautas a su destino, y, además, motores de cohetes de propulsión líquida superpotentes del tipo F-1 con un empuje de aproximadamente 680 toneladas en el suelo, sin los cuales levantar un cohete pesar alrededor de tres mil toneladas (!) Simplemente no es realista.
Bueno, bueno, a cambio podemos mostrar nuestros motores de museo, modelos de barcos y cabinas lunares, y qué, ¿también volamos a la luna? Aunque, por supuesto, también es una opción. Por lo tanto, volviendo al tema de nuestra historia (y todas las anteriores fueron solo una digresión necesaria), quiero decir de manera directa y sin rodeos: ¡no se puede intimidar con las exhibiciones de los museos! Todos estos son accesorios falsos y nada más. Nuestra tarea principal es analizar todos los materiales estadísticos, fílmicos y fotográficos disponibles de lanzamientos reales de misiles Saturno para responder a una pregunta extremadamente importante: si el cohete Saturno-5 y la nave espacial Apolo cumplen con las características técnicas mínimas necesarias para entregar dos o tres hombre a la luna y su regreso sano y salvo a su Tierra natal?
LRE F-1. ¡También una gran pieza de hierro!
Todos los argumentos posteriores se relacionarán con dos categorías de métodos de investigación: el análisis de datos estadísticos numéricos y el estudio del comportamiento de un cohete y un barco directamente durante el vuelo.
"Leyenda" falsa
Uno de los mitos y conceptos erróneos más estúpidos sobre el programa Saturno-Apolo es que su impecable implementación (desde el punto de vista de la prensa oficial) se basa en un estudio profundo y pruebas exhaustivas de todos los componentes del programa lunar. Por desgracia, esto no es del todo cierto, o más bien, no es del todo cierto. Un estudio cuidadoso del período preparatorio de 1964 a 1969 antes del inicio de las misiones lunares tripuladas está lleno de detalles muy jugosos.
El primer vuelo de prueba de la nave espacial Apolo en el cohete ligero auxiliar Saturn-1B tuvo lugar el 26 de febrero de 1966. Habiéndose elevado a una altura de 488 km, este objeto cayó a lo largo de una trayectoria balística hacia el Atlántico. El propósito de esta misión, según la NASA, era probar un prototipo de nave espacial Apollo y verificar su vehículo de descenso para una entrada controlada a la atmósfera. Sin embargo, durante el descenso, el barco perdió el control de balanceo, entró en el modo de giro incontrolado y cayó al océano con sobrecargas exorbitantes. El propósito del segundo vuelo el 5 de julio de 1966. fue el estudio del "comportamiento del hidrógeno líquido en gravedad cero". Así es como el anuario de la Gran Enciclopedia Soviética (TSB) de 1967 describe los resultados del vuelo: “La última etapa (cohete S-IVB) del vehículo de lanzamiento experimental Saturn IB SA-203 se puso en órbita con combustible consumido de forma incompleta. Las principales tareas del lanzamiento son estudiar el comportamiento del hidrógeno líquido en un estado de gravedad cero y probar el sistema que asegura el reenganche del motor de la etapa principal. Luego de realizar los experimentos previstos en el sistema para remover vapor de hidrógeno del tanque, las válvulas fueron cerradas, y como resultado del aumento de presión, la etapa EXPLOTÓ en el séptimo lazo. El tercer vuelo de este año, el 25 de agosto de 1966, fue nuevamente suborbital, pero el alcance fue impresionante: el objeto ya fue capturado en el Océano Pacífico. El tercer vuelo de este año, el 25 de agosto de 1966, fue nuevamente suborbital, pero el alcance fue impresionante: el objeto ya fue capturado en el Océano Pacífico. El tercer vuelo de este año, el 25 de agosto de 1966, fue nuevamente suborbital, pero el alcance fue impresionante: el objeto ya fue capturado en el Océano Pacífico.
Una de las fuentes afirma secamente que la separación fue bien, a pesar de los problemas "menores" con las válvulas en el sistema de enfriamiento del motor. E incluso con fluctuaciones muy insignificantes de la etapa superior, que apenas se volvió a controlar (!?) Por eso, aparentemente, terminó en el Océano Pacífico en lugar de en órbita. El descenso de la cápsula en la atmósfera fue "más empinado de lo esperado" (!?). ¡La búsqueda de la cápsula caída duró aproximadamente nueve horas! Aquí solo podemos agregar para completar las impresiones: durante las pruebas de banco de la segunda etapa del cohete Saturno-5 para un intervalo de operación de 350 segundos el 25 de mayo de 1966, una llama se encendió en dos lugares y la prueba tuvo que ser interrumpida. Tres días después, cuando el mismo escenario fue retirado del stand, su tanque de hidrógeno explotó repentinamente y cinco trabajadores resultaron heridos. La cabina resultó gravemente dañada. Luego,El 20 de enero de 1967, durante las pruebas en tierra, explotó la etapa S-IVB-503, que se estaba preparando como la tercera etapa del cohete Saturno-5, número de serie 503 para el legendario vuelo Apolo-8. Bueno, para colmo, lo que todo el mundo sabe: el 27 de enero de 1967, tres astronautas de la nave espacial Apolo 1 fueron incendiados durante el entrenamiento en tierra, ¡solo unas semanas antes de su lanzamiento! Posteriormente, la comisión investigadora de los hechos llegó a la conclusión: los vuelos tripulados en este tipo de equipos fueron cubiertos con una cubeta de cobre por tiempo indefinido.¡El 27 de enero de 1967, tres astronautas de la nave espacial Apolo 1 se incendiaron durante el entrenamiento en tierra solo unas semanas antes de su lanzamiento! Posteriormente, la comisión investigadora de los hechos llegó a la conclusión: los vuelos tripulados en este tipo de equipos fueron cubiertos con una cubeta de cobre por un tiempo indefinido. El 27 de enero de 1967, tres astronautas de la nave espacial Apolo 1 murieron quemados durante el entrenamiento en tierra, ¡solo unas semanas antes de su lanzamiento! Posteriormente, la comisión investigadora de los hechos llegó a la conclusión: los vuelos tripulados en este tipo de equipos fueron cubiertos con una cubeta de cobre por tiempo indefinido.
Además, hubo dos lanzamientos no tripulados del cohete Saturno-5: uno en noviembre de 1967 bajo la designación Apolo-4, cuando la nave con toda la potencia del cohete solo pudo lanzarse en una órbita elíptica con un apogeo de solo 18 mil kilómetros, y el segundo bajo la designación Apolo. -6 , cuando el cohete casi colapsa en el aire, los motores de la segunda etapa fallaron en vuelo, luego hubo un problema con la tercera, el rodaje técnico mostró la destrucción parcial de algunos elementos estructurales del cohete, como resultado, en lugar de simular un sobrevuelo de la Luna por una trayectoria altamente elíptica con un apogeo de hasta 500 mil kilómetros, voló cerca de la Tierra y aterrizó con un gran error en una trayectoria balística incontrolable. Y esto es todo lo que se hizo antes de diciembre de 1968 en términos de pruebas de vuelo del cohete lunar Saturno-5 antes del primer (!) Vuelo tripulado del Apolo-8 a la Luna. AparentementeLos estadounidenses decidieron no realizar más vuelos de prueba, no gastar dinero y nervios en ellos, sino enviar gente inmediata e inmediatamente a la Luna, porque nuestra gente, lo principal, la gente, ¡no los defraudará! Y si te defraudan, no sientes pena por ellos …
¿Cuánto pesa Skylab?
La mayor monstruosidad en el programa lunar estadounidense se considera legítimamente la primera estación espacial Stars and Stripes Skylab, creada al reequipar la tercera etapa del cohete Saturno-5. Según cifras oficiales, esta es la estación espacial de un solo bloque más grande jamás lanzada para operaciones a largo plazo. Este evento que hizo época, que tuvo lugar el 14 de mayo de 1973, también marcó el final de la carrera espacial de los cohetes Saturno-5, ya que este fue el último, decimotercer (!) Lanzamiento de productos de este tipo.
Por lo general, cuando se prepara una carga útil con anticipación para un transportista específico, sus parámetros de peso y tamaño se seleccionan en función de las capacidades máximas del transportista. Por ejemplo, el barco Vostok pesaba un poco menos de cinco toneladas porque el cohete Vostok, que también es un producto 8K72K, no podía hacer más. Exactamente por la misma razón, la nave espacial Soyuz ha estado pesando un poco menos de siete toneladas durante los últimos cuarenta años, y las estaciones tipo Salyut, alrededor de 19 toneladas. Me gustaría más, pero el viejo "Proton" ya no tiraba. En consecuencia, cuando los estadounidenses decidieron sorprender al mundo y construir una grandiosa estación espacial, teníamos derecho a esperar que "Saturno-5" alcanzaría el récord de capacidad de carga. En todos los vuelos de la nave espacial Apollo, desde A-4 hasta A-17, el peso de la carga útil solo aumentó, y en el vuelo A-15 se estableció un récord: 140 toneladas de carga en órbita terrestre baja.
En el Libro Guinness de los Récords, hay la siguiente entrada oficial: "El objeto más pesado lanzado a la órbita cercana a la Tierra fue la tercera etapa del cohete estadounidense Saturn 5 con la nave espacial Apolo 15, que pesaba 140.512 kg antes de entrar en la órbita selenocéntrica intermedia". Es decepcionante saber que en el último vuelo récord, según cifras oficiales, la carga útil fue de solo 74,7 toneladas. Por otro lado, los cálculos mostrados por mí en la tercera parte de "Pepelatsev" prueban que "Saturno-5" bien podría haber puesto una carga útil de hasta cien toneladas en una órbita objetivo de referencia del tipo "Skylab" (altitud 435 km, inclinación 50 grados). Sin mencionar que a una órbita muy baja (el llamado LEO) - no menos de 120 toneladas. Surge una pregunta razonable: ¿dónde está todo lo demás?
Estábamos esperando una demostración de potencia, y nos mostraron un portaaviones que, en lugar de cien toneladas, apenas acabó setenta y media … La descripción detallada es la siguiente: “Skylab 1 Nation: USA. Programa: Skylab. Carga útil: Skylab Orbital Workshop. Peso: 74.783 kg. Clase: Tripulado. Tipo: Estación espacial. Nave espacial: Skylab, Apollo ATM. Agencia: NASA MSF. Perigeo: 427 km. Apogeo: 439 km. Inclinación: 50,0 grados Duración: 93,2 min. COSPAR: 1973-027A. USAF Sat Cat: 6633. Fecha de descomposición: 11 de julio de 1979 . Foto de la izquierda: Skylab con un ala. El ala izquierda se perdió …
Sin embargo, analizando los registros estadounidenses, descubrí algo asombroso: una escasez de carga útil y trabajo en tres cuartas partes de la fuerza combinada con una carga récord que jamás se haya elevado a la órbita terrestre baja: en este día de mayo de 1973 (así es como sale) el cohete Saturno-5, desgarrándose el ombligo, ¡sacó hasta 147 toneladas al espacio en su joroba! Es cierto que este récord mundial absoluto (por alguna razón) no está en ninguna parte y nadie lo reconoce. Sin embargo, empezó la parte más interesante. ¿Y qué se incluye exactamente en estos 147 millones?
Primero, la segunda etapa del cohete entró en órbita (peso seco alrededor de 42 toneladas) y otras 13 toneladas de residuos de combustible, que es tres veces mayor que los remanentes habituales para esta etapa (generalmente no más de 4..5 toneladas). En segundo lugar, el propio Skylab pesa unas 75 toneladas. Además, la NASA estaba arrastrando basura a la órbita: ¡se puso en órbita un carenado que pesaba casi 12 toneladas! Este hecho es extremadamente perjudicial para la salud. Los expertos me entenderán: ¿por qué arrastrar el carenado a una altura de 450 km? Normalmente, este elemento estructural cae a altitudes de 90-130 km de largo antes de que la ZMS entre en órbita. Simplemente ya no tiene sentido. Por ejemplo, siete Salyut, un Mir, varios módulos como Kvant, Spektr, Kristall y otros, y varios segmentos de la ISS fueron puestos en órbita por el cohete Proton. Al mismo tiempo, el cohete soviético siempre deja caer este mismo carenado en vuelo mucho antes de entrar en órbita. Y todos los demás transportistas existentes abandonan el carenado en la etapa de lanzamiento, esto es energéticamente más favorable.
Para miles de lanzamientos espaciales, solo se pueden recordar algunos casos de violación de esta regla no escrita. Además, el adaptador de la primera etapa que pesa 5 toneladas aún no se ha separado. Y él también fue llevado con ellos a la órbita. Aparentemente esto fue planeado, de lo contrario el equilibrio no convergerá. De hecho, aparte de la estación de 75 toneladas, se lanzó al espacio el lote más grande de basura y chatarra, con un peso de 25 toneladas, sin contar el peso de la última etapa. Por supuesto, puede plantear la pregunta de otra manera: no perseguían el peso máximo, 75 toneladas eran suficientes para ellos. Este es un buen argumento, solo que tiene un pequeño inconveniente: la estación Skylab salió "sin terminar", ¡ni siquiera tiene sus propios motores! Aunque los recursos hicieron posible conectar fácilmente cualquiera de las unidades de propulsión listas para usar, por ejemplo, las almacenadas desde los módulos de aterrizaje Apollo LM.
Resulta que, al tener la oportunidad de poner en marcha una estación de 100 toneladas en pleno funcionamiento, los estadounidenses decidieron limitarse voluntariamente al 75% de la capacidad, y el resto fue "arrojado" desde arriba con basura, como lo hacían antes los escolares soviéticos, entregando papel de desecho … Como resultado, Skylab voló después de 1973 sin la menor oportunidad corrección de la órbita, y en 1979 cayó de forma completamente incontrolable en la naturaleza de Australia. Para salvar este "milagro", que ha estado trabajando activamente durante solo seis meses, nadie comenzó o no quiso … Si comenzamos a recoger las 75 toneladas "legales" restantes de "Skylab", entonces todo es extremadamente vago y misterioso aquí (debería haber pesar 77 toneladas, pero la batería solar se dejó caer en vuelo, dejando 74,7 toneladas de peso oficial).
La estación consta de los siguientes elementos:
Distribución de peso de los elementos estructurales de la estación Skylab
(según el libro "Skylab Orbital Station" de L. Bellew E. Stullinger, traducido del inglés M. Mechanical Engineering, 1977)
| Elemento | Longitud, m | Diámetro, m | volumen, m3 | Peso *, t |
| Estructura de atraque | 5.2 | 3,0 | treinta | 6,3 |
| Cajero automático Astrokomplekt | 4.5 | 3.4 | 5,0 | cinco |
| Burbuja de aire | 5.2 | 3.2 | 17 | 22,2 |
| Compartimento de equipo | 0,9 | 6.6 | 2.0 | cinco |
| Bloqueo orbital | 14,6 | 6.6 | 275 | 35,4 |
Entonces, toda esta basura en total extrae 71t en total. Y según cifras oficiales, debería rondar las 77 toneladas. Ya es una discrepancia. Hay una versión sobre una discrepancia: según los datos de la NASA, la masa del astrocompleto ATM se indica el doble que en el libro de Bellew y Stuhlinger ≈11,8 toneladas en lugar de 5,05 toneladas. (O de la nada ~ se acreditaron 6.7 toneladas) O tome una esclusa de aire milagrosa que pesa 22 toneladas: ¡esto es más que la estación soviética de Salyut! Mire, la densidad promedio del espacio de la cámara es de 22 / 17≈1,3 t / m3, pero no hay combustible ni nada pesado en el interior. Parece que el compartimento no está lleno ni siquiera de agua, sino de arena … Pero la estación soviética de Salyut era tres veces más larga: 15 m; y más ancho de diámetro: 4,15 m. ¿De qué hicieron esta cámara con plomo? Pero la densidad promedio del compartimiento de las naves espaciales está en el rango de 0.25..0.35 t / m3. Incluso la densidad media de los vehículos de descenso es inferior a 1 t / m3 (de lo contrario, se hundirían en el agua), aunque el vehículo de descenso es el elemento más denso, pesado y duradero entre las naves espaciales.
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Por lo tanto, la esclusa de aire de la estación Skylab con un volumen de 17m3 debería pesar cuatro veces menos que ~ 5-6 toneladas. (Esto significa que agregaron ~ 16t.) Podemos hablar por separado sobre el carenado de cabeza "blindado" que pesa ~ 12t. ¡Y esto a pesar de que ni siquiera protege toda la estación, sino solo una parte de la corona! Por ejemplo, el carenado estándar de un cohete Delta-2 (diámetro = 2,9 m; altura = 8,48 m) pesa solo 839 kg. Pero el carenado del cohete Atlas-2 (diámetro = 4,2 m; altura = 12,2 m) pesa hasta ~ 2 toneladas. El carenado estadounidense más pesado del cohete Titan-4 con un diámetro de 5,1 my una altura de 26,6 m (¡cinco diámetros de longitud!) Pesa solo ~ 6,1 toneladas. Entonces, la suma de las adiciones de los pesos de las partes de la estación Skylab y la carga útil ya totalizó alrededor de 30 toneladas. Aquí agregamos cosas que existen solo en la realidad virtual,y cuya existencia es imposible de verificar, se trata de restos superplanificados de 8 toneladas de combustible y un adaptador semimítico de la primera etapa (~ 5 toneladas), que supuestamente fue arrastrado al espacio. Esto significa solo 30 + 8 + 5 = 43t. Permanece neto 100-43 ≈ 57t.
Resumen: Las capacidades de carga útil de Saturn-5 en la órbita objetivo tipo Skylab no excedieron las ~ 60t. Esta es una conclusión sumamente importante para nosotros, porque para poder realizar vuelos tripulados a la Luna usando un esquema de lanzamiento único, es necesario tener un cohete que pueda enviar al menos 45-50 toneladas de carga a la Luna, lo que equivale a una capacidad de carga útil de al menos ~ 130 toneladas en una órbita terrestre baja. … En consecuencia, si no tiene un portaaviones para 130 toneladas, pero hay la mitad de fuerza, entonces puede enviar a la Luna como mucho veinticinco toneladas de comerciales, que es suficiente para una misión de sobrevuelo, pero no suficiente para aterrizar en nuestro satélite natural.
Dado que el incidente de "Skylab" es ampliamente conocido, esta espina en el ojo estadounidense existirá durante mucho tiempo y beberá su sangre burguesa, y qué vergüenza, ya se ha registrado todo en el pasado, nada se puede cambiar …
¿Queroseno o hidrógeno?
Este curioso argumento ha tenido una gran aceptación en Internet gracias a su humilde servidor, quien, por diversión, decidió plantear el problema contrario: vale, que Skylab pese 60 toneladas o incluso las 75 toneladas. ¿Cuáles son las características del cohete en términos del impulso específico de la segunda etapa, para que la carga útil sea igual al peso de la estación, de modo que no se requiera un exceso de lastre? Quiero señalar de inmediato que al fijar las masas de la etapa y al variar solo el impulso específico de la segunda etapa, estoy actuando incorrectamente, porque este problema puede tener otra solución: sin cambiar los impulsos específicos de los motores, simplemente reduzca las masas absolutas de las etapas mismas. Sin embargo, habiendo fijado la masa y el impulso específico de la primera etapa Isp ~ 304 seg. (ya es demasiado bajo y difícilmente puede ser mucho más bajo), llegué a una conclusión interesante,que para lanzar una carga de setenta y cinco toneladas, los motores de la segunda etapa deben tener un impulso específico Isp ~ 380 s, es decir mucho más bajo que el rango de los motores de cohete de "hidrógeno" (simplemente no tienen Isp por debajo de 400 segundos).
Y la llama claramente no es hidrógeno …
Además, teniendo en cuenta la versión "liviana" del "Skylab" no más de sesenta toneladas, resulta que con una primera etapa canónica fija de "Saturno", la segunda se puede hacer "queroseno", porque el impulso específico requerido de los motores caerá a valores del orden de Isp ~ 330 segundos. … Se implementa fácilmente en motores de cohetes de oxígeno-queroseno con buenas boquillas de tobera a gran altitud. Además, se descubrió una foto divertida de las pruebas de banco del motor Saturn-5 de segunda etapa bajo la designación J-2, que tiene un brillo de hidrocarburo rojo-amarillo en lugar de una antorcha azul puro.
Además, existe una masa de evidencia a favor de que los estadounidenses no lograron realizar y completar el "hidrógeno" con un empuje de casi cien toneladas: durante 1965-1967 hubo repetidos accidentes (tanto en vuelo como en el stand) de etapas de hidrógeno con motores J-2, que terminaron en explosiones y destrucción total de la estructura. Sin embargo, en lugar (o junto) con la tesis anterior sobre la sustitución de motores J-2 poco fiables por algo más (con peores características), queda otro argumento: para la implementación de un cohete y sistema espacial de tan alto peso (unas 3000 toneladas) con solo cinco motores en la primera etapa., ¡esta tracción cinco debe ser particularmente sobresaliente!
El motor F-1: realidad y ficción
Muchos investigadores solo señalan, en primer lugar, no los problemas con el ajuste fino del "gas hidrógeno" en las etapas superiores, sino la imposibilidad a ese nivel técnico y en esas soluciones de circuito de implementar un motor cohete de una sola cámara con queroseno y oxígeno con un empuje de más de 700 toneladas. Hay muchas razones para esto, y la principal es la llamada. Inestabilidades de combustión de alta frecuencia causadas por (aproximadamente) grumos de mezcla de combustible sin quemar (como "gas detonante") que aparecen en una cámara enorme, que no se queman de manera uniforme, sino como microexplosiones. Siempre que la cámara del motor sea pequeña, esto es tolerable. Pero con enormes dimensiones lineales, se produce una detonación en el motor, que entra en resonancia, lo que destruye la carcasa del motor. Durante muchos años, se consideró muy problemático crear un solo motor de cohete con un empuje de más de cien toneladas.
Los diseñadores soviéticos representados por V. P. Glushko y otros llegaron a una conclusión inequívoca: es posible fabricar grandes motores propulsores líquidos solo en un circuito cerrado, cuando uno (o ambos) componentes ingresan a la cámara no en forma líquida (esquema líquido-líquido), sino como un gas caliente (esquema líquido-gas), que reduce drásticamente el tiempo de ignición de las porciones de combustible y localiza significativamente el problema de las inestabilidades de frecuencia de combustión a límites razonables. Sin embargo, los estadounidenses insisten en que han logrado hacer algo que no puede estar en la naturaleza, es decir. un motor cohete de una sola cámara que funciona con queroseno y oxígeno en circuito abierto con un suministro en fase líquida de ambos componentes y un empuje de más de 700 toneladas.
Motor F-1 en el stand
Las fotos disponibles de las pruebas de banco de este motor milagroso también plantean muchas preguntas, porque de la boquilla sale un humo espeso y opaco, ¡detrás del velo del cual una llama se abre paso solo unos pocos metros! Incluso los empleados del sitio de prueba, que habían visto muchas cosas, se sorprendieron por el trabajo de esta "batería de horno de coque". Una fotografía. Motor F-1 en el banco Al ver esta "llama negra", la primera reacción de los probadores fue apagar todo inmediatamente, hasta que explotó. Pero compañeros con acento alemán explicaron que todo está bien, que es "tan necesario" …
Aquí es necesaria una digresión. A diferencia de la mayoría de los motores de cohetes soviéticos, que estaban hechos de dos carcasas sólidas unidas (exterior e interior), entre las cuales el enfriamiento líquido por uno de los componentes (generalmente un combustible, con menos frecuencia un oxidante) fluía a través de canales acanalados, la mayoría de los motores de cohetes estadounidenses de esos años eran un conjunto de enormes la cantidad de tubos delgados, que se unieron mediante soldadura y bandas eléctricas, formando la forma habitual de la cámara y la boquilla del motor de propulsión líquida. Los tubos generalmente corren a lo largo del eje del motor, y si usa un juego doble de tubos, entonces algo de queroseno fluye de arriba hacia abajo, desde la cabeza hasta el borde de la boquilla, y por el otro (paralelo), viceversa, de abajo hacia arriba, suministrando combustible caliente a la cabeza de la boquilla.
No discutiré ahora las ventajas y desventajas de cada esquema, solo diré que nuestras carcasas de "láminas" estaban hechas de una astuta aleación de bronce, y las tuberías americanas estaban hechas de níquel o acero. La diferencia es que el bronce cromado soviético (inventado no sin una punta de los alemanes capturados) tenía mejores propiedades de conducción del calor que el acero y el níquel. Entonces, el investigador de la falsificación lunar S. Pokrovsky en el artículo "Por qué no se llevaron a cabo los vuelos a la luna" señala los defectos estructurales de la aleación a partir de la cual se hicieron estos mismos tubos del motor F-1: esta es la aleación de níquel Inconel X-750. Sin entrar en una descripción detallada de los argumentos de Pokrovsky, señalaré que, en su opinión, en ese momento, las aleaciones de níquel resistentes al calor todavía estaban poco estudiadas y, al final, resultó queesta aleación más experimental de Inconel X-750 en realidad no podía proporcionar las propiedades de resistencia necesarias con los parámetros de funcionamiento declarados del motor.
Según Pokrovsky, los estadounidenses abandonaron silenciosamente la rara aleación de níquel, cambiando a un acero resistente al calor más confiable. Además, según la hipótesis de Pokrovsky, para garantizar el funcionamiento seguro del motor en tubos de acero delgados, los estadounidenses se vieron obligados a reducir significativamente la temperatura en la cámara de combustión (en un 15%) y, como resultado, a perder aproximadamente el 22% del empuje del motor. Debo admitir que no estoy completamente de acuerdo con la sustanciación de las estimaciones numéricas de esta versión, en particular, con la estimación de la contribución del intercambio de calor radiante de vapor de agua en la cámara del motor F-1, pero me gustaría señalar que, sin duda, hay un grano común en estas hipótesis. Solo que lo justificaría mucho más fácil y un poco desde el otro extremo.
Dejando por algún tiempo los problemas de las inestabilidades de la combustión y el problema de la detonación de los racimos de combustible en una cámara de combustión grande, me gustaría hablar sobre las propiedades conductoras de calor de las cámaras de combustión y las partes de las boquillas de un motor de propulsión líquida utilizando ejemplos cualitativos. No en vano mencioné que las cámaras soviéticas de los motores de cohetes de propulsante líquido clásicos como el RD-107 y el RD-108 estaban hechas de bronce de cromo especial (y todas las aleaciones de cobre tienen una excelente conductividad térmica), por lo que incluso una pared muy gruesa transfiere calor de manera confiable al queroseno que fluye. El níquel y el acero tienen una conductividad térmica mucho más baja, por lo que, en igualdad de condiciones, están diseñados para un flujo de calor más bajo por unidad de superficie. La pared de la cámara de combustión opera bajo cargas térmicas impensables: por un lado, gas caliente con una temperatura de 3500K, por otro lado, el queroseno fluye con una temperatura diez veces menor. Si el calor en forma de transferencia convectiva (contacto) y en forma de flujo radiante, que cae sobre cada centímetro cuadrado de la pared de la cámara, no se elimina y "transfiere" al refrigerante que fluye (queroseno), entonces la temperatura de la pared comenzará a subir (hasta la temperatura del gas), y el metal se derretirá fácilmente.
A su vez, la magnitud del flujo de calor está determinada tanto por la temperatura del gas como por su presión (densidad del gas). Obviamente, la temperatura de combustión está determinada por la química del proceso y, de hecho, para la mayoría de los motores de propulsión líquida de queroseno, no difiere en más del 5-7%. La presión es otro asunto: el gas puede estar caliente, pero su densidad será baja y el flujo de calor será pequeño. En todos los primeros motores de cohetes de queroseno soviéticos sin enfriamiento de cortina serio por inyección de líquido en la zona de la pared (excepto en la zona de la cabeza del motor), la presión en la cámara varió de 52 a 60 atmósferas. Todos los primeros motores de cohete de queroseno estadounidenses, creados por diferentes empresas (!), Como el LR87-3 de la empresa Aerojet con un empuje de 73 toneladas para el cohete Titan-1 tenían una presión de funcionamiento de solo 40 atm, y su hermano gemelo LR79-7 con un empuje de 75 montones,creado por los competidores más acérrimos de "Rocketdyne" para misiles del tipo "Delta", tenía una presión de funcionamiento de hasta 41 atm.
Otra conocida serie de motores LR89 del mismo Rocketdyne para la familia de misiles tipo Atlas se contentó con solo 42 atmósferas en la recámara, que a principios de los 90 se había llevado a un nivel de solo 48 atmósferas. El lector, por supuesto, puede dudar de la existencia de una conexión entre el diseño tubular de las cámaras de los motores de cohetes estadounidenses y sus parámetros operativos. Pero aquí está la paradoja: el mismo LR87-5 sin alterar la cámara y la boquilla, después de reemplazar los componentes de queroseno y oxígeno con aerosina-50 y tetróxido de nitrógeno, se hizo funcionar con éxito a una presión de 54 atm, y en el modelo LR87-11 la presión se llevó a 59 atm. Mismos tubos, misma cámara, pero ¿cuál es la diferencia? La diferencia es simple: en primer lugar, el aerosina-50 (una mezcla de heptil e hidracina) en tetróxido de nitrógeno se quema a una temperatura un par de cientos de grados más baja,y en segundo lugar, la hidracina y sus derivados tienen mejores propiedades refrescantes que el queroseno.
A decir verdad, de todos los componentes de combustible utilizados en astronáutica, el queroseno ocupa el último lugar como refrigerante. Si alguien está interesado en motores de cohetes propulsores líquidos soviéticos con una presión de más de 100 atm en la cámara, le explicaré una cosa simple: allí, además del enfriamiento por flujo, hay dos o tres correas de enfriamiento de cortina más por inyección directa de combustible en la capa de la pared. Es solo que es posible organizar las correas de inyección de combustible en una carcasa de hoja, ¡pero no en una cámara tubular! La propia estructura tubular sirve como obstáculo. Habiendo completado toda esta larga excursión, el lector se quedó perplejo con un hecho banal: en el motor "tubular" F-1, ¡supuestamente se realizó una presión de 70 atmósferas! El problema es que todas las cámaras tubulares hechas de níquel y materiales de acero por encima de 40..48 atm en ese momento simplemente no podían realizarse. De lo contrario, los estadounidenses habrían forzado todos sus motores de cohetes de queroseno hace mucho tiempo,que, según el nivel tecnológico, se han mantenido en el nivel de hace 40-50 años. Sin embargo, intentaré dedicar un artículo especial separado a este aspecto de alguna manera.
Preveo (de antemano) un argumento de este tipo: con un aumento lineal en el tamaño del motor, su superficie crece en un cuadrado y su volumen en un cubo. Digamos que la dimensión lineal se duplica, la superficie del motor se cuadruplica y el volumen aumenta ocho veces. ¡Y genial! ¿Qué se sigue de esto? El hecho es que el flujo de calor radiante está determinado por la superficie emisora del gas, y no por su volumen (la luminosidad, en principio, se define como la potencia radiada por una unidad de área), también con el flujo de calor convectivo, está determinado por el área de la superficie de la cámara, y no por su volumen. Lo único que está creciendo en nuestro país es la proporción específica de queroseno, que se puede utilizar para enfriar una unidad del área de la pared de la cámara. Pero el problema es que, incluso si bombeamos el doble de queroseno, la capacidad de enfriamiento de la pared en sí no aumentará a partir de esto y no podrá generar más calor. Además, ningún enfriamiento regenerativo de los motores de cohetes de queroseno es, en principio, capaz de eliminar todos los flujos de calor del cuerpo sin utilizar el enfriamiento de cortina ya mencionado por inyección directa en la capa de la pared, que (debido a la naturaleza tubular de la cámara) no se puede organizar excepto cerca de la cabeza.
Si este no fuera el caso, ahora los RD-180 soviéticos (rusos) con una presión de 250 atm en una cámara con una chaqueta de chapa de bronce cromado y una cortina de enfriamiento de varios niveles no se usarían en el Atlas estadounidense, sino por el contrario, en nuestra Soyuz y Los "protones" serían monstruos de níquel tubular con licencia, como F-1 y otros como ellos. Por lo tanto, en base a lo anterior, el empuje del motor cohete F-1 debe ser "secuestrado" proporcionalmente al nivel de presión de operación de 40..48 atm o 30..40% del nominal, es decir. al nivel de 380..460 toneladas cerca del suelo, lo que reduce drásticamente la masa total estimada del cohete Saturno-5 en más de 1,5 veces. Moviéndose en esta dirección, y comparando esta hipótesis con el estudio de los noticiarios del vuelo "Saturno-5", S. Pokrovsky llegó a la conclusión,que la naturaleza de las ondas de choque supersónicas indica una subvelocidad significativa en la sección de la operación de la primera etapa, lo que confirma el empuje insuficiente de los motores y un suministro de combustible significativamente reducido. Y aunque es posible una disputa con respecto a las estimaciones de la velocidad de vuelo real del cohete Saturn-5, una cosa es cierta: su primera etapa fue significativamente (quizás dos veces) más liviana que la versión canónica, de lo contrario este diseño nunca habría podido separarse de la plataforma de lanzamiento.
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