Такая странная и подозрительная статистика ракет «Сатурн»
photo_vlad — 18.12.2018О статистических данных запусков ракет Сатурн в космос.
Итак, по порядку. В лунном проекте фигурируют три ракеты - Сатурн-1, Сатурн-1Б и Сатурн-5.
В двух словах идея здесь состояла в следующем.
Ракета Сатурн-1 это некая пробная ракета, мини-макет, на котором мы тренируемся, испытываем наши технологии, набираемся опыта. Эта наша летающая лаборатория.
Ракета Сатурн-1Б предназначалась для выведения одного лишь пилотируемого корабля "Аполлон" с тремя астронавтами на борту на низкую орбиту искусственного спутника Земли (ИСЗ). Либо груз весом до 18 тонн.
Ракета Сатурн-5 была примерно в семь раз грузоподъемней чем Сатурн-1Б и должна была выводить весь лунный комплекс на траекторию полета к Луне. Она строилась по принципу масштабирования технологий вышеуказанных ракет.
Как известно, существует ложь, большая ложь и просто статистика. Вот ее то мы и изучим.
В лунном проекте фигурируют три ракеты - Сатурн-1, Сатурн-1Б и Сатурн-5.
В двух словах идея здесь состояла в следующем.
Ракета Сатурн-1 это некая пробная ракета,
мини-макет, на котором тренируются, испытывают технологии,
набираются опыта. Это летающая лаборатория.
Ракета Сатурн-1Б предназначалась для выведения
одного лишь пилотируемого корабля "Аполлон" с тремя астронавтами на
борту на низкую орбиту искусственного спутника Земли (ИСЗ). Либо
груз весом до 18 тонн.
Ракета Сатурн-5 была примерно в семь раз
грузоподъёмней чем Сатурн-1Б и должна была выводить весь лунный
комплекс на траекторию полета к Луне. Она строилась по принципу
масштабирования технологий вышеуказанных ракет.
Сатурн-1 совершила 10 полетов с 1961 г. по 1965 г. Из них
заявлено успешными – 100%.
Сатурн-1Б была создана как развитие предыдущей, с 1966 по 1975 году
летала 9 раз, из них заявлено успешно – 100%
Сатурн-5 фактически венец программы и самая мощная ракета на то
время. С 1967 по 1973 было 13 пусков, из них все 100% заявлены как
успешные.
Это просто неслыханно! За 14 лет ни одной аварии!
Но, может быть, это обычное дело для (гениальных) американских инженеров?
И как это выглядело на фоне космической программы США того времени?
Исторически кислородно-керосиновые ракеты в США не сильно
прижились. Фактически, кроме "Сатурнов", их "родственниками" по
линии керосина можно считать семейство РН "Атлас", ну и маломощные
"Тор/Дельта".
РН "Атлас", как и наша Р-7, создавалась как МБР стратегического
значения, и должна была нести термоядерную боеголовку на наши
доверчивые головы. Как мы с вами понимаем, это не в бирюльки
играть. Уж тут то надежность должна быть запредельной!
Однако статистика говорит следующее:
вот данные по запускам ракет "Атлас" (Atlas) различных
модификаций:
Atlas-А в период 1957-1958 гг пусков – 8, из них аварий – 4,
т.е. 50% успешных;
Atlas-B в период 1958-1959 гг пусков – 10, из них аварий – 4, т.е.
60% успешных;
Atlas-C в период 1958-1959 гг пусков – 6, из них аварий – 3, т.е.
50% успешных;
Atlas-D в период 1959-1967 гг пусков – 135, из них аварий – 27,
т.е. 80% успешных;
Atlas-E в период 1960-1995 гг пусков – 58, из них аварий – 18, т.е.
69% успешных;
Atlas-F в период 1961-1981 гг пусков – 101, из них аварий – 10,
т.е. 90% успешных;
Как видите - процент аварийности в 60-е годы был достаточно
высок. Ни о каких 100% успеха и речи быть не могло.
И это всё к тому же двухступенчатые варианты без разгонной верхней
ступени, т.е. наиболее простые и надежные ракеты.
А что если сверху поставить разгонный блок «Центавр» на
кислороде-водороде? Исторически так получилось, что именно на
"Атлас-Центавр" впервые в истории человечества заработал водородный
ракетный двигатель. Правда первая попытка 8 мая 1962 г. кончилась
феерическим взрывом водородной ступени.
Статистика полетов ракет семейства "Атлас-Центавр"
такова:
Atlas Centaur LV-3C в период 1962-67 гг пусков – 12, аварий – 4,
т.е. 67% успешных;
Atlas Centaur SLV-3C в период 1967-72 гг пусков – 17, аварий – 3,
т.е. 82% успешных;
Atlas Centaur SLV-3D в период 1973-83 гг пусков – 32, аварий – 3,
т.е. 90% успешных;
Так и хочется сказать авторам лунной эпопеи: что же вы, ребята! Тут «оборонка» гибнет, МБР «Атлас» летает через пень-колоду, помогли бы своим бесценным опытом. Тем более, что речь идет о ядерном щите страны. Что ж вы пожадничали открыть секретный кладезь мудрости коллегам…
А между тем существует прямая связь между испытаниями
"Атлас-Центавр" и "Сатурн-1".
Дело в том, что вторая (водородная) ступень обоих ракет
комплектуется одними и теми же жидкостными ракетными двигателями
(ЖРД) серии RL-10A-1. Только на "Центавре" их 2
(потому что ступень поменьше), а на второй ступени "Сатурн-1" их 6
(ступень побольше).
Тут уместно спросить: а как же тогда "Сатурн-1" якобы летал
начиная аж с 1961 года, если первый водородный ракетный двигатель
увидел небо только лишь 8 мая 1962 года?
Рассказываю как. С 1961 г по 1963 г все полеты были
СУБОРБИТАЛЬНЫМИ! Что это значит? Это значит – отрывались от
стартового стола и летели в сторону океана, на дно морское. Короче
говоря – прыжки в воду!
. Всамделишняя история первых четырех
полетов «Сатурн-1» .
«объект SA-1»
27 октября 1961 г. Отработка первой ступени. Вторая ступень -
макет.
Дальность полета 398 км. Апогей 136 км.
Несложные расчеты показывают, что при такой высоте и дальности полета ракета едва преодолела рубеж скорости в 2000 м/с. А это значит, что даже первая ступень отработала лишь 80% своих ресурсных возможностей.
«объект SA-2»
25 апреля 1962 г. Отработка первой ступени. Вторая ступень - снова
макет, причем заполненный водой ~23000 галлона воды! Полет длился
всего ~150 сек. После чего ракета была подорвана по команде
с земли!
Хотя на самом деле это примерное время работы первой ступени -
очевидно взрыв был связан с полным расходованием топлива
«досуха».
Апогей (расчетный) - 145 км.
«объект SA-3»
16 ноября 1962 г. Опять вторая ступень - макет, заполненный водой
~23000 галлона воды. Неслыханный прогресс – апогей 167 км.
Ракета опять была подорвана по команде с
земли.
«объект SA-4»
28 марта 1963 г. Апогей всего 129 км. Вторая ступень как всегда
подставной макет с водой. Странно, но ракету не взорвали! Или
просто взрыватель не сработал...
Вот такими натурными испытаниями ракета "Сатурн-1" прокладывала
дорогу в космос.
Правда, водородных двигателей до 1964 года на нее не
ставили, да и в космос она летала чисто условно.
А вышеописанные траектории полета более похожи на параболы ракет
оперативно-тактического класса типа "Скад" и т.п.
Видимо, разработчикам "Сатурнов" пришлось ждать первые
позитивные результаты полетов водородных ступеней «Атлас-Центавр».
И они появились!
В 1963г. был аж ОДИН успешный полет водородной ступени "Центавр". В
1964г. из двух пусков "Атлас-Центавр" один будет неудачным, в 1965
история повторится – опять 1:1.
А "Сатурну-1" (на бумаге) опять везло – в 1964г целых три
полета, и в 1965г еще три полета, и все 100% успешные.
Любые домыслы сразу отвергнем как клевету на гения ракетной техники
фон Брауна.
Интересно, что впервые в орбитальный полет ракета "Сатурн-1"
(SA-5) с водородной ступенью отправилась только в пятом полете - 29
января 1964 года.
Причем вместо оригинальной водородной ступени полетел ёё «дублер»:
24 января 1964 года при наземных испытаниях взорвалась и в
щепки разлетелась исходная водородная ступень серии
S-IV
Из истории "Атлас-Центавр" (по материалам "Новости-Космонавтики")
Первый Atlas-Centaur, обозначенный С-1, был установлен на новом
пусковом комплексе LC-36A на мысе Канаверал весной 1961 г. и
простоял там 15 месяцев до старта 8 мая 1962 г. Носитель стартовал
очень чисто и полетел в нужном направлении. Но через 49 сек после
взлета часть одной из четырех изоляционных панелей, покрывающих бак
жидкого водорода «Центавра», разорвалась.
Бак быстро перегрелся, давление в нем превысило расчетные пределы –
и он лопнул. "Centaur" фактически разорвался пополам, что привело к
разрушению всего носителя на 55-й секунде после старта.
Авария заставила провести расследование под руководством комитета
по науке и астронавтике Палаты представителей. Выводы: «Слабое
управление программой, вызванное совместным руководством ВВС США и
Центром Маршалла (NASA)».
В августе 1962 г. Вернер фон Браун рекомендовал отменить проект
Centaur и запускать аппараты Mariner и Surveyor ракетой Saturn C-1,
оснащенной третьей ступенью Agena. Тем временем изменения в проекте
привели к уменьшению массы ПГ до 810 кг, заставив ARPA отменить
проект Advent.
В сентябре NASA передало программу Centaur из Центра Маршалла в
Центр Льюиса (Кливленд, шт. Огайо), под руководство Эйба
Силверстейна. Тот провел обширную программу наземных испытаний и
переделал план полетов. Теплозащитное покрытие было разработано
заново, проблемы утечек топлива решены, а масса ПГ увеличилась до
952 кг. Но затраты на программу выросли с 59 до 350 млн $.
27 ноября 1963 г. Atlas–Centaur (АС-2) наконец стартовал с LC-36A.
Ракета Atlas-126D сработала очень хорошо; ее стартовые двигатели
отделились на 150-й сек полета. Через 79 сек отключился и маршевый
двигатель, еще 5 сек работали верньерные ЖРД малой тяги, затем
твердотопливные тормозные ракеты в хвосте оттащили Atlas от ступени
Centaur. Два RL-10A-3 включились через 9 сек после этого, чтобы
работать 380 сек. Впервые в космосе работала ракета на жидком
кислороде и жидком водороде! После остановки маршевых двигателей
микро-ЖРД реактивной системы управления работали еще 12 сек;
ступень вышла на орбиту высотой 547х 1691 км и наклонением 30.4°.
Теплозащитные панели и головной обтекатель (ГО) в этом упрощенном
полете не сбрасывались, что объяснялось «сыростью» системы
управления «Центавра», которая работала в разомкнутом контуре.
Centaur, не обремененный ПГ, вышел на высокую орбиту, по которой
кружится до сегодняшнего дня.
Затем 30 июня 1964 г. состоялся полет АС-3, который должен был
повторить предыдущую миссию с той лишь разницей, что предполагалось
сбросить теплоизоляционные панели и ГО. Через 4 сек после запуска
двигателей RL-10-A-3 «полетел» вал одного из гидронасосов, без
которых ЖРД не могли качаться в карданном подвесе. Centaur начал
вращаться, сначала в одном направлении, потом в другом. Это привело
к плесканию в баке жидкого кислорода, и двигатели «захлебнулись»,
проработав 253 сек вместо 377 запланированных. Ступень не смогла
достичь орбиты и упала в Атлантический океан в 4356 км от точки
старта.
АС-4, запущенный 11 декабря 1964 г., должен был исполнить первый
повторный запуск двигателей RL-10-A-3 в космосе. «Центавр» нес
макет «Сервейора» массой 952 кг, выполнил успешно первое включение,
после которого вышел на промежуточную орбиту наклонением 30.7° и
высотой 165х178 км. После пассивного участка траектории
продолжительностью 25 мин его двигатели не смогли запуститься
повторно, и ступень не достигла заданной орбиты 160х 8000 км.
После «успеха» полета АС-2 проектанты уменьшили массу четырех
перекисных двигателей, создающих газовую подушку. Новые
микродвигатели обеспечили тягу менее 0.45 кгс каждый, что было явно
недостаточно для осаждения топлива в баках. В результате дренаж
паров из бака жидкого водорода привел к кувырканию ступени и
раскрытию входов в трубопроводы…
Так как NASA объявило повторный запуск RL-10 «второстепенной
задачей пуска», и полет «Центавра» был расценен как успешный.
Сейчас результат миссии не трактовался бы иначе как авария.
Самым тяжелым днем программы Atlas-Centaur было, видимо, 2 марта
1965 г., когда АС-5 с запланированным однократным включением,
несущий динамически подобную модель «Сервейора», взорвался на
пусковом комплексе LC-36A. Через 2 сек после включения двигателей
«Атласа» внезапно закрылся расходный клапан горючего. Двигатель еще
не вышел на полную тягу, но и 70.75 тс хватило на то, чтобы АС-5
опрокинулся на стартовый стол и взорвался в виде самого большого
огненного шара за всю историю мыса Канаверал.
11 августа 1965 г. стартовал АС-6, несущий макет Surveyor SD-2 при
однократном включении «Центавра». Впервые почти за 2 года РН
Atlas-Centaur достигла полного успеха. Двигатели «Центавра»,
работавшие в течение 435 сек, вывели SD-2 на орбиту наклонением
28.6°, высотой 166х 815085 км и периодом обращения 31 день. Апогей
лежал вдвое дальше, чем орбита Луны.
Полет доказал, что носитель Atlas-Centaur был наконец готов
исполнить «прямой» запуск (однократное включение ЖРД верхней
ступени): после серии неудач АС-10 запустил Surveyor 1, который
выполнил первую в США мягкую посадку на Луну 2 июня 1966 г.
Теперь РН вырвалась вперед. АС-7 запустил Surveyor 2 в миссии
«прямого выведения», стартовав с LC-36A 20 сентября 1966 г. Запуск
был успешен, но аппарат разбился на Луне 23 сентября…
Еще два носителя Atlas-Centaur совершили полет в 1967 г. АС-12
успешно вывел к Луне Surveyor 3 при двухимпульсном включении
двигателей 16 апреля; АС-11 запустил Surveyor 4 в последнем прямом
выходе 14 июля. Снова преуспел Atlas-Centaur, но аппарат исчез 16
июля, вероятно, когда взорвался при включении его твердотопливный
тормозной двигатель.
АС-12 был последним предсерийным носителем типа LV-3C. В 56
последующих пусках использовались более мощные варианты SLV-3C,
SLV-3D и Atlas-G со ступенью Centaur-D1AR, которые служили NASA до
1989 г.
Как видно из вышеизложенного - лишь с шестого раза удалось
запустить макет спутника на высокоэллиптическую орбиту, и лишь
десятая ракета серии "Атлас-Центавр" смогла отправить к Луне
простейший беспилотный посадочный аппарат типа "Сервейер".
Это все как нельзя лучше характеризует те муки, в которых рождалась
реальная американская космонавтика.
Зато у фон Брауна на бумаге все было замечательно!
Как раз тут подоспела новая версия «Сатурн-1». Сейчас бы ее назвали
вер. 2.0. Но фон Браун любил букву Б.
Итак, в чем основные отличия «Сатурн-1» и «Сатурн-1Б»?
Улучшили:
- удельный импульс ракетных двигателей первой ступени вырос на
3%;
- масса топлива первой ступени увеличилась на 5%;
- сухой вес конструкций уменьшили с 45,3т до 41,6т;
- общий вес первой ступени вырос с 432,6т до 448,6т;
- Новая вторая ступень: серии S-IVB вместо устаревшей серии
S-IV;
- Вес ступени вырос с 50,6т до 118,8т;
- при этом вырос и сухой вес ступени: с 5,2т до 12,9т
А главное – вместо водородных двигателей RL-10 появился
неведомый до селе водородный ракетный двигатель J-2 тягой
~105т.
Неведомый, потому что летных испытаний до этого не проходил. Только
стендовые наземные. Тут в 16 раз (!) более слабый жидкостный
ракетный двигатель (ЖРД) RL-10 не могут довести до ума, так подавай
сразу 100-тонник!
Важно понимать следующее: ракетный блок S-IVB является третьей ступенью самой главной ракеты всей программы – "Сатурн-5", а водородный ЖРД J-2 – двигателями и второй, и третьей ступени "Сатурн-5". Одним словом ракетный двигатель J-2 – это краеугольный камень всей лунной темы. Уберешь его, и вся лунная пирамида развалится...
Запуск 25.05.1965г. "Saturn-1B" (SA-8)
Премьера "Сатурн-1Б" состоялась 26 февраля 1966 г. Опять
суборбитальный полет! Поднявшись на высоту 488 км, сей объект
приземлился в Атлантике. В анналах НАСА пишут, что целью миссии
AS-201 было испытание прототипа корабля Apollo и проверка его
спускаемого аппарата на управляемый вход в атмосферу. Пишут, что
полет был в целом удачным.
Хотя не обошлось и без "досадных мелочей" - корабль при спуске на
Землю потерял управление по крену, вошел в режим неуправляемой
закрутки и с дикими перегрузками в несколько десятков единиц G
плюхнулся в океан.
Зато второй полет 5 июля 1966 г. был орбитальным! Американцы
пишут, что целью миссии AS-203 было изучение "поведение жидкого
водорода в невесомости". И не смотря как обычно на мелкие пустяки,
полет прошел успешно...
А вот ежегодник Большой Советской Энциклопедии (БСЭ) за 1967 г.
описывает результаты так: «Последняя ступень (ракета S-4B)
экспериментальной ракеты-носителя "Сатурн IB" SA-203 выведена на
орбиту с не полностью израсходованным топливом.
Основные задачи запуска - изучение поведения жидкого водорода в
состоянии невесомости И ИСПЫТАНИЯ СИСТЕМЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЙ ПОВТОРНОЕ
ВКЛЮЧЕНИЕ основного двигателя ступени.
После проведения запланированных экспериментов в системе отвода
паров водорода из бака были закрыты клапаны, и в результате
повышения давления ступень ВЗОРВАЛАСЬ на седьмом
витке».
При этом ступень SA-203 разлетелась на 37 фрагментов!
После чего третий полет в этом году (25 августа 1966 г.) был
опять суборбитальным, зато дальность была впечатляющей – выловили
объект уже в Тихом океане.
В одном из источников сухо указано, что мол разделение прошло
отлично, не смотря на «незначительные» проблемы с клапанами в
системе охлаждения ЖРД J-2. И даже с совсем незначительными
колебаниями верхней ступени, которую с трудом вернули под контроль
(!?)
Отчего она, видимо, и угодила вместо орбиты в Тихий океан. Спуск
капсулы в атмосфере был "более крутой чем рассчитывалось" (!?),
поиски упавшей капсулы велись около девяти часов.
Так что испытание комплекса РН "Сатурн-1Б" - КА "Аполлон" прошли успешно!
Смех здесь не уместен…
Тут можно только добавить для полноты впечатлений - при стендовых испытаниях второй ступени ракеты "Сатурн-5" (тип S-II) на 350-секундный интервал работы 25 мая 1966 года пламя вспыхнуло в двух местах и тест пришлось прервать.
Через три дня при снятии этой же ступени S-II со стенда ее водородный бак неожиданно взорвался, при этом ранения получили пять рабочих. Стенд был серьезно поврежден (6).
Далее - 20 января 1967 года при наземных испытаниях взорвалась ступень S-IVB-503, которую готовили в качестве третьей ступени для ракеты "Сатурн-5" серийный номер №503 для легендарного полета корабля "Аполлон-8".
Позднее я расскажу, как в 1968 году последовательно отказали в полете водородные двигатели ступеней S-II-502 и S-IVB-502.
Для тех кто не понял, при чем тут серийный номер, объясняю: первая полетевшая «Сатурн-5» имела номер № 501 (Аполлон-4), вторая - № 502 (Аполлон-6), ну а третья - № 503 (Аполлон-8).
Я не зря указываю нумерацию изделий: брак и аварии происходили на изделиях с номерами, которые шли фактически подряд... Именно Аполлон-8 впервые облетел Луну с экипажем на борту.
Вот как раз на этой взорвавшейся ступени они и должны были бы лететь. Только вот вопрос - куда!?
Ну и в довершение то, что знают все: 27 января 1967 года сгорели три астронавта в корабле Аполлон-1 при наземной тренировке всего за несколько недель до их старта!
После чего комиссия по расследованию инцидентов пришла к выводу: пилотируемые полеты на такого рода технике накрылись медным тазом на ближайшее неопределенное время.
И это все, что было сделано до ноября 1967 г. в плане лётных испытаний лунной ракеты "Сатурн-5".
Впереди успешный пуск 9 ноября 1967 г. всего ракетного комплекса «Сатурн-5». Благо дело, все компоненты, особенно по части водородных двигателей, были уже "успешно" испытаны с погружением в воды мировых океанов.
Каталог всех статей журнала: https://photo-vlad.livejournal.com/33746.html
Добавляйтесь в друзья и подписывайтесь на обновления. Всем взаимофренд.