土星1号运载火箭

更新时间:2022-08-25 12:46

土星1号运载火箭是美国第一枚专门用来将载荷送入地球轨道运载火箭美国国家航空航天局共发射了10枚土星1号运载火箭。此后它被土星1B号运载火箭所取代。与1号相比1B号拥有比较强的第二级推进器。

火箭简介

土星1号运载火箭,也称作土星一号、农神1号运载火箭(中国台湾省译名),是美国第一枚专门用来将载荷送入地球轨道运载火箭

美国国家航空航天局共发射10枚土星1号运载火箭,此后它被土星1B号运载火箭所取代。与1号相比1B号拥有比较强的第二级推进器。

研制背景

1961年4月20日,美国总统提出研制登月火箭的设想,并询问60年代能否把人送上月球。沃纳·冯·布劳恩钉截铁地回答:“ 行!”于是,在布劳恩的主持下,开始实施“土星巨型登月火箭研制计划“。 1964年至1967年,相继研制成功“土星1”,“土星1B”,“土星5”等几种型号。 1964年首先研制成功“土星1号”两级火箭。火箭长38.1 m,直径5.58 m,发射重量502 t,近地轨道的有效载荷为10.2 t。它曾用来试验发射“阿波罗”飞船模型。

研制历程

土星1号是两级火箭,仅用于试验,以便为巨型火箭的研制提供经验。共制造10枚,分为2组。

第一组4枚,仅试验第一级,上面加配重;第二组6枚,试验第一、二级。从1961年10月至1965年7月共进行10次飞行试验,均成功。第六、七次试验了阿波罗号飞船的样件 ,最后3次用于发射人造地球卫星

火箭的第一级S-1由8个圆柱形贮箱段捆绑而成,长24.4米,用8台推力为833.5千牛(85吨力)的H-1发动机,推进剂为液氧煤油。在尾段外面装有8个稳定尾翼。第二级S-4用6台RL-10液氧液氢发动机,每台推力66.7千牛(6.8吨力)。第二级上面是过渡段,内装制导和控制系统。火箭全长38.5米(不包括有效载荷),直径6.55米 ,起飞重量约508吨,起飞推力6668千牛(680吨力)。运载能力约为8吨(500千米高的圆轨道)和2.2吨(逃逸轨道)。

H-1引擎

H-1引擎是使用液氧和RP-1的20万磅力(89万牛顿)引擎。一些德尔它火箭和朱诺火箭使用单个H-1引擎。它是从纳瓦霍火箭发展出来的。在S-IB中它获得了继续的简化和提高。它被用在所有的S-IB火箭级里。后来它被改进为20.5万磅力(91.2万牛顿)推进。H-1后来被改进为用在土星5号运载火箭中使用的F-1引擎。基础数据:

燃料:RP-1;

氧化剂:液氧;

高度:8.5英尺(2.6米);

宽度:5.5英尺(1.7米);

推进:20万磅力(89万牛顿);

改进后的推进:20.5万磅力(91.2万牛顿);

燃料流量:2092加仑/分钟(132升/秒);

氧化剂流量:3330加仑/分钟(210升/秒);

氧化剂对燃料的比率:2.23:1;

式样:双推进标准;

标准内腔压力:4400帕斯卡;

内侧重量:810千克;

外侧重量:920千克;

比冲:263秒(2.6千牛顿·秒/千克).

发射图表

土星1号运载火箭——第一级 S-I

S-I

是一个由八枚火箭引擎组成的第一级推进器。它由九个燃料箱、八个尾翼、推进结构、八枚H-1火箭和许多其它部分组成。九个燃料箱中包括八个红石火箭燃料箱,其中四个装液氧,涂成白色,四个装RP-1,涂成黑色。它们组合在一个朱诺火箭燃料箱周围,这个朱诺火箭燃料箱也装液氧。外部的四枚火箭可以转向,由此可以用来控制火箭的推进方向。这使得整个第一级还需要一些更多的部件

第一级数据

高度:24.48米;

直径:6.52米;

引擎:8枚H-1推进器;

推进:160万磅力(710万牛顿);

燃料:4.1万加仑RP-1(提炼的煤油,155立方米);

氧化剂:6.6万加仑液氧(250立方米);

燃烧时间:2.5分钟;

燃末高度:42英里(68千米).

土星1号运载火箭——第二级 S-IVS

-IV是一个液氢液氧火箭级。它由六枚RL-10引擎组成。它们全部能够转向。这个火箭级的燃料箱互相之间全部相通,这减轻了10吨的重量。数据

高度:12.19米;

直径:5.49米;

引擎:六枚RL-10引擎;

推进:40万牛顿;

燃料:液氢;

氧化剂:液氧;

燃烧时间:约410秒;

燃尽高度:至450千米.

土星1号运载火箭——第三级 S-V

第三级 S-V (Centaur-C) - unflown.

S-IV是一个液氢液氧火箭级。它由六枚RL-10引擎组成。它们全部能够转向。这个火箭级的燃料箱互相之间全部相通,这减轻了10吨的重量。数据:

高度:12.19米;

直径:5.49米;

引擎:六枚RL-10引擎;

推进:40万牛顿;

燃料:液氢;

氧化剂:液氧;

燃烧时间:约410秒;

燃尽高度:至450千米.

RL-10

是6.67万牛顿推动力的、使用液氧液氢的引擎。一些擎天神和泰坦火箭使用它作为第二级。所有的S-IV和半人马座火箭均使用它。

基本数据

燃料:液氢;

氧化剂:液氧;

高度:68英寸(1.7米);

直径:39英寸(1.0米);

推进:1.5万磅力(6.7万牛顿);

比冲:433秒(4250牛顿·秒/千克);

燃烧时间:482秒;

标准内腔压力:240万帕斯卡;

干重量:135千克.

仪表组

仪表环是一个位于土星1号第二级第二块顶端的一个环状结构。它是在第五至第十次发射时被装上的。其目的在于用来测试下一代土星5号仪表组的设计。一些土星1号仪表组中的部分也被用在土星1B中了。总的来说这个仪表组以及其控制计算机与土星1B中使用的类似。

仪表组是在马歇尔航天飞行中心生产的。它包括ST-90和ST-124导航平台以及控制和遥测系统。它控制在大气层内的上升,抵偿风的影响以及上升过程中的推进损失。

仪器组有一个光学窗口,这样地面上的一个经纬仪可以用来定向。这个定向方法是在起飞过程中必须的。

早期土星1号的导航计算机是根据IBM为泰坦二号火箭设计的计算机发展过来的。

基础数据:

直径:3.9米;

高度:2.3米;

重量:2,769千克.

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