更新时间:2022-08-25 12:46
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的运载火箭。
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。
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。
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,推进剂为液氧和煤油。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).
土星1号运载火箭——第一级 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。
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);
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.
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。
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.