Die S-IC-Stufe von Apollo 10 wird zur Montage in den VAB gehievt .
Motorentyp | 5 F-1 Motoren |
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Ergole | RP-1 / LOX |
Schub | 33.400 kN |
Wiederzündung | Nein |
Masse | 2.280.000 kg |
Höhe | 42 m |
Durchmesser | 10 m |
Betriebsdauer | 150 s |
benutzen | 1 st Boden |
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Startprogramm |
• Saturn V • Saturn INT-21 |
Erster Flug | 1967 |
Status | Aus dem Dienst genommen |
Land | Vereinigte Staaten |
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Baumeister | Boeing |
Der S-IC war die erste Stufe des Saturn V- Trägers , der Männer an die Oberfläche des Mondes schicken sollte . Es wurde von der Boeing Company gebaut .
Wie die ersten Stufen der meisten Raketen war der größte Teil ihrer Masse, die beim Start über zweitausend Tonnen betrug, Treibgasen gewidmet, die den Raketenantrieb befeuerten, in diesem Fall RP-1- Treibstoff (aus Kerosin gewonnen ) und ein Oxidationsmittel , flüssiger Sauerstoff (LOX) ). Es war 42 m (138 ft ) hoch und 10 m (33 ft ) im Durchmesser und erzeugte einen Schub von 33.000 kN (ca. 3.365 t) die Rakete für die ersten 68 Kilometer seines Aufstiegs zu treiben.
Während der Apollo 11- Mission hatte die erste Stufe beispielsweise eine Gesamtmasse von 2.278.689 kg , einschließlich 130.422 kg Trockenstufe (5,72%) und 2.145.798 kg Treibmittel (94, 17%).
Von den fünf F-1- Triebwerken war das Mitteltriebwerk fixiert, während die vier am äußeren Rand so ausgerichtet werden konnten, dass die Flugbahn der Rakete während ihres Fluges gesteuert wurde. Diese Ausrichtung, die 6 ° erreichen konnte , war möglich, weil die Motoren auf Kardanringen mit zwei Mobilitätsgraden installiert und unter Verwendung des RP-1 unter Druck zum Betrieb an Hydraulikzylindern angeschlossen wurden .
Boeing erhielt den Auftrag zur Herstellung des S-IC on15. Dezember 1961. Zu dieser Zeit hatten die Ingenieure des Marshall Space Flight Center (MSFC) das allgemeine Bühnenbild festgelegt . Der primäre Produktionsstandort war das Michoud Assembly Center in New Orleans. Windkanaltests fanden in Seattle statt und die Bearbeitung der Werkzeuge, die für den Bau der Böden in Wichita , Kansas, benötigt wurden .
MSFC baute die ersten drei Teststufen ( S-IC-T , S-IC-S und S-IC-F ) und die ersten beiden Flugmodelle ( S-IC-1 und -2). Sie wurden mit Werkzeugen aus Wichita gebaut.
Der Bau der Tanks dauerte etwa sieben bis neun Monate und die Herstellung einer Bühne vierzehn Monate. Die erste von Boeing gebaute Stufe war das S-IC-D , ein Testmodell.
Der schwerste und größte Teil des S-IC war die besonders massive Schubstruktur mit einem Gewicht von 21 Tonnen (verglichen mit der gesamten leeren Masse von 136 Tonnen der gesamten Stufe). Es besteht aus vier Holmen, die durch zwei in einem Kreuz zusammengesetzte Träger und zwei kreisförmige Rahmen verbunden sind, und wurde entwickelt, um den Schub der fünf Triebwerke zu unterstützen und ihn gleichmäßig auf der Basis der Rakete zu verteilen. Es gab auch vier Anker, die die Rakete stützten und hielten, als sie ihren maximalen Auftriebsschub entwickelte. Diese Teile, die es den Motoren ermöglichten, ihre Verbrennung zu stabilisieren, bevor die Rakete steigen konnte, gehörten zu den größten Aluminiumschmiedeteilen, die zu dieser Zeit in den USA hergestellt wurden. Sie waren 4,3 m lang und hatten eine Masse von 816 kg . Die vier Stabilisierungsrippen, die auf den den Peripheriemotor umhüllenden Verkleidungen angebracht sind, sind für eine Temperatur von 1100 ° C ausgelegt .
Oberhalb der Druckstruktur war der Kraftstofftank , enthaltend 770.000 Liter RP-1 . Der Tank selbst hatte eine Masse von 11 Tonnen und konnte ein Volumen von 7300 Litern Kraftstoff pro Sekunde freisetzen . Von Stickstoff wurde in den Tank geblasen , bevor der den Kraftstoff zu rühren beginnen. Während des Fluges wurde der Kraftstoff unter Verwendung von Helium unter Druck gesetzt , das in Tanks gelagert wurde, die sich in dem darüber angeordneten Flüssigsauerstofftank befanden. Letzteres war durch eine Struktur vom RP-1- Reservoir getrennt .
Der Flüssigsauerstofftank hatte ein Fassungsvermögen von 1.204.000 Litern und hatte besondere Fragen an den Konstrukteur gestellt. Die Leitungen, durch die der LOX zu den Motoren führte, mussten gerade sein und daher durch den Kraftstofftank führen. Dies bedeutete, diese Kanäle in einem Tunnel zu isolieren, um zu verhindern, dass der Kraftstoff draußen gefriert, und fünf weitere Löcher in der Oberseite des Kraftstofftanks zu schaffen.
In jeder der vier konischen Verkleidungen der Peripheriemotoren befanden sich zwei Festbrennstoff-Retro-Raketen . Bei der Trennung von dem S-IC , alle acht retro - Raketen abgefeuert wurden, die abnehmbaren Teile der vorderen Querruder fairings Blasen und Ziehen des S-ICS weg vom Rest der Trägerrakete , während der Motoren der S-II zweiten Stufe waren.
Die erste Stufe dauert 150 s ( 2 min 30 s ) und verbrennt 2.000 Tonnen Treibmittel . Bei der Übernahme der zweiten Stufe befindet sich die Rakete auf einer Höhe von 61 km und einer Geschwindigkeit von 8.600 km / h .
Die Zündfolge der 1 st Phase beginnt 8,9 s vor dem eigentlichen Start. Die Motor- F-1- Zentrale schaltet sich zuerst ein, gefolgt von den beiden symmetrischen Motorpaaren mit einem Versatz von 300 ms zwischen jedem Paar, um die auf die Spindel ausgeübten mechanischen Kräfte zu verringern. Sobald die Computer bestätigt haben, dass die Triebwerke ihren maximalen Schub erreicht haben, wird die Rakete in zwei Schritten reibungslos freigegeben: Die Arme, die die Rakete halten, werden entriegelt, um sie freizugeben, und dann, während der Werfer über den Boden zu steigen beginnt, Metallbefestigungen Durch Schlitze an der Rakete eingehakt, verformen sie sich allmählich, bis sie den Werfer vollständig freigeben. Diese Startphase dauert eine halbe Sekunde. Wenn die Rakete vollständig losgelassen ist, kann der Start nicht mehr unterbrochen werden, selbst wenn ein Motor defekt ist. Es dauert ungefähr 12 Sekunden, bis sich die Rakete über dem Startturm erhebt. Sobald dies überschritten ist, dreht sich der Saturn V- Launcher , um sich bei Gegenwind oder Motorschaden weit genug vom Schießstand zu entfernen.
Vorsichtshalber werden die vier peripheren Motoren nach außen gekippt, so dass bei einem Motorstopp der Schub der verbleibenden Motoren auf den Schwerpunkt der Rakete gerichtet ist. Saturn V beschleunigt schnell und erreicht in 2 km Höhe eine Geschwindigkeit von 500 m / s . Die Priorität der Vorphase des Fluges besteht darin, an Höhe zu gewinnen, wobei das Geschwindigkeitskriterium später kommt. 135,5 Sekunden nach dem Start schaltet sich der Mittelmotor aus, um die strukturellen Belastungen der Rakete aufgrund der Beschleunigung zu verringern. Letzteres nimmt zu, wenn die Rakete ihre Treibmittel verbrennt und leichter wird. Der Schub des F-1- Motors war jedoch nicht einstellbar. 600 Millisekunden nach dem Abstellen des Motors, wenn die Rakete eine Höhe von 62 km erreicht hat , trennt sich die erste Stufe vom Trägerraketen. Es wird in seinem Verlauf durch acht kleine Pulver- Retro-Raketen verlangsamt , die verhindern, dass es, während es noch angetrieben wird, die zweite Stufe teleskopiert, die nur aufgrund ihrer Trägheit voranschreitet. Kurz vor dieser Freigabe erfährt die Besatzung ihre stärkste Beschleunigung, 4 g (dh 39 m / s 2 ). Nach der Trennung setzt die erste Etappe ihre aufsteigende Flugbahn bis zu einer Höhe von 110 km fort . Tatsächlich arbeiten die vier peripheren F-1- Motoren bis zur Erschöpfung eines der beiden Treibmittel weiter, gemessen mit Sensoren in den Versorgungssystemen in den Tanks. Dann fällt die erste Etappe in den Atlantik zurück , etwa 560 km von der Startrampe entfernt.
Ordnungsnummer | benutzen | Veröffentlichungsdatum | Aktueller Standort | Anmerkungen |
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S-IC-T | statische Testaufnahme | Teil von Saturn V im Kennedy Space Center gezeigt | ||
S-IC-S | strukturelle Belastungstests (hatten keinen Motor) | Ort unbekannt (letztes Mal bei MSFC) | ||
S-IC-F | Testeinrichtungen für die Steuerung des Startkomplexes, der Startmontagegebäude und der Startausrüstung | unbekannter Ort | ||
S-IC-D | dynamisches Bodentestmodell | US Space & Rocket Center , Huntsville (Alabama) | ||
S-IC-1 | Apollo 4 | 9. November 1967 | Hergestellt von der MSFC | |
S-IC-2 | Apollo 6 | 4. April 1968 | Hergestellt von der MSFC; trug Kameras am vorderen Rock | |
S-IC-3 | Apollo 8 | 21. Dezember 1968 | 30 ° 12 'N, 74 ° 07' W. | Hergestellt von Boeing (wie für alle nachfolgenden Stufen); leichter als die vorherigen, um zusätzliche 36 kg Nutzlast zu ermöglichen |
S-IC-4 | Apollo 9 | 3. März 1969 | 30 ° 11 'N, 74 ° 14' W. | |
S-IC-5 | Apollo 10 | 18. Mai 1969 | 30 ° 11 'N, 74 ° 12' W. | Letzter Flug für S-IC R & D Instrumentation |
S-IC-6 | Apollo 11 | 16. Juli 1969 | 30 ° 13 'N, 74 ° 02' W. | |
S-IC-7 | Apollo 12 | 14. November 1969 | 30 ° 16 'N, 74 ° 54' W. | |
S-IC-8 | Apollo 13 | 11. April 1970 | 30 ° 11 'N, 74 ° 04' W. | |
S-IC-9 | Apollo 14 | 31. Januar 1971 | 29 ° 50 'N, 74 ° 03' W. | |
S-IC-10 | Apollo 15 | 26. Juli 1971 | 29 ° 42 'N, 73 ° 39' W. | |
S-IC-11 | Apollo 16 | 16. April 1972 | 30 ° 12 'N, 74 ° 09' W. | |
S-IC-12 | Apollo 17 | 7. Dezember 1972 | 28 ° 13 'N, 73 ° 53' W. | |
S-IC-13 | Skylab 1 | 14. Mai 1973 | Das Abstellen des Motors wurde von 1-4 auf 1-2-2 geändert, um die Belastung der Apollo-Teleskophalterung zu verringern | |
S-IC-14 | Ungebraucht | Saturn V im Johnson Space Center ausgestellt | Geplante Apollo 18 / 19 | |
S-IC-15 | Ungebraucht | Montageeinrichtung von Michoud | Ausgewiesen, aber nie als Trägerrakete für ein Skylab B verwendet |