Тормозные двигатели на ступенях ракеты «Сатурн-5»

При разделении ступеней ракеты-носителя «Сатурн-5» отделяемые ступени тормозятся с помощью твердотопливных двигателей (РДТТ) компании «Тиокол» [1]. На первой ступени установлено 8 двигателей TE-M-424-6 (начиная с «Аполлона-15» — 4 двигателя), на второй ступени — 4 двигателя первой ступени TE-M-29-4.

Тормозные двигатели первой ступени

РДТТ первой ступени, TE-M-424-6, были изготовлены в Elkton Division компании «Thiokol» по заказу компании «Боинг». Двигатели устанавливались попарно (начиная с «Аполлона-15» — по одному) под обтекателями периферийных двигателей ступени. Двигатели запускались сразу после отделения первой ступени на 3-й минуте полета на высоте около 65 км при скорости около 2300 м/с (конкретные значения времени, высоты и скорости немного различались в разных полетах). Задача тормозных двигателей — быстрое торможение первой ступени и скорейшее уведение ее от ракеты, чтобы избежать соударения отделенной ступени с ракетой.

Основные параметры

Длина: около 213 см
Диаметр: около 38 см
Масса: около 230 кг
Масса топлива: около 126 кг
Давление в камере: около 110 атм.
Номинальное время работы: около 0,67 с (при температуре около 0 ºС)
Номинальная тяга: около 37,5 тонн (при температуре около 0 ºС1)
Номинальная температура: -1 ºС — 49 ºC
Тип заряда: 12-лучевая звезда, заряд связан с корпусом, горит с внутренней стороны
Зажигание: пиротехническое, дублировано
Корпус: сталь
Сопло: стальное, без теплозащиты, полностью погруженное
Степень расширения: 3,73:1

Лучи звезды полностью отделены друг от друга, что обеспечивает быстрейшее сгорание заряда; сам заряд занимает всего 35 % объема камеры сгорания.

Двигатель тестировался на чередование температурных циклов, чередование высот, время хранения, падения, тряску, вибрации и удары. Статические тесты проводились с зажиганием при атмосферном давлении и в вакууме, с установлением заданной температуры (-7 ºC и 54 ºC) перед зажиганием, с одним или с двумя устройствами зажигания. Значения температур выбирались на 6 ºC ниже и выше соответственно нижнего и верхнего нормативного температурного предела.

В испытаниях участвовали 21 двигатель. Все двигатели успешно прошли испытания. Программа квалификационных испытаний была закончена в сентябре 1965-го года.

[2]

Тормозные двигатели второй ступени

РДТТ второй ступени, TE-M-29-4, были изготовлены в Elkton Division компании «Thiokol» по заказу компании «Douglas Aircraft Company». 4 двигателя устанавливались на верхнем переходнике второй ступени. Двигатели запускались сразу после отделения второй ступени на высоте около 190 км при скорости около 6800 м/с (конкретные значения высоты и скорости немного различались в разных полетах). Задача тормозных двигателей — быстрое торможение второй ступени и скорейшее уведение ее от ракеты, чтобы избежать соударения отделенной ступени с ракетой.

Двигатели TE-M-29-4 представляли собой модификацию РДТТ «Recruit», который использовался в разное время для разных задач, включая запуск небольших исследовательских ракет с аэростатов, двигатели системы спасения пилотируемого корабля «Меркурий» и др. В модификации TE-M-29-4 сопло было наклонено на 9,5º от центральной оси двигателя.

Основные параметры

Длина: около 272 см
Диаметр: около 23 см
Масса: около 173 кг
Масса топлива: около 123 кг
Давление в камере: около 140 атм.
Номинальное время работы: около 1,52 с (при температуре около 16 ºС)
Номинальная тяга: около 16,5 тонн (при температуре около 16 ºС2)
Тип заряда: 5-лучевая звезда, заряд связан с корпусом, горит с внутренней стороны
Зажигание: пиротехническое, дублировано
Корпус: сталь
Сопло: стальное, с графитовой теплозащитой критического сечения, полностью погруженное
Степень расширения: 4,26:1

Заряд занимает 80 % объема камеры сгорания.

Двигатель тестировался на чередование температурных циклов, вибрации и температурный градиент. Статические тесты проводились при атмосферном давлении и в вакууме, с установлением заданной температуры (-23 ºC, 16 ºC и 68 ºC) перед зажиганием, с одним или с двумя устройствами зажигания.

В испытаниях участвовали 11 двигателей. Все двигатели успешно прошли испытания. Программа квалификационных испытаний была закончена в ноябре 1965-го года.

[2]

Unless otherwise stated, the content of this page is licensed under Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License