Разбор полётов Сатурна-5

Mar 03, 2023 20:00

Задача о «полётах» американцев на луну.

Для начала рассмотрим фотографии НАСА полёта ракеты «Сатурн-5» в атмосфере Земли.

Фото 1





Внешняя часть факела, в которой содержится 3/5 всей копоти, заканчивается через ~ 220 метров вследствие того, что атмосферного кислорода достаточно чтобы копоть вся успела прогореть. В хвосте догорает копоть от центрального двигателя и частей от четырёх периферийных, всего 2/5 всей копоти.

Фото 2



Видны усы пламени наползающие вверх по корпусу метров на 25. Это горят в атмосфере продукты распада керосина, которые проникают через сито медных трубок, ввиду того что припой то ли расплавился, то ли растрескался и не держит давление внутри сопла Лаваля.

Фото 3



Видны усы пламени наползающие вверх по корпусу метров на 25. Это горят в атмосфере продукты распада керосина, которые проникают через сито медных трубок, ввиду того что припой то ли расплавился, то ли растрескался и не держит давление внутри сопла Лаваля.

Фото 4



При недостатке атмосферного кислорода видно горящий факел в кислороде из бака ракеты длиной метров 30. Зад первой ступени метров на 25 закопчён. Фото сделано перед отделением первой ступени.

Зададим простой и глупый вопрос: - «Что горит и светит в факеле ракеты?»

Ответ, что это продукты сгорания топлива, думающего читателя не устроит, так как известно, что продуктами сгорания керосина и кислорода являются газообразная вода и углекислый газ, а абсолютно все молекулярные газы светят в инфракрасной области спектра и поэтому их излучение не может наблюдаться человеческим глазом и фиксироваться фотоэмульсией фотоплёнки, на которой запечатлены эти снимки, ввиду того, что во времена запуска Сатурнов цифровых камер ещё не было. Посмотрим на фото 5, которое поможет найти ответ на заданный вопрос. Это снимок работы двигателя F-1 на испытательном стенде. Видим, что центральный светящийся факел окружён шубой из продуктов распада керосина. Зная диаметр среза сопла 376 см, с помощью линейки определим диаметр светящийся красным цветом центральной струи, который равен 245 см., и который несколько меньше диаметра сопла на уровне опоясывающей трубы, через которую подаётся якобы генераторный газ топливного насоса. Будем считать это срезом нормального сопла реального двигателя, хотя у правильного двигателя в центральной струе не может ничего светиться в видимой области спектра, так как всё должно сгореть и превратиться в молекулярные газы ещё в докритической зоне камеры сгорания. У нормальных двигателей наблюдается тонкая периферийная зона свечения факела, как правило, не превышающая длины самой ракеты, где догорают в атмосфере остатки топлива из защитной зоны стенок камеры сгорания и критического сечения. Красное свечение центральной части факела двигателя Сатурна-5, говорит о том, что идёт подмес продуктов распада керосина к центральной части факела, где есть кислород из топливных баков. На фото 4 видно, что на высоте, где атмосферного кислорода уже практически нет, длина горящего факела после срезов сопел порядка 30 метров. Кроме этого, по краям и в центральной части видны следы разлетающейся копоти. Фото показывает как бы вид сечения, на самом деле копоть разлетается в форме конусной юбки, поэтому в середине она менее заметна, но в центральной части за счёт подсоса вырастает концентрация копоти и её шлейф становится видимым, а в кислородной атмосфере на последующих снимках мы видим «догоняющий» конус пламени, где эта копоть догорает. Откуда берётся подсос? В нормальном двигателе, сгорание топлива происходит в камере сгорания и оно превращается в смесь молекулярных возбуждённых газов, которые преодолевают скорость звука в критическом сечении, в сопле Лаваля при адиабатическом расширении охлаждаются и в каждой точке сечения, перпендикулярном оси сопла, имеют одинаковые величины давления и температуры, а на срезе сопла имеют давление равное атмосферному. В двигателях Сатурна-5 всё не так, горение продолжается и внутри сопла Лаваля и даже вне его, поэтому если давление по каждому сечению равно, то температура разная, уменьшаясь от оси к стенкам, соответственно и плотность разная. Поэтому при расширении и охлаждении вытекающих газов возникает разность давлений, что и обеспечивает подсос.

Фото 5



Внешний диаметр сопла Лаваля 376 см, струя пламени 245 см.

Ответ очевиден.

Это просто обыкновенная сажа, температура которой ещё не достаточна чтобы светить, так как в пламени обыкновенной свечки светит при температуре около 400С градусов по Цельсию. Обратим внимание, что юбка из сажи начинает сгорать внизу, где начинает в турбулентности смешиваться с атмосферным кислородом и раскаляться при сгорании.

Заглянем в двигатель.

Фото 6



Видны отверстия через которые в камеру сгорания впрыскиваются жидкие кислород и керосин. Белые отверстия предназначены для впрыска кислорода, так как крайние отверстия служат для впрыскивания исключительно керосина для защиты стенок камеры от высокой температуря, их здесь два кольца.

Фото 7



Видны спаянные профилированные медные трубки.

Фото 8



Медные трубки окислились и покрылись зелёной окисью.

Фото 9



вид профилированных медных трубок

Попробуем оценить количество керосина вылетающего из сопла.

Предположение 1.

По отношению площадей копоти и огненной струи двигателя F-1 . Площадь среза сопла пи*376*376/4=111036 и площадь огненной струи пи*245*245/4= 47143, (111036 - 47143)/ 47143=1,35 . Давление на срезе сопла одинаковое, а температура, плотность и скорость истечения разная. Можно предположить, что масса выбрасываемого керосина сравнима с массой сгоревшего в кислороде из бака первой ступени. При перекрытии четырёх внешних колец подачи кислорода в камере соотношение площадей будет 1,12.

Предположение 2.

Исходя из заявленного веса первой ступени и соотношения кислород/керосин 2,27 можно оценить, что керосина в первой ступени должно было быть порядка 650 тонн, кислорода около 1500 тонн. Предполагая, что выброс керосина равен сгоревшему, то получается, что количество кислорода в первой ступени можно уменьшить в два раза, т.е. вес первой ступени уменьшится с 2200 тонн до 1500 тонн, меньше на 700 тонн. Учитывая, что работа первой ступени рассчитана на 165 секунд, то расход керосина 650/165~ 4 тонны/сек. Можно ли увеличить расход керосина? В принципе можно, если керосин залить в бак предназначенный первоначально для кислорода. Объём кислородного бака в 1,617 раза больше бака для керосина, если поменять назначение баков местами, то кислорода можно загрузить 926 тонн, а керосина возможно загрузить 1053 тонн, но для использования всего кислорода достаточно всего 825 тонн, тогда расход керосина можно увеличить до 825/165 = 5000 кг/сек. При этом общий вес первой ступени станет легче на 400 тонн.

Предположение 3.

Предположим, что весь кислород в объёме факела идёт на окисление. По количеству атмосферного кислорода определим сколько необходимого керосина для образования соответствующих факелов,

При полном сгорании ( СН2)n + 3/2О2 = СО2 + Н2О видим, что для сгорания 14 кг керосина необходимо 48 кг кислорода, а для неполного ( СН2)15 + 15О2 = 15СО + 15Н2О - 32 кг. Заявленное соотношение кислорода и керосина 2,27 говорит о том, что расчёт строился на неполном сгорании керосина внутри двигателя. Оценим количество керосина необходимого для формирования факелов для разных фото исходя из того, что в атмосфере происходит полное сгорание. Для этого необходимо оценить высоту на которой находится ракета, которую можно оценить по максимальному диаметру факела, чем выше, тем он больше.

По данным НАСА давление в камере сгорания 69,1 атмосфер (69,1*760=52516 мм.рт.ст.), исходя из непрерывности потока и полагая, что тонкий слой газа из критического сечения двигателя равного 0,92 метра, выйдя из сопла будет расширяться до достижения давления атмосферы на данной высоте. Общая площадь критических сечений пяти двигателей равна 4,23 кв.метра. Зная длину Сатурна-5 110 метров, с помощью линейки вычислим максимальные диаметры и длину факелов на рассматриваемых фотографиях. Отношение площадей сечения наибольшего диаметра факела к площади суммы площадей 5 критических сечений покажет во сколько раз уменьшится давление газовой струи факела, что позволит определить давление атмосферы, а отсюда найти высоту на которой летит ракета. Ввиду того, что в двигателях Сатурна-5 горение происходит и внутри сопла Лаваля, а следовательно происходит дополнительное газообразование. Кроме того, термолиз керосина приводит к разложению молекулы керосина на 15-16 молекул водорода и сажу, что также увеличивает давление в сопле Лаваля, то наши расчёты будут давать завышенную оценку высот. По расчётам, которые исходят из того, что всё газообразование происходит исключительно в камере сгорания, а после критического сечения идёт только адиабатическое расширение и охлаждение образовавшихся молекулярных газов получилось, что фото 1 сделано на высоте 20 км, фото 2 и фото 3 разные, но сняты на одной и той же высоте 30 км, а фото 4 - на 35 км. С учётом газообразования в сопле Лаваля эти высоты вероятнее нужно снизить километров на десять.

Составим следующую табличку:

Объёмы факелов вычислялись по соответствующим параболоидам.



На фото 1 факел состоит из трёх частей, указан максимальный диаметр и длина первой параболической 110 м и второй цилиндрической частей 110 м всего 220 метров, плюс длина хвоста 172 метра. Верхняя цифра это объём факела без хвоста. Выброс керосина оценивается как завышенный в 1,8 раза по сравнению с ожидаемым. Это связано, с высоким содержанием кислорода в атмосфере и вся сажа успевает сгорать в утолщённой части факела длиной 220 метров и не весь атмосферный кислород выгорает.

Фото 2 факел - параболоид длиной 220 метров, диаметр 139 метров, при максимальном диаметре 150 м.

Фото 3 факел - параболоид длиной 410 метров, максимальный диаметр 150 метров. Очевидно, что не весь кислород выгорает в таком большом объёме.

Фото 4 факел - параболоид длиной 220 метров, диаметр 197 м при максимальном диаметре 210 м.

В целом оценки количества выбрасываемого керосина в факелах длиной 220 метров (два корпуса ракеты) подтверждают обоснованность наших предположений.

Для вычислений скорость ракеты определялась по касательной к графику НАСА см. ниже. Вероятнее всего, реальная скорость была раза в 2,5 - 3 раза ниже, чем вычисленная по графику. На правом графике красным пунктиром обозначена вычисленная Поповым А.В. скорость ракеты по кадрам кинохроники, непрерывно снимавшей подъём Сатурна -5 со старта и до прохождения ракетой перистых облаков на высоте 8,5 км.



Сравненим вроде как бы близкие по параметрам двигатели, F-1 и советский РД-270.





Корпус сопла Лаваля состоит из двух цельносваренных корпусов из титанового сплава (температура плавления более 1600С0 ) между которыми находится гофрированная рубашка (типа картона), разделяющая прямой и обратный потоки топлива и усиливающая конструкцию сопла. Смешение газофазное, давление в камере сгорания 256 атмосфер.



Корпус сопла Лаваля выполнен из спаяных профилированных медных трубок (температура плавления 1084 С0 ). Смешение жидкофазное, давление в камере сгорания 69,1 атмосферы. Насадок неохлаждаемый.



На дне океана



Астронавты после двухнедельного полёта в невесомости. Это только советских космонавтов выносили на носилках, а Николаева и Севастьянова после 18-тидневного пребывания в космосе восстанавливали в реанимации.

Выводы:

Техническое задание на конструирование первой ступени было выдано в расчёте на реальную ракету. Но подходящих двигателей создать не удалось. Конструкция двигателя F-1 не в состоянии выдерживать необходимые тепловые нагрузки, поэтому единственной защитой стало отключение, либо существенное дросселирование внешних колец подачи кислорода в камере сгорания, что даёт объяснение многим наблюдаемым эффектам. В центральной струе при сгорании керосина в кислороде температура достигает 3500 градусов. Тепло переносимое излучением тратилось на нагрев и разложение керосина внешних контуров, и таким образом сохранялась целостность конструкции из медных трубок. Такие двигатели могли поднять облегчённую ракету Сатурн-5, но в принципе не могли обеспечить необходимую и заявленную динамику для вывода 140 тонн на околоземную орбиту. Тем не менее США пошло на фальсификацию и мировой обман.

Другие материалы по разбору полётов можно посмотреть по следующим ссылкам:

http://www.free-inform.ru/phpBB3/viewforum.php?f=8  - Форум

https://www.manonmoon.ru/ -Великий прорыв или космическая афера?" Автор: Попов А.И.

https://youtube.com/watch?v=-1YoEIeBkJc&si=EnSIkaIECMiOmarE -Попов А. о Скорости ракеты Сатурн-5

https://yandex.ru/video/preview/12198042173054053798?text=Взлёт%20Сатурна-5&path=yandex_search&parent-reqid=1677516264317273-14643316169869076210-vla1-0961-vla-l7-balancer-8080-BAL-3360&from_type=vast  - ролик о старте Сатурна-5

Лунная афера, Империя лжи, Фальсификация науки, Космос, Фальсификация истории, Наука, Глобальный обман

Previous post Next post
Up