“土星”号运载火箭,美国为载人登月的“阿波罗”工程研制的巨型
运载火箭,包括“土星”1号、“土星”1B号和“土星”5号3种火箭。
1957年开始方案探索,1959年2月正式命名为“土星”号火箭。“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。
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公里高的圆轨道)和2.2吨(逃逸轨道)。“土星”1B号也是两级火箭。第一级S-1B与“土星”1号火箭的第一级相同,但改进了制造方法,重量明显减轻,H-1发动机的性能得到改善,总推力提高到7297千牛(744吨力)。
第二级S-4B改用一台大推力J-2液氧液氢发动机,推力高达1000千牛(102吨力),工作时间约450秒。第二级上面是仪器舱,高1米,直径6.55米,内装自主式制导系统、控制系统和各种仪表。火箭全长44米,直径6.55米,起飞重量约587吨。火箭的低轨道运载能力达18吨。
“土星”1B号火箭曾用于“阿波罗”号飞船某些分系统的试验,如指挥舱再入防热试验、登月舱推进系统试验、指挥舱和服务舱的载人飞行试验等。“土星”5号是三级火箭,由S-1C第一级、S-2第二级、S-4B第三级、仪器舱和有效载荷组成。第一级长42米,直径10米,到尾段底部直径增大到13米。尾段上装有4个稳定尾翼,翼展约18米。第一级采用5台F-1发动机,推进剂为液氧和煤油,总推力达33350千牛(约3400吨力)。2个10米直径的铝制推进剂贮箱用桁条和隔框加强。
第二级长25米,直径10米,采用液氧液氢推进剂,共用5台J-2发动机,真空总推力达5109千牛(521吨力)。第三级采用“土星”1B号火箭的第二级,仪器舱也和“土星”1B号的相同。“土星”5号火箭全长110.6米,起飞重量2930吨,采用惯性制导系统。运载能力为127吨(低轨道),48.8吨(逃逸轨道)。“土星”5号火箭从1967年9月至1972年7月进行飞行试验,其中有7次作载人登月飞行,成功6次,先后将12名航天员送上月球。(见彩图)