美国 土星V登月火箭和DH-100DBA运输机

2024-03-01美国 波音B-377-SGT Super Guppy超级彩虹鱼 大件运输机

简介

土星五号是美国宇航局在阿波罗计划下为人类探索月球而开发的一枚已退役的美国超重型运载火箭。该分为三级，以液体燃料为动力。从 1967 年到 1973 年，它曾九次载人登月，并发射了美国第一座太空站天空实验室（Skylab）。

截至 2024 年，土星五号仍然是唯一将人类送出低地球轨道(LEO)的运载火箭。土星五号保持着低地球轨道最大有效载荷容量的记录，为 （141,136 千克），其中包括将阿波罗指令舱和服务舱以及登月舱送上月球所需的未燃烧推进剂。

土星五号是土星系列火箭中最大的量产型号，由沃纳·冯·布劳恩在阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心设计，火箭的主要承包商是波音公司、北美航空公司、道格拉斯飞机公司和IBM。共制造了 15 枚可飞行的火箭，不包括用于地面测试的三枚。肯尼迪航天中心共发射了 13 枚火箭，其中 9 枚从阿波罗 8 号（1968 年 12 月）到阿波罗 17 号（1972 年 12 月）共搭载24 名宇航员前往月球。

第一级由波音公司在新奥尔良的米丘德装配厂建造，发射时，它的大部分质量是推进剂：RP-1燃料，以液氧为氧化剂。该级高 （42 米），直径 （10 米）。它在海平面提供 7,750,000 磅力（34,500 千牛）的推力。S-IC 级干重约为 （137,000 千克）；发射时满载燃料时，总质量为 （2,214,000 千克）。S-IC 由五台呈梅花形排列的Rocketdyne F-1发动机提供动力。中央发动机被固定在一个固定位置，而四个外侧发动机可以通过万向架液压转动，以控制火箭方向。在飞行过程中，中央发动机比外侧发动机早关闭约 26 秒，以限制加速度。在发射过程中，S-IC 发动机点火 168 秒（点火发生在升空前约 8.9 秒），发动机关闭时，火箭的高度约为（67 公里），距离发射中心约 （93 公里），速度约为每秒 （2,300 米/秒）。

第二级由北美航空公司在加利福尼亚州海豹滩建造。它使用液氢和液氧，有五台Rocketdyne J-2发动机，布置与 第一级类似，也使用四台外侧发动机进行控制。第二级高 （24.87 米），（10 米），干重约为（36,000 千克）；加满燃料后，重 （480,000 千克）。第二级在真空中以 1,100,000 磅力（4,900 千牛）的推力加速土星五号穿越高层大气。

与 第一级一样也是通过海运从制造厂运输到肯尼迪角的。（模型中DH-100 DBA就是打算用来运第二级火箭）

第三级由位于加利福尼亚州亨廷顿海滩的道格拉斯飞机公司 制造。它装有一台Rocketdyne J-2发动机，使用与 S-II 相同的燃料。它高（17.86 米），直径 （6.604 米），干重约（10,000 千克），满油时重约（119,000 千克）。

对于月球任务，它发射了两次：第一次是在第二阶段截止后进入地球轨道，第二次是进行月球转移发射（TLI）。

第三级是土星五号火箭中唯一体积足够小、可以用Aero Spacelines Pregnant Guppy货机运输的火箭级。

两级登月舱的结构和空气动力学都无法穿越地球大气层，因此它被连接到阿波罗指令舱和服务舱(CSM) 上，后者的质量约为登月舱的两倍，并被运送到月球轨道。两名机组人员将登月舱从月球轨道飞到月球表面。在起飞过程中，用过的下降级被用作上升级的发射台，然后上升级飞回指令舱，之后也被丢弃。

登月舱在格鲁曼公司开发过程中出现了许多问题，导致其首次无人飞行推迟了约 10 个月，首次载人飞行推迟了约 3 个月。但无论如何，登月舱成为了阿波罗-土星号航天器中最可靠的部件。登月舱的开发和生产总成本为 216.5 亿美元（以 2016 年美元计算），根据 NASA 新起点通胀指数 ，名义总成本为 22.9 亿美元

有十个登月舱被发射到太空。其中六个在 1969 年至 1972 年间由人类登陆月球。前两次飞行是在低地球轨道进行的测试：阿波罗 5 号，没有机组人员；阿波罗 9 号有机组人员。第三次在低月球轨道进行的测试飞行是阿波罗 10 号，这是阿波罗 11 号首次登陆的彩排。阿波罗 13 号登月舱充当救生艇，提供生命支持和推进力，让机组人员在返程途中存活下来，当时他们的 CSM 因氧气罐爆炸而失效。

1965 年，NASA 积极征求几家公司，设计一架能够将土星火箭助推器（当时美国太空计划的核心）从加利福尼亚运送到佛罗里达发射场的飞机，

在此之前，NASA 一直依靠船只通过巴拿马运河将 的运送到佛罗里达。海上运输速度很慢，但当时没有飞机具备完成这项工作所需的载货能力。提交了几个提案后Dee Howard 公司被批准开发DH-100 DBA。该项目最终成为政府机构之间官僚内斗的牺牲品

，因此全尺寸的 DH-100 DBA 从未建造。然而，尽管外观笨拙，风洞测试表明该设计具有与他的飞机一样的潜力。该机借鉴了DC-7的机头和发动机

1990 年，迪伊卖掉了自己的公司，但他仍然梦想着看到DH-100 DBA 飞起来，测试飞机的比例约为 1:16，起落架改为20 轮

土星V基本参数

项目成本64.17 亿美元（相当于 2023 年的 500 亿美元）

每次发射成本1.85 亿美元（相当于 2023 年的 14.51 亿美元）

高度111 米

直径10 米

重量2,822,000 至 2,965,000 千克

有效载荷至低地球轨道 (LEO)

高度170 公里轨道倾角30°

载荷141,136 千克

有效载荷至TLI（月球）

载荷52,759 千克

月球着陆器基本参数

标准重量 （15,200 千克）（16,400 千克）最大

干质量

标准重量 （4,280 千克）（4,920 千克）最大

乘员容量2

体积（6.7立方米）

设计寿命75 小时

长度（7.04米）

直径（4.22 米）（不含起落架）

宽度（9.4 米），起落架展开

DH-100 DBA基本参数（推测）

翼展 51.2 米，长度 54.6 米，高度 22.4 米

空重：（89923千克）

最大起飞重量：（162160千克）* 最大降落重量：（122500千克）

燃料容量：74050升

发动机：10台Wright R-3350-988TC18EA1-2 18缸螺旋桨空冷活塞发动机，每台3,400匹马力

最大速度：（637千米每小时），在（6,900米）

巡航速度：（415千米每小时）（6,600米）及总重（125000千克）

失速速度：（156千米每小时；）在降落重量时

航程：（7,459 km），最大有效载重

升限：（6,600米）于最大总重

爬升率：（1.2米每秒）到（6,100米）于最大总重

起飞距离：（1,940米）于最大总重到（15米）以后的降落滑跑距离：（1,600米）

关于模型

1.土星V火箭模型优化（提升流畅度并重新组合）

2.登月舱下级腿部折叠放入火箭

3.彩虹鱼运输机5处气动面重制回正

4.DH-100 DBA运输机添加舱门打开，起落架收回，螺旋桨旋转状态并添加飞行员

5.货舱底部添加弧形支撑