解密阿波罗登月计划中运载火箭是如何设计和运行的？附：NASA解密文件

文 / 王不留（微信公众号：王不留）

 

早晨看到2020年精彩瞬间的超燃宣传片，深为国家的强盛而自豪。

 

2020年，中国航天最引人注目的成绩，莫过于嫦娥五号任务顺利完成。11 月 24 日 4 时 30 分，长征五号遥五运载火箭成功发射，带着嫦娥五号探测器飞往月球。

 

我联想到阿波罗登月计划，人类第一次登上月球。那是无法想像的19世纪60年代。

 

那个时代的人类是如何将航天器送到月球的？

 

带着这个问题，我在NASA官网扒到了一份解密的《土星5号运载火箭飞行手册》，可以略解心中疑问。

 

文档于1969年8月15日定稿，同年10月5号完成修改。

 

土星5号运载火箭（英文：Saturn V），是美国国家航空航天局（NASA）在阿波罗计划和天空实验室计划两项太空计划中使用的多级可抛式液体燃料火箭。

 

手册中所指的SA 507火箭于1969年11月14日发射升空，圆满完成了“阿波罗12号”任务。

 

 

通读这份手册，由衷赞叹20世纪60年代的航天技术，以及航天人员的细致严谨。

 

文档共计244页，主要分十章。

 

第一章 总述

 

土星5号为三级火箭，S-IC级为芯一级，S-II级为芯二级，S-IVB级为芯三级，承包商分别为波音公司、北美航空公司以及道格拉斯飞行器公司。

 

 

第二章 性能

 

主要是介绍此款火箭性能的一些数据和图表。

 

第三章 紧急情况及措施

 

操作舱里密密麻麻的按钮，相比开汽车的操作，就能理解航天工程对宇航员极为严苛的专业技能要求。

 

 

本章还介绍了火箭出现问题的解决措施，以及各类注意事项。

 

第四章 S-IC级

 

S-IC级推进器的高度达42米，直径10米（不包含尾翼），净重131吨，装满燃料后重量将近2300吨。主要包括：前裙、氧化剂箱、箱间段、燃料箱和推力结构。

 

 

这个是一级推进器的点火流程。

 

 

第五章 S-II级

 

S-II级有24.8米高，直径与S-IC级相同，都是10米。S-II的净重大约36吨，加满燃料后重达490吨。

 

S-II级结构由壳体(包括前裙、后裙和级间段)、推进剂箱(包括液氢箱和液氧箱)和推力结构组成。

 

 

这个是二级推进器的点火过程。

 

 

第六章 S-IVB级

 

S-IVB级高18米，直径6.6米，净重11吨，加满燃料后重114吨。它使用了一个J-2火箭发动机，在两个燃料柜间也使用了共享箱壁。

 

S-IVB级的基本结构组成：前裙、推进剂箱、后裙、推力结构和后级间段。除推进剂箱外，其他部分全为蒙皮桁条铝合金结构。

 

 

这个是三级推进器的点火过程。

 

 

第七章 控制设备单元

 

控制设备单元是装在土星5号S-IVB级顶部的一个圆筒形结构。它的内壁分布着土星5号火箭的弹道计算机、姿态稳定系统等关键部件，是整枚火箭的大脑。

 

 

仪器舱的基本结构是一个由铝合金蜂窝夹层材料制成的短圆筒，这是由三块长度相等的蜂窝夹层板拼成的，前后端框由挤压成的特制铝型材制成，型材粘接到蜂窝夹层上。

 

 

第八章 地面支撑对接

 

 

 

第九章 调度中心监控

 

 

 

第十章 任务变量和约束

 

 

不少内容太专业，作为一个吃“软”不吃“硬”的程序员，完全理解较有难度。

 

如感兴趣，可以关注“王不留”公众号，回复“航天手册”，获取解密文档。

 

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王不留，混迹基层八年穷屌丝，考研准备四个月，考上中国科技大学MBA，成为一家软件上市公司中层管理者（附备考攻略）

 

今天是工作日持续写作第 13/100 天。