Al leer varios informes antiguos, me encontré con estudios realizados por MSFC sobre diseños mejorados de Saturno V con mayor capacidad de carga útil y con motores mejorados. Como resultado del aumento de las masas propulsoras de los vehículos de lanzamiento, los motores 'MS-IC' de la primera etapa tuvieron que producir más empuje para levantar las etapas superiores de manera eficiente. El F-1 de Rocketdyne habría continuado como variantes UF-1 y F-1A.
Los informes de Marshall de 1965 hacen referencia al motor de calificación F-1, que se redujo a un empuje máximo a nivel del mar de 1,522,000 libras de fuerza. El UF-1 ("F-1 actualizado") estaba destinado a servir como un modelo provisional que generaría niveles de empuje más altos pero no requeriría la remodelación intensiva requerida para un impulso sustancial. Como tal, el UF-1 se asentaría con un empuje de 1.650.000 libras de fuerza. El F-1A haría más mejoras sin incluir un diseño de componentes completamente nuevo para lograr 1,800,000 libras de fuerza.
El UF-1 es el modelo que me interesa, porque no hay mucho escrito sobre él en otros lugares. Los investigadores de MSFC tenían la intención de aumentar su empuje, pero también afirmaron que el empuje estándar de 1522k F-1 estaba limitado por la potencia de su 'turbobomba de 35 pulgadas'. Para actualizar a 1.650k, el UF-1 contaría con una nueva turbina de 30 pulgadas e inductores de bomba mejorados para apoyarlo, y también un generador de gas reforzado que funciona con una relación lox/combustible más baja. La turbina de 30 pulgadas limitaría entonces el empuje debido a su velocidad crítica de turbina. Sin embargo, el F-1A superaría esto con el mismo modelo de 30 pulgadas al agregar nuevos impulsores de mayor diámetro (así como generadores de gas y colectores de escape más grandes).
Pero aquí es donde se pone interesante: también he estado leyendo 'Stages to Saturn' de Roger E. Bilstein, en el que el autor escribe sobre una prueba de funcionamiento de una cámara de empuje terminada en Edwards AFB. El 6 de abril de 1961, 'el empuje de la cámara prototipo alcanzó un máximo de 7.295.000 newtons (1.640.000 libras)'. Si originalmente se desarrolló para estar limitado a 1,522k libras de fuerza por las limitaciones de potencia de la turbina, ¿cómo podría este motor generar tanto más empuje sin las mejoras enumeradas en 1965 a la turbina y GG?
Esto me recuerda varios otros artículos que enumeran empujes F-1 más allá de las 1522,000 libras durante la operación de Saturno V: desde 1530k en el Apolo 11 hasta 1565k en el Apolo 15 y 1580k en Skylab. Pero 1640k?
Así que aquí están las preguntas: - ¿Cómo permitió la vieja turbina un empuje de 1640 klbf? - ¿Se incrementaría la presión de la cámara o el impulso específico? - ¿Podría Saturno V haber sido propulsado con este nivel de empuje?
Quiero saber si 1,640k podría sostenerse...
Mi explicación para esto es en teoría, ya que aún no he encontrado una fuente que confirme cuál es la razón.
En ese libro, el autor escribe que fue una prueba. También otras fuentes en Internet dicen que fue una prueba de disparo estático. No explica cuán exitosa fue esa prueba. No significa que el motor F-1 funcionó durante aproximadamente 176,9 segundos, que es el tiempo de combustión del motor F-1 en la primera etapa S-IC del lanzamiento de Saturn V (168 segundos después del despegue + 8,9 segundos antes del despegue). Tal vez el motor F-1 era capaz de alcanzar las 1640k libras pero no había garantía de que resistiría por 177 segundos o incluso menos.
En el momento en que se certificó que el motor F-1 estaba operativo, tenía un empuje de 1500k libras. Este fue el nivel de empuje donde los ingenieros demostraron que el motor estaba dentro de los parámetros aceptables, estaba al 100% de su valor nominal (más información sobre esto se encuentra aquí). Estoy sugiriendo que el motor F-1 con la tecnología de 1961 era capaz de operar al 109%-110%, pero duraría solo unos segundos. Las pruebas de disparo estático son muy cortas en comparación con el tiempo de combustión en una misión. Hasta ahora, la información de esa prueba no aclara qué sucedió después, si el motor se dañó, en caso afirmativo, cuánto fue y si podría estar operativo o probarse nuevamente. Los motores F-1 en esos años eran prototipos. Muchas pruebas y experimentos se hicieron en ese momento. Pero esta fue su primera prueba, por lo que no excluye la posibilidad de que el propósito real de la prueba corta de encendido estático fuera solo por el nivel de empuje y no tratar de hacer que el motor sea confiable.
russell borogove
Alastair Haslam