¿Se gastó todo el combustible en cada etapa de un lanzamiento de Saturno V?

En particular, la primera y la segunda etapa en órbita terrestre: ¿se secaron las etapas antes de la separación? A primera vista, parecería más seguro hacerlo, pero me di cuenta de que los motores requerían combustible líquido para actuar como refrigerante antes del encendido en la cámara de combustión. Además, la órbita final podría no ser tan precisa si hay una variación en el perfil de lanzamiento.

Entonces, la pregunta es: ¿cuánto combustible quedó en cada etapa?

Esperaría que cualquier exceso de combustible se mantuviera al mínimo, ya que es costoso (en cuanto al combustible) levantar combustible no quemado.

Si las respuestas pueden incluir las terceras etapas y los módulos de suministro, sería genial.

No. Ya hay preguntas en el sitio sobre esto. En la primera etapa quedaron decenas de miles de libras. Es más caro hacer estallar tu cohete haciendo funcionar los motores en seco.
@OrganicMarble no pudo encontrar esa pregunta al buscar; feliz de ser cerrado como duplicado si puede encontrar uno
No estoy seguro de que sea realmente un duplicado, ¡y tampoco puedo encontrarlo todavía! Informará de nuevo.
Estoy subiendo, erm, ¡seco! Puede haber sido una discusión en los comentarios. Es probable que obtenga una respuesta pronto.
Relacionado pero no del todo duplicado IMO: space.stackexchange.com/q/21704/195
Una buena fuente es Apolo por los números, ver 1 , 2 , 3 . Puede escribir una respuesta usted mismo usando estas tablas.
@OrganicMarble: ¿No eran prescindibles las etapas del lanzador Saturn V? ¿Por qué preocuparse si los motores se derriten por falta de refrigerante después del único uso que obtendrá de todos modos?
No dije nada sobre los motores que se derriten, el problema es que las turbobombas explotan, y no quieres que eso suceda antes de separar las etapas. Lee la respuesta.
@OrganicMarble: ¿No eran también prescindibles las turbobombas?
Lee la respuesta. Aborda específicamente su preocupación.
@OrganicMarble: Ninguna de las dos respuestas dice que los motores (o solo las turbobombas) tendrían que volver a funcionar después de la quema.
@HenningMakholm no, por supuesto que no; el punto es mantenerlos "operativos" (léase: "ellos y el resto de su cohete , en una sola pieza") hasta que los haya abandonado.
@HenningMakholm La secuencia de separación de etapas del panorama general para el Saturno fue así 1) Apagar los motores de la primera etapa 2) Separar físicamente las etapas 3) Encender los motores de la segunda etapa. Si el propulsor explotó en el paso 1, habría afectado negativamente a la misión.

Respuestas (2)

Para el Saturn V, la primera y la segunda etapa se cortaron cuando un sensor de bajo nivel de propulsor se disparó en los tanques. La mayoría de las etapas de refuerzo de los lanzadores hacen algo similar: la quema hasta el agotamiento total sería peligrosa por una serie de razones que se mencionan aquí .

Para la primera etapa del S-IC, no era inusual dejar 30 toneladas de propelente sin consumir, como señala Apollo By The Numbers . Esto es un poco más del 1% del tanque total de la etapa y representa aproximadamente 2 segundos de tiempo de combustión.

Para la segunda etapa S-II, el propulsor residual generalmente era de 3 a 4 toneladas, menos del 1% de la cantidad inicial y nuevamente representaba 2 a 3 segundos de tiempo de combustión.

La quema de inserción orbital en la tercera etapa S-IVB, como con la mayoría de los lanzadores orbitales, se cortó cuando se alcanzó la velocidad objetivo deseada. Esto permitió que la etapa corrigiera el rendimiento fuera de lo nominal de la primera y la segunda etapa: haría lo que fuera necesario para llegar a la altitud y velocidad correctas.

La mayor parte del combustible en la tercera etapa se ahorró para la quema translunar, que también se detuvo cuando se logró el cambio de velocidad deseado, de nuevo típicamente con 3-4 toneladas de combustible restante, aunque eso representa 10-15 segundos de tiempo de quemado para la etapa más pequeña de un solo motor.

Creo que todas las otras quemaduras importantes en las misiones Apolo (corrección de rumbo, inserción de la órbita lunar, etc.) también usaron cortes basados ​​​​en la velocidad.

¡15 toneladas de propulsor por segundo! ¡impresionante!
De Apollo By The Numbers, los promedios generales del programa para el combustible restante para las primeras tres etapas fueron, respectivamente, 1.50%, 0.82% y 8.42%
Dato curioso: el motor de la tercera etapa del Saturno V podría encenderse tres veces. Nunca se usó un tercer encendido en vuelo.
@Joshua: en realidad, el motor se encendió tres veces en el Apolo 9: una vez para poner la pila CSM / LM en órbita terrestre baja y dos para fines de prueba. El segundo encendido puso al SIVB en una órbita terrestre elíptica, y el tercer encendido expulsó el escenario del sistema Tierra-Luna a la órbita solar. Estas quemaduras eran inusuales porque no estaban presionando el CSM/LM, por lo que probablemente tenían un poco más de aceleración de lo normal para un SIVB. klabs.org/history/history_docs/jsc_t/apollo_09_saturn_v.pdf
Creí haber revisado todo. :(

Tomé los números de 'Apollo by the Numbers' y los ingresé en una hoja de cálculo.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Todavía queda mucho trabajo por hacer con Apolo 9 a 17.

¿Alguna sugerencia?

El combustible restante es inferior al 3 % para las etapas 1 y 2, pero inferior al 10 % para la combustión final de la etapa 3.

Estos se pueden encontrar mediante programación , aunque los datos están un poco sucios. Podría completar la tabla si encuentro el tiempo. Hay un dato interesante que brindan con los totales del programa: por ejemplo, el consumo total de combustible en todos los lanzamientos para combustible y oxidante fue: S1C: 1,50 % SII: 0,82 % SIVB 1.er quemado: 71.10 % 2.º quemado: 12.05 %. En total, apenas 1 millón de libras de propulsor quedaron sin usar en todos los lanzamientos.
¿Se gastó todo el combustible en cada etapa de un lanzamiento de Saturno V?
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