Rocketdyne F-1
El F-1 , comúnmente conocido como Rocketdyne F1, es un motor cohete desarrollado por Rocketdyne . Este motor usa un ciclo generador de gas desarrollado en los Estados Unidos a fines de la década de 1950 y se usó en el cohete Saturno V en la década de 1960 y principios de la de 1970. Se utilizaron cinco motores F-1 en la primera etapa S-IC de cada Saturn V, que sirvió como el principal vehículo de lanzamiento del programa Apolo . El F-1 sigue siendo el motor de cohete de propulsor líquido de una sola cámara de combustión más potente jamás desarrollado. [1]
Rocketdyne desarrolló el F-1 y el E-1 para cumplir con un requisito de la Fuerza Aérea de EE. UU. de 1955 para un motor de cohete muy grande. El E-1, aunque probado con éxito en disparos estáticos, fue visto rápidamente como un callejón sin salida tecnológico y fue abandonado por el F-1 más grande y poderoso. La Fuerza Aérea finalmente detuvo el desarrollo del F-1 debido a la falta de requisitos para un motor tan grande. Sin embargo, la recién creada Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) apreció la utilidad de un motor con tanta potencia y contrató a Rocketdyne para completar su desarrollo. Los disparos de prueba de los componentes del F-1 se habían realizado ya en 1957. El primer disparo estático de un F-1 de desarrollo de etapa completa se realizó en marzo de 1959. El primer F-1 se entregó a NASA MSFC .en octubre de 1963. En diciembre de 1964, el F-1 completó las pruebas de calificación de vuelo. Las pruebas continuaron al menos hasta 1965. [2]
Las primeras pruebas de desarrollo revelaron serios problemas de inestabilidad de combustión que a veces causaban fallas catastróficas . [3] Inicialmente, el progreso en este problema fue lento, ya que era intermitente e impredecible. Se observaron oscilaciones de 4 kHz con armónicos a 24 kHz. Finalmente, los ingenieros desarrollaron una técnica de diagnóstico consistente en detonar pequeñas cargas explosivas (a las que llamaron "bombas") fuera de la cámara de combustión, a través de un tubo tangencial ( RDX , C-4 o pólvora negra ).fueron usados) mientras el motor estaba encendido. Esto les permitió determinar exactamente cómo respondía la cámara de funcionamiento a las variaciones de presión y determinar cómo anular estas oscilaciones. Luego, los diseñadores podrían experimentar rápidamente con diferentes diseños de inyectores de combustible coaxiales para obtener el más resistente a la inestabilidad. Estos problemas se abordaron desde 1959 hasta 1961. Eventualmente, la combustión del motor era tan estable que amortiguaría automáticamente la inestabilidad inducida artificialmente en una décima de segundo.
El motor F-1 es el motor de cohete de combustible líquido de una sola boquilla más potente jamás volado. El motor cohete M-1 fue diseñado para tener más empuje, pero solo se probó a nivel de componentes. Además, el RD-170 produce más empuje, pero tiene cuatro toberas. El F-1 quemó RP-1 ( queroseno de grado cohete ) como combustible y usó oxígeno líquido (LOX) como oxidante. Se utilizó una turbobomba para inyectar combustible y oxígeno en la cámara de combustión.
Un desafío notable en la construcción del F-1 fue el enfriamiento regenerativo de la cámara de empuje. El ingeniero químico Dennis "Dan" Brevik se enfrentó a la tarea de garantizar que el diseño preliminar del haz de tubos de la cámara de combustión y el colector producido por Al Bokstellar funcionara bien. En esencia, el trabajo de Brevik era "asegurarse de que no se derrita". A través de los cálculos de Brevik de las características hidrodinámicas y termodinámicas del F-1, él y su equipo pudieron solucionar un problema conocido como "inanición". Esto es cuando un desequilibrio de la presión estática conduce a "puntos calientes" en los colectores. El material utilizado para el haz de tubos de la cámara de empuje F-1, las bandas de refuerzo y el colector fue Inconel-X750, una aleación refractaria a base de níquel capaz de soportar altas temperaturas. [4]
en el Centro Espacial Kennedy