Voglio aprire il prossimo topic con la consapevolezza del condannato davanti al patibolo, perché per molti sto sicuramente per dire un’eresia toccando una bestia sacra come il Saturn V e gli F-1 del primo stadio.
Credo di aver rivisto almeno 1000 volte i video dei vari lanci dei Saturn V, entusiasmato e travolto da tutta quella potenza, tutte quelle fiamme e tutto quel fumo.
Poi col tempo ho cominciato a chiedermi se in effetti non ci fossero un po’ troppe fiamme e un po’ troppo fumo.
In fase di accensione del primo stadio credo sia stata evidente a tutti la fumata nera dell’Apollo 11, così come nella sequenza dell’ascesa la scia nera. Per non parlare poi della “Plume”, smisurata e con le punte rossiccie, come se del combustibile bruciasse ancora in carenza di ossigeno ben al di fuori della camera di combustione. La cosa era ancora più evidente in quota, dove ossigeno non ce n’è proprio, e la Plume si allargava a dismisura ed assumeva una bella colorazione rosso di sera.
Un fenomeno del genere non si vede in altri veicoli a propellente liquido.
OK, Non esiste un veicolo di tali proporzioni, però se proviamo a compararlo con i pochi secondi di volo dell’N1 sovietico, le sensazione che la Plume del mostro Russo mi dà sono diverse. Sembra una combustione decisamente più efficiente (forse sono io che vedo ciò che non esiste).
Concludendo: è possibile che per ovviare ai problemi di instabilità di combustione del F-1, Von Braun & C. abbiano optato per un compromesso poco tedesco e sacrificato l’efficienza del motore alla stabilità?
Mi sembra che ci fosse stato un problema di stabilità nelle camere di combustione, risolto con un’iniezione massiccia e “pulsata” di carburante, in modo da provocare delle vere e proprie esplosioni all’interno delle camere ed evitare risonanze… Probabilmente queste pulsazioni sono l’origine della plume di incombusti…
Ottissimo:
per chi fosse interessato, mio fratello (futuro perito elettronico col pallino delle curiosità assurde) mi ha detto ieri sera di essersi scaricato lo schema elettrico della capsula Apollo, (dove l’abbia presa però non è dato sapersi) chi fosse interessato mi contatti in mp
Bisogna anche dire che quei motori erano leggermente inefficienti alla quota in cui venivano a trovarsi verso la fine del loro funzionamento, pur avendo efficienza superiore rispetto a quella a livello del suolo. Questo perchè in fin dei conti essi avevano il compito primario di sollevare l’intero complesso da terra; divenivano via via maggiormente efficienti ma a un certo punto chiaramente non lo erano più e i gas in espansione ben oltre l’ugello avvolgevano completamente la parte inferiore del veicolo, pur producendo ancora spinta utile. Si notano in moltissime foto celebri che le fiammate arrivavano a lambire metà del primo stadio durante il funzionamento in momenti prossimi allo staging. C’è da dire inoltre che soli cinque motori F1 potevano sollevare il peso del veicolo al decollo, circa duemilasettecento tonnellate, con la reale possibilità che uno di essi potesse essere spento per qualche problema. In tal caso, per il primo minuto di funzionamento, il programma di controllo dei motori semplicemente escludeva la possibilità di spegnerli, anche in presenza di segnali di guasto, rischiando così qualcosa di ben più grave di una piantata motore. Dopo un minuto quattro motori erano più che sufficienti per andare quasi senza problemi e i computer avrebbero corretto quota, velocità e posizione sfruttando più a lungo il loro funzionamento.
Il primo stadio bruciava kerosene aeronautico, quindi il fumo nero ci stà benissimo. Anche gli aerei al decollo “fumano” mica male. Per il resto la quantità di propergoli spinti in camera è tale che finivano di bruciare fuori dagli ugelli, come in quasi tutti i razzi, quindi non ci vedo nulla di strano. che la scia fosse lunga è relativamente ovvio, vista la potenza degli F1.
Lo scarico di colore nero dei motori F1 nei primissimi metri a valle dell’ugello è in effetti abbastanza inconsueto se paragonato ad altri motori a razzo. Mi pare che ciò derivasse da una miscela volutamente ricca di cherosene al fine di stabilizzare determinati problemi. Bisogna comunque specificare che l’N1 e il Saturn V usano motori molto differenti nel primo stadio, sebbene entrambi di tipo “kerolox” (cherosene/Ossigeno liquido).
I motori F1 sono del tipo “gas generator”, molto potenti ma un attimino più “rozzi” e molto meno efficienti a bassa quota; i motori NK-33 del razzo N1 sono invece molto più sofisticati, del tipo “staged combustion” e di grandissima efficienza. Essi utilizzano anche una miscela più ricca di ossigeno per garantire una combustione migliore. I russi hanno meglio perfezionato la tecnica e la metallurgia necessaria a tali accorgimenti col risultato di avere motori a cherosene sostanzialmente migliori di quelli americani (gli attuali motori RD-180 derivati da quelli del razzo Energia hanno a livello del mare una efficienza in termini di Isp molto vicina, se non superiore, a quella che aveva il motore F1 nel vuoto).
ricordo anche che nei primissimi istanti vi era un’accensione di propellenti ipergolici per mettere in funzione le turbine cosa che generava fumete e fiamme color arancio