В дополнение поста с 12 страницы.
Вложение:
Рассматривая фотографию полёта Сатурна-5 возникает вопрос: что горит и светит в факеле? Обычно в нормальных ракетах факел не превышает её длины, это сгорает избыток топлива из пристеночного охлаждающего слоя.
Ответ очевиден: гореть может только керосин, а светят раскалённые частички сажи (углерода), которые сгорают уже в атмосферном кислороде, потому что газообразные продукты реакции окисления светят исключительно в инфракрасной части спектра, недоступной для восприятия человеческим глазом и фотоплёнкой.
Можно оценить количество атмосферного кислорода окисляющего вылетающие из сопел двигателей F-1 недоокисленные продукты распада керосина. Из справочных данных известно, что атмосферное давление на высоте 30 км составляет 8,63 тора, а парциальное давление кислорода 1,31 тор. По закону Авогадро 22,4 куб.метра кислорода при 760 мм.рт.ст.(тор) весит 32 килограмма. Отсюда получаем, что на высоте 30 км в 1 кубометре содержится 32/22,4/760*1,31=0,00248 кг кислорода.
Оценим объём факела исходя из длины ракеты 100 метров: Диаметр примерно 150 метров, длину возьмём 500 метров, получаем 500*3,14* 150*150/4 = 8831250 кубических метров. Перемножив полученные числа, получим 21,9 тонны кислорода атмосферного кислорода сгорает за полсекунды полёта Сатурна-5 ( исходя из конуса Маха, оцениваемая скорость 1000 метров в секунду). Предполагая, что сгорание полное ( СО 2 + Н 2 О ) оцениваем, что за одну секунду из сопел Сатурна вылетает 21,9*2* 14/48=12,775 керосина. 2,555 тонны/секунды из одного сопла.
Вывод: Сгорание керосина в двигателе организовано очень плохо, неполное сгорание продолжается и после критического сечения (которого, кстати, практически нет) в сопле Ловаля и после него. Импульс определяется произведением скорости вылетающих газов на их массу, в данном случае, из-за неоптимальной скорости вылетающих продуктов импульс обеспечивается их массой, то есть ракета летит за счёт перерасхода горючего.
По данным НАСА давление в камере сгорания ф-1 около 70 атмосфер, сравнивая с давлением в камерах сгорания РД-180 254 атм., получается, что кубический сантиметр продуктов реакции в камере сгорания советских движков совершает работу почти в четыре раза больше, чем у Ф-1.
Отсюда очевидно, что при таких характеристиках Ф-1, задача Сатурна-5 заключалась только в том, чтобы скрыться с глаз долой.