Расчет скорости Сатурна-5. Американцы не были на луне.

В последнее время в средствах массовой информации появляется всё больше материалов, ставящих под сомнение реальность полетов американских астронавтов на Луну. Началось с явных несоответствий в киносъемке и фотоматериалах, затем стали всплывать технические нестыковки, касающиеся ракеты "Сатурн-5", корабля "Аполлон" и лунного модуля. Широко известны работы А.И. Попова по определению скорости лунной ракеты в момент отделения первой ступени, А. Велюрова, в которой приведён детальный проверочный расчет регенеративного охлаждения КС двигателя f-1 первой ступени , Г.Г.Ивченкова “Оценка характеристик F-1, основанная на анализе теплообмена и прочности трубчатой рубашки охлаждения”.

В данной статье будет рассматриваться вопрос оценки скорости лунной ракеты в момент отделения первой ступени по конусу Маха. Для лучшего понимания рекомендую ознакомиться со статьей А.И. Попова по этой теме. Напомню, там простейшими расчетами было доказано, что реальная скорость "Сатурна-5" в конце работы двигателей первой ступени не превышала 1000-1200м/с при заявленных 2400м/с.

Основным доводом критиков данной статьи было то, что ракета представляет из себя тело сложной формы, поэтому реальный фронт волны уплотнения (конус Маха) может не соответствовать теоретическим расчетам.

В статье анонимного автора, защищающей реальность лунных миссий, было дано сравнение фото полета Сатурн-5 в момент разделения первой ступени и продувки головной части Сатурн-1В в гиперзвуковой трубе(формы последних ступеней "Сатурн-1В" и "Сатурн-5" одинаковы). Сразу бросилось в глаза явное подтягивание результатов к заветной цифре 2400м/с. На изображении четко видно некорректное измерение углов конуса, в левом нижнем углу наложена пустая белая плашка, на которой, исходя из логики, должны быть указаны параметры продувки (хотя бы скорость потока).

Эту скорость автор определяет достаточно экзотическим методом по искажению фронта волны уплотнения на конусном обтекателе ниже фермы САС. Ничего странного, обычная заказная статья, призванная убедить читателей в реальности лунных миссий американцев, но автор заложил в нее настоящую бомбу: в списке источников указан интереснейший документ A supersonic/hypersonic aerodynamic investigation of the saturn IB/apollo upper stage Сверхзвуковое / гиперзвуковое аэродинамическое исследование верхней ступени сатурна IB / apollo. В поиске по такому запросу был найден файл в формате .PDF. В нём действительно присутствуют изображения продувок головной части Сатурна на различных скоростях и углах набегания потока от 0 до 10 градусов. Самое интересное, что на каждом изображении четко виден фронт ударной волны и указана скорость потока в числах Маха (привет анонимному автору). Осталось сравнить угол конуса Маха на различных скоростях с углом на фотографии Сатурна-5 в момент разделения ступеней.

Для более правдивых результатов все неточности, допуски и сомнения решено было трактовать в пользу более высокой скорости ракеты. Все графические работы производились в программе векторной графики CorelDraw. Для сравнения были взяты продувки на скорости 4М,6М и 8М. Как видно на изображении, образуются несколько ударных волн разной интенсивности (от иглы, от конуса над САС и от конусного обтекателя под фермой САС.

Последнюю и было решено использовать для измерений, так как она наиболее мощная и её угол самый большой из всех (трактуем предположения в сторону более высокой скорости Сатурна). На трех изображениях была тонирована область ударной волны и измерен угол конуса Маха. Измерение проводилось на участке, максимально удаленном от конусного обтекателя, где искажения фронта минимальны.

На изображениях продувок присутствует только головная часть ракеты, в районе 2 ступени углы будут существенно меньше, так как в зоне измерения еще присутствует достаточно сильное искажение формы ударной волны конусным обтекателем. Но раз решено трактовать все допуски в сторону более высокой скорости Сатурна, никакие поправки по этому поводу вводиться не будут.

Осталось измерить конус Маха реального Сатурна в момент отделения 1 ступени. Для анализа было взято известное фото миссии Аполлон-11 в момент разделения ступеней, сделанное с самолета наблюдения A-LOTS.

Из фото был вырезан нужный участок, который затем был повернут так, что бы ось ракеты располагалась горизонтально. Для компенсации перспективных искажений изображение было растянуто по горизонтали таким образом, что бы соотношение диаметра второй ступени к длине ракеты составляло 1:11 (в реальной ракете диаметр 2 ступени 10м, высота ракеты-110м), рядом для сравнения расположено фото ракеты на старте с минимальными перспективными искажениями.

Результат измерения угла составил 41,01 градус. Для большей точности измерения те же действия были проделаны с кадром из киносъемки, результат составил 41,96 градуса. Весьма близкие результаты. Для сравнения с продувками был выбран меньший из полученных углов (в пользу лунных миссий)

Итак, имеются углы конуса Маха при продувках на различных скоростях

4М – 39,71 градуса

6М – 36,63 градуса

8М – 33,98 градуса

и угол в реальном полёте 41,01 градуса

Таким образом, Форма ударной волны (конуса Маха) ракеты "Сатурн-5" в момент отделения первой ступени соответствует скорости менее 4М.

Теперь остается перевести скорость в числах Маха в привычные метры в секунду. Ниже дана зависимость скорости звука от высоты:

высота(м)     скорость звука (м/с)

0                        340,29

50                      340,10

100                    339,91

200                     339,53

300                     339,14

400                     338,76

500                     338,38

600                     337,98

700                      337,60

800                       337,21

900                       336,82

1000                     336,43

5000                     320,54

10000                    299,53

20000                     295,07

50000                     329,80

80000                      282,54

Заявленная высота разделения ступеней 68км., скорость звука на этой высоте, согласно таблице, не превышает 300м/с., соответственно скорость ракеты при разделении ступеней не превышает 300х4=1200м/с.

Это никак не соответствует заявленным 2400м/с, значит, разделение ступеней произошло гораздо ниже, в районе 20-30 км. Косвенно это подтверждает имеющийся в интернете непрерывный видеоролик, на котором видно, что разделение ступеней происходит секунд через 30 после прохождения ракетой слоя облачности на высоте около 8км.

Скорость звука на этой высоте не сильно отличается от высоты 68км., поэтому поправки вноситься не будут. Необходимо подчеркнуть, что исследование не преследовало цель точного определения скорости ракеты, а лишь возможного верхнего предела скорости при форме конуса Маха, полученного на фото летящего изделия. Точная скорость была ниже.

Итак, имеется заявленная NASA скорость при отделении первой ступени 2400м/с и полученное в ходе сравнения формы конуса Маха значение скорости менее 1200м/с

Вывод: уже в процессе работы первой ступени реальный Сатурн-5 имел минимум двойной недобор скорости. Надо напомнить, что для вывода на околоземную орбиту полезной нагрузки (станция "Скайлэб" или третья ступень с лунным модулем и кораблем "Аполлон") ракета должна в конце работы первых двух ступеней обеспечить скорость не менее 7850м/с при высоте не менее 100км от поверхности Земли. Более 1200 м/с этой скорости уже потеряно при работе первой ступени, при работе второй ступени ситуация будет только усугубляться из за существенного недобора высоты первой ступенью.

Такая ракета упадет в океан по баллистической траектории, не доставив полезную нагрузку на орбиту.

Таким образом, о пилотируемом полете на Луну даже мечтать не приходится, ракета технически не в состоянии это обеспечить. Единственной целью запусков было показать, что ракета взлетела и скрылась из поля зрения зрителей, все дальнейшие фото и видеоматериалы о полетах, образцы лунного грунта фальсифицировались на Земле, в чем в NASA уже частично признались.

27.06.2017

Денис Викторович Бенюх                           Источник: Большой Форум

От автора.

Заняться изучением лунной аферы меня подтолкнул характер работы моих родителей.

Мать, Демидова Тамара Александровна, закончила Ленинградский Институт Точной Механики и Оптики, впоследствии работала в качестве инженера-исследователя над созданием и подготовкой к запускам оптических приборов, устанавливаемых на спутниках, бывала на запусках. Из наиболее известных проектов- телескоп "Орион-2", установленный на корабле "Союз-13".

Отец Бенюх Виктор Викторович, закончил Бауманское училище, впоследствии работал над созданием приборов для космических аппаратов, участвовал в международных конгрессах по астронавтике, вел прямую переписку, в том числе и личную, с учеными из NASA, печатался в иностранных журналах по астронавтике. Присутствовал на запусках. Из наиболее известных проектов – Луноход-1. Его имя написано на аппарате, который сейчас находится на Луне, среди имен людей, принимавших участие в его создании.

О себе: на данный момент основной сферой деятельности является компьютерное 3d моделирование, от анимации и визуализации до подготовки прототипов изделий в 3d печать и создания моделей для авиасимуляторов беспилотных ЛА.

                                                                       *                        *                       *

Примечание: в комментариях автор упоминает, что этот ролик прошёл рецензию у  докторов физико-математических наук.