泰坦火箭发射时发出“Bwoop!”声的原因

土星五号火箭的发射可能是阿波罗时代最具标志性的发射,一架363英尺高的火箭矗立在火焰柱上。但双子座的发射在许多方面都要美得多。流线型的泰坦二号导弹将流线型的航天器送入轨道,喷射出清晰的火焰。在起飞前的那一刻,它还会发出一种独特的、奇怪的“噗”声。

美国国家航空航天局 (NASA)

美国陆军的红石火箭,曾将谢泼德和格里森送上早期两次水星亚轨道任务,是纳粹V-2火箭的远房后代。因此,它与前攻击性武器有一些相似之处,包括使用煤油(RP-1)作为燃料和液氧作为氧化剂。

从格伦1962年的飞行开始,NASA将阿特拉斯导弹作为发射载具。这些美国空军制造的火箭以V-2为基础,但进行了重大改变,包括更薄的外壳,这要求整个结构都用氮气加压,以防止其因自身重量而坍塌。

由于阿特拉斯在其早期生活中遇到了不少问题(格伦乘坐它进入轨道时的成功率为51%),空军开始研发一种名为泰坦的备用导弹。泰坦一号由马丁公司制造,是第一个与阿特拉斯差别不大的版本。它是一枚两级火箭,由煤油和液氧提供动力。

到了泰坦二号,发生了一些变化。

美国国家航空航天局 (NASA)

泰坦二号首次采用了自燃推进剂,这是一种接触时会燃烧的燃料和氧化剂组合。自燃推进剂燃烧不需要点火源。它们也是可储存的物质。泰坦一号使用的液氧必须在发射前装载。泰坦二号使用航空燃料50(肼和不对称二甲基肼的1:1混合物)作为燃料,四氧化二氮作为氧化剂。这是一个重大的优势,因为泰坦二号被设计成可以存放在地下导弹发射井中,并随时准备发射。

20世纪60年代初,泰坦二号通过对某些关键系统进行载人认证,被改造成了太空运载火箭。这个版本也使用航空燃料50作为燃料,但在氧化剂上做了一个小改动,改用了四氧化二氮。正是这个民用版本在1965年至1966年间发射了十二次双子座任务,其中十次为载人任务。每一次发射都有一个使火箭与前辈们与众不同的特点:在火箭离地前一秒,泰坦二号会发出一种独特的“噗”声。原因是一种叫做启动弹药的东西。

当火箭停留在发射架上时,其第一级的燃料和氧化剂罐(即首先点火使其离开地面的那一级)位于火箭发动机的上方。对于泰坦二号来说,氧化剂输送系统使用一个单管将油箱连接到两个发动机的燃烧室,同时有两个出口将燃料同时注入燃烧室。当它们混合时,就会点燃,产生推力使其离开地面。

美国空军

燃料和氧化剂并非自行流入燃烧室。两者都需要涡轮泵的帮助;其中两个以正确的流量和压力将推进剂输送到燃烧室。但这些涡轮泵也需要启动弹药的一点帮助。

泰坦二号的启动弹药由固体推进剂提供动力。它产生了热气体,这些热气体在高压下被导向一个进气口,其产生的力使涡轮快速旋转。这个涡轮驱动了燃料和氧化剂泵,进而将推进剂输送到燃烧室,在那里它们接触时点燃,将火箭送离地球。它只燃烧了一秒钟,但足以使燃料和氧化剂开始流动。一旦火箭开始飞行,废气就会被导向驱动涡轮泵组件,使燃料和氧化剂持续流动。

启动弹药的使用不仅限于使用自燃推进剂的火箭。土星五号也使用了启动弹药,将燃料和氧化剂送入第一级F-1发动机的燃烧室,尽管它使用的是煤油和液氧。但只有在泰坦二号上,启动弹药在启动弹药发射时才会发出独特的“噗”声。

来源:techbastard.com阿波罗月球表面日志;David K. Stumpf撰写的《泰坦二号:一场冷战导弹计划的历史》。

 

更多优惠、评测和购买指南

 
我的学术背景是科学史,但我从小就对太空飞行感兴趣,那是在我小学时,我看到了一张两个宇航员在月球上的卡通画。我把七岁时对阿波罗计划的好奇心转化为一名太空飞行历史学家和自由撰稿人的职业生涯。

© .