推動(dòng)阿波羅計(jì)劃和天空實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃的強(qiáng)大的土星Ⅴ號(hào)運(yùn)載火箭, 需要設(shè)計(jì)和研制新型液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī),其推力幾乎是當(dāng)時(shí)世界上服 役的任何火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的４倍.型號(hào)稱為 F １的新型大推力發(fā)動(dòng)機(jī), 于１９５８年開始設(shè)計(jì),到１９７３年年底,先后為１３枚土星Ⅴ號(hào)運(yùn)載火 箭提供動(dòng)力,可靠性達(dá)１００％. 通過廣泛的文獻(xiàn)研究和人物訪談,安東尼??揚(yáng)搜集了有關(guān) F １ 發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和研制的故事,講述了 F １發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史.安東尼不僅 呈現(xiàn)出 F １發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史,還對(duì)早期 NASA 和承包商在登月運(yùn)載 火箭中的商業(yè)研究有深刻見解.他的故事還包括 NASAF １發(fā)動(dòng)機(jī) 項(xiàng)目管理的作用、波音公司對(duì)S ⅠC級(jí)的研制過程,以及對(duì)土星Ⅴ 號(hào)運(yùn)載火箭加工和裝配的描述.當(dāng)然,若不介紹下一代 F １發(fā)動(dòng) 機(jī),即 F １A,F １發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史是不完整的,在土星Ⅴ號(hào)運(yùn)載火 箭計(jì)劃取消前,F １A 發(fā)動(dòng)機(jī)就進(jìn)行過海平面推力為 １８０ 萬磅的 試驗(yàn).F １發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史可追溯到２０世紀(jì)４０—５０年代,正值美國大 力發(fā)展導(dǎo)彈和航天運(yùn)載火箭系統(tǒng)時(shí)期,到洛克達(dá)因公司研發(fā) E １發(fā) 動(dòng)機(jī)系統(tǒng)時(shí),推力大幅度增大,海平面推力已達(dá)４０萬磅.在２０世 紀(jì)５０年代后期,NASA 成立之前,空軍和洛克達(dá)因公司從事多項(xiàng)研 究來回答這樣一個(gè)問題: “需要的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)最大推力是多少呢?” 研究確定,海平面推力為１００萬磅.有了這個(gè)推力目標(biāo),空軍開始 資助洛克達(dá)因公司進(jìn)行研究,并為推力１００萬磅的單壁推力室設(shè)計(jì)、 生產(chǎn)和試驗(yàn)提供了適量資金.按照建立的字母數(shù)字命名體系,洛克 達(dá)因公司將推力１００萬磅的發(fā)動(dòng)機(jī)命名為 F １發(fā)動(dòng)機(jī). 前 言
　�、雠c空軍簽訂合同的同時(shí),美國國會(huì)成立了一個(gè)民用航天機(jī)構(gòu), １９５８年１０月１日,NASA 應(yīng)運(yùn)而生.根據(jù)該機(jī)構(gòu)章程,F １發(fā)動(dòng) 機(jī)的任務(wù)隨即從空軍轉(zhuǎn)移到 NASA,目標(biāo)推力也增至１５０萬磅.隨 后繼續(xù)研制單壁推力室,當(dāng)推力室在圣蘇珊娜野外實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)時(shí), 轟鳴聲響徹山野,所以用 “金剛”來形容該系統(tǒng). F １發(fā)動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)和研制過程中,技術(shù)人員遇到了諸多挑戰(zhàn), 需要克服燃燒不穩(wěn)定、液氧渦輪泵故障以及諸如小裂縫、侵蝕和泄 漏等小問題.由于 F １發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸很大,在生產(chǎn)、試驗(yàn)和發(fā)射過程 中,需要大量工藝技術(shù)和設(shè)備來操作、運(yùn)輸和保護(hù).推力室冷卻液 管束的爐中釬焊,噴管延伸段 (裙部)的設(shè)計(jì)、處理和安裝,以及 在發(fā)射和飛行過程中保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱防護(hù)系統(tǒng),都 需 要 許 多 工 程 創(chuàng)新.F １發(fā)動(dòng)機(jī)在洛克達(dá)因公司卡諾加園區(qū)生產(chǎn),而發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的 試驗(yàn)主要在愛德華茲野外實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行.最初在那里構(gòu)建了３個(gè)試驗(yàn) 臺(tái),但隨著試驗(yàn)的增加,１９６２年 NASA 宣布新增３個(gè)試驗(yàn)臺(tái). 作為 F １發(fā)動(dòng)機(jī)裝配到 S ⅠC 及其隨后試驗(yàn)的早期參與者, 洛克達(dá)因公司安排我和我的家人搬到馬歇爾航天飛行中心 (MSFC). 在隨后的３年中,NASA、波音公司和洛克達(dá)因公司團(tuán)隊(duì)取得了許 多令人振奮的成果.在研制過程中洛克達(dá)因公司確定了很多改進(jìn)升 級(jí)項(xiàng)目 (約５０項(xiàng)),在發(fā)動(dòng)機(jī)交付前的生產(chǎn)過程中,這些改進(jìn)升級(jí) 項(xiàng)目還不能安裝,而必須在交付到 MSFC 后,在初始試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和 飛行發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝.這些改進(jìn)是必需的,如在推力室焊接螺柱以固 定保溫附件,在推力室焊接角撐板以加強(qiáng)對(duì) “推力 OK”壓力開關(guān) 的支撐等.這些安裝由洛克達(dá)因公司外場作業(yè)團(tuán)隊(duì)實(shí)施.其他改進(jìn), 如傳感器和線束等,在洛克達(dá)因公司現(xiàn)場工程技 術(shù) 團(tuán) 隊(duì) 支 持 下 由 NASA 的技術(shù)人員,或由安排在 MSFC 的一名洛克達(dá)因公司技師來 完成.洛克達(dá)因公司也在 MSFC為 NASA 經(jīng)營了一個(gè)改裝套件和支 持硬件的大型倉庫,這為F １發(fā)動(dòng)機(jī)在 MSFC進(jìn)行成功的安裝做出 了貢獻(xiàn). 土星Ⅴ號(hào)運(yùn)載火箭 F １發(fā)動(dòng)機(jī)———推舉阿波羅創(chuàng)造歷史
　　??Ⅶ?? 在S ⅠC T 試驗(yàn)時(shí),F １發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了垂直安裝,級(jí)安裝在 試驗(yàn)臺(tái)上.在S ⅠC T 的前３次試驗(yàn)中,只安裝了中心發(fā)動(dòng)機(jī). 前兩次試驗(yàn)關(guān)機(jī)過早,第１次為監(jiān)視器無意中關(guān)機(jī),而第２次關(guān)機(jī) 是由于安全電路接線斷開.第３次試驗(yàn)按程序成功進(jìn)行了大約 １５ 秒.１９６５年４月１６日,對(duì)所有 (５臺(tái))發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn),設(shè)定的 時(shí)間約為７秒.５臺(tái) F １發(fā)動(dòng)機(jī)簇,推力超過７５０萬磅,點(diǎn)火時(shí)震 撼了阿拉巴馬州北部.這是多么令人激動(dòng)的現(xiàn)場體驗(yàn)啊.我不記得 實(shí)際的觀看距離,但 MSFC試驗(yàn)部的控制中心似乎相當(dāng)接近試驗(yàn)臺(tái), 在 F １發(fā)動(dòng)機(jī)簇試驗(yàn)時(shí)可以很好地感受其威力.那時(shí)的通信,并沒 有今天的網(wǎng)絡(luò)順暢,我不得不通過電話中繼,從控制中心將倒計(jì)時(shí) 和首次試驗(yàn)激動(dòng)人心的氣氛傳遞到卡諾加園區(qū)擠滿洛克達(dá)因公司 F １發(fā)動(dòng)機(jī)管理人員和工程師的一個(gè)房間里. F １發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目的圓滿成功,歸功于 NASA 和洛克達(dá)因公司由 計(jì)劃/項(xiàng)目管理、工程、質(zhì)量、采購、生產(chǎn)、試驗(yàn)和發(fā)射人員組成的 強(qiáng)大團(tuán)隊(duì)的努力.F １發(fā)動(dòng)機(jī)在阿波羅計(jì)劃和天空實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃完成 后的剩余產(chǎn)品,安裝在S ⅠC級(jí)上,今天可以在阿拉巴馬州美國太 空及火箭中心、佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心 (KSC)、路易斯安那州 米楚德裝配廠見到.作為獨(dú)立展示,也可以在美國和國外的多個(gè)博 物館見到.在阿波羅１１號(hào)登月１０周年之際,一臺(tái) F １發(fā)動(dòng)機(jī)傲然 屹立在加利福尼亞州洛克達(dá)因公司 (現(xiàn)普惠洛克達(dá)因)卡諾加園區(qū) 工廠的前面,以獻(xiàn)給設(shè)計(jì)和研制該發(fā)動(dòng)機(jī)的人們. 文斯.J.惠洛克 洛克達(dá)因公司野外工程及物流主任 (已退休)