S -IVB (произносится как «S-four-B») была третьей ступенью ракеты -носителя Saturn V и второй ступенью ракеты -носителя Saturn IB . Построенная компанией Douglas Aircraft Company , она имела один ракетный двигатель J-2 . Для лунных миссий она запускалась дважды: сначала для выхода на околоземную орбиту после отключения второй ступени, а затем для транслунного выведения (TLI).
S-IVB развился из верхней ступени ракеты Saturn I ( S-IV ) и был первой спроектированной ступенью Saturn V. S-IV использовал кластер из шести двигателей RL-10 , но использовал то же топливо, что и S-IVB — жидкий водород и жидкий кислород . Первоначально он также должен был стать четвертой ступенью планируемой ракеты под названием C-4 , отсюда и название S-IV.
Одиннадцать компаний подали заявки на роль ведущего подрядчика на этапе к крайнему сроку 29 февраля 1960 года. Администратор НАСА Т. Кит Гленнан 19 апреля принял решение, что контракт будет присужден Douglas Aircraft Company. Convair была на втором месте, но Гленнан не хотел монополизировать рынок ракет на жидком водороде, поскольку Convair уже строила ступень Centaur для ракеты Atlas-Centaur .
В конце концов, Центр космических полетов имени Маршалла решил использовать ракету C-5 (позже названную Saturn V), которая имела три ступени и была бы увенчана улучшенной S-IV под названием S-IVB с одним двигателем J-2 , в отличие от кластера из 6 двигателей RL-10 на S-IV. Douglas получила контракт на S-IVB из-за сходства между ней и S-IV. В то же время было решено создать ракету C-IB (Saturn IB), которая также использовала бы S-IVB в качестве своей второй ступени и могла бы использоваться для испытаний космического корабля Apollo на низкой околоземной орбите.
Было построено 12 ступеней S-IVB серии 200 и 16 ступеней серии 500, а также 3 испытательные ступени. НАСА работало над приобретением 4 дополнительных ступеней серии 200 (как части 4 новых ракет Saturn IB, SA-213 по 216), но финансирование так и не было получено, и заказ был отменен в августе 1968 года до сборки оборудования S-IVB. [1] Аналогичным образом, заказ на две дополнительные ступени серии 500 (для ракет Saturn V 516 и 517) был отменен примерно в то же время. [2]
Douglas построил две различные версии S-IVB, серии 200 и серии 500. Серия 200 использовалась в Saturn IB и отличалась от серии 500 тем, что у нее не было расширяющейся межступенчатая перегородка и она имела меньшее давление гелия на борту, поскольку ее не нужно было перезапускать. В серии 500 расширяющаяся межступенчатая перегородка соответствовала большему диаметру ступени S-II Saturn V. Серия 200 также имела три твердотопливных ракетных двигателя для отделения S-IVB от S-IB во время разделения ступеней. В серии 500 их число было сокращено до двух, и два небольших модуля вспомогательной двигательной системы (APS) были добавлены в качестве двигателей незаполненного объема для перезапуска двигателя J-2 и для обеспечения управления ориентацией во время прибрежных фаз полета.
S-IVB перевозил 73 280 литров (19 360 галлонов США) жидкого кислорода (LOX) общим весом 87 200 килограммов (192 200 фунтов). Он перевозил 252 750 литров (66 770 галлонов США) жидкого водорода (LH2) общим весом 18 000 килограммов (40 000 фунтов). Масса пустого самолета составляла 10 000 килограммов (22 000 фунтов) [3] [4]
Управление ориентацией обеспечивалось подвеской двигателя J-2 во время полета с двигателем и двумя модулями APS во время полета по инерции. Модули APS использовались для трехосевого управления во время фазы полета по инерции, управления креном во время срабатывания J-2 и незаполненного пространства для второго запуска двигателя J-2. [3] [4] Каждый модуль APS содержал два двигателя с усилием 150 фунтов (670 Н), обеспечивающих тягу для крена и тангажа, еще один двигатель с усилием 150 фунтов (310 Н) для рыскания и один двигатель с усилием 70 фунтов (310 Н) для незаполненного пространства. Каждый модуль содержал свои собственные топливные баки с 150 фунтами (68 кг) тетраоксида диазота и 115 фунтов (52 кг) монометилгидразина, а также сжатый гелий для наддува своих топлив. [5]
Излишки бака S-IVB, серийный номер 212, были переделаны в корпус для Skylab , первой американской космической станции . Skylab был запущен на Saturn V 14 мая 1973 года и в конечном итоге вернулся в атмосферу 11 июля 1979 года. Второй S-IVB, серийный номер 515, также был переделан в резервный Skylab , но этот так и не полетел.
Начиная с миссии «Аполлон-13» , ступени S-IVB сбрасывались на Луну для проведения сейсмических измерений, используемых для изучения недр Луны.
(* Местоположение см. в списке искусственных объектов на Луне .)
Вторая ступень ракеты Ares I и предлагаемая ступень отрыва от Земли (EDS) имели бы некоторые характеристики ступени S-IVB, поскольку обе имели бы улучшенный двигатель J-2, называемый J-2X, причем последний выполнял бы те же функции, что и версия ступени Series 500 (вывод полезной нагрузки на орбиту и последующий запуск космического корабля в транслунное пространство).
MS-IVB был предложенной модификацией S-IVB, которая должна была использоваться при облете Марса, но она так и не была произведена. [12]
