土星5号,乐高的一小步

2018-04-16 05:29王子
航空知识 2017年11期
关键词:土星液氧乐高

王子

从包装与众不同

乐高“土星5号”火箭模型的套装号是21309。每个乐高玩具都有一个独立的编号,“土星5号”属于Ideas系列的第17件产品。乐高Ideas其实是一个网站,它由日本Cuusoo和乐高集团从2008年起共同运营,它允许用户对乐高的产品提出想法,然后将其变成潜在的商业可行的套装,如果用户提交的作品获得超过1万个用户的投票,乐高官方会对其进行审核,如果审核通过并发行,原设计师可以获得该产品销售额1%的分成,以乐高巨大的全球销量,这1%对设计师来说也是一笔不小的收入,乐高版“土星5号”的设计师菲利克斯·斯蒂森(Felix Stiessen)和瓦莱丽·罗氏(Valérie Roche)也在说明书最前面的产品介绍中分享了一些他们创作这件作品前后的故事。不过与6年发射13枚的“土星5号”火箭相比,菲利克斯和瓦莱丽设计的这枚用乐高零件拼装起来的“土星5号”却“在轨”等待了3年,2014年8月,这个设计获得了1万票的支持,2015年11月通过乐高官方审查,2016年6月官方陆续放出该设计将量产的消息,直到2017年6月1日才正式与大众见面。这个速度可比当年美国人登月慢多了。

乐高“土星5号”模型由1969块零件组成。有没有觉得“1969”出现在这里很熟悉?没错,人类首次登月就是在1969年。这不是巧合,而是乐高通过精巧设计对人类登月成就表达的敬意。包装盒封面的主体是这枚“土星5号”火箭模型,第三级的5台F-1火箭发动机还在“喷着熊熊火焰”,从背景地球的弧线也能看出,它刚离开地球不久。火箭左侧是一副用套装中的登月舱和人偶复现的登月照片,右侧有一枚阿波罗任务徽章,还有一个模仿设计蓝图的乐高“土星5号”尺寸图。

包装盒背面内容更加丰富,用火箭模型配合真实照片,展现了人类往返月球的每个步骤以及6次成功登月的着陆点,背面右侧也用了包括简体中文在内的8种文字对“土星5号”的每一级进行了标注。单是这些设计,就足以令人激动,但乐高最精致、最令人叫绝的还在后面。

火箭内构藏玄机

相比乐高机械等其他系列玩具丰富或复杂的外部细节,火箭模型的外部细节显得比较简洁,但简洁却不简单,且还原度很高。从下往上,从“土星5号”的第一级S-IC说起。

“土星5号”第一级安装有5台液氧煤油发动机——F-1火箭发动机,它的设计者是大名鼎鼎的火箭专家沃纳·冯·布劳恩。F-1液氧煤油发动机是目前投入使用过的推力最大的单燃烧室液体火箭发动机,海平面推力达6 770千牛,5台同时工作的推力约3 450吨。乐高在设计F-1发动机模型时,除了十分容易实现的主尾喷管外,还将发动机上的涡轮泵排气歧管、热交换器细节呈现了出来。尾喷管内部还用橙色透明件模拟火焰。

做模型,拼装圆形的火箭外壳应该算是容易的步骤,但这一步在乐高的产品里可不简单。“土星5号”第一级由波音公司制造,其内部也分两层,下层罐体是容量达77万升的精炼煤油,上层则是容量120.4万升的液氧,由于连接液氧罐和发动机的管道呈直线,并贯穿煤油罐,因此这些管道需要采取隔热措施。现实中第一级火箭两个燃料罐体的外壳也是火箭外壳,两罐之间由栅栏状的结构支撑,乐高模型仅对后者实现了还原,而外壳是用一些表面光洁的弧形积木重建。不过拼装时稍微调整一下步骤,在最后安装外壳前,第一级火箭的内构就会完整的呈现出来。

“土星5號”第一级模型外壁上还有一条圆柱形的零件,还原的是连接液氧罐和发动机的气态氧、系统电缆等所在的管路。当第一级火箭模型组装完成后,42厘米的高度就足以秒杀乐高其他很多套装的尺寸,但这还没完。

“土星5号”的第二级S-II,由北美航空制造,这是一家美国的航空制造企业,1967年与洛克维尔-标准公司合并成为北美洛克维尔公司,而非一家航空公司。北美航空的知名产品有P-51“野马”战斗机,B-25轰炸机、F-86战斗机、X-15火箭飞机,以及阿波罗飞船的指令/服务舱。1996年,洛克维尔国际名下的防务和太空部门(包括北美航空)被波音收购。

虽然直径与第一级相同,但第二级火箭的高度仅24.9米,乐高模型的直径只有22.6厘米,这让原本更复杂的第二级火箭内构无法在模型上完美复现。“土星5号”第二级采用的是5台J-2液氢液氧发动机,单台海平面推力为486.2千牛。为精简结构与尺寸,与第一级上两个推进剂箱以空腔隔开的设计不同,第二级的液氧箱顶部和液氢箱的底部由一层隔离层相连,隔离层由两层铝箔以及铝箔之间的苯酚蜂窝状夹层结构组成,可承受两面70 摄氏度的温差。乐高模型没有关于此细节的表现,依然采用了内外两层设计,因此在拼装方法上与第一级基本相同。

真实的第一、二级火箭之间通过连接环连接在一起,乐高将这个黑白相间的连接环设计在第一级火箭顶部,第二级的5台发动机正好可以放入其中,模型两级通过4个双头抓扣件连接,十分牢固,又方便分解。同样,第二、三级之间的锥形连接环在乐高模型上也表现在了第二级顶端。

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