S-II（讀作“S-two”）是土星五號的第二級，由北美航空製造。該級由五台J-2液氫液氧發動機驅動，在高層大氣中提供給火箭5 MN的推力。
基本介紹
- 外文名：S-II
- 高度 ：24.9(82英尺)
- 直徑：10 m (33 英尺)
- 質量 ：480,900 kg
基本信息,數據,介紹,組件,套用,
基本信息
數據
高度 24.9 m (82英尺)
直徑 10 m (33 英尺)
質量 480,900 kg
(1,060,000 lb)
發動機s 5 台J-2
推力 5,115 kN
(1,150,000 磅力)
燃燒時間 367秒
燃料 LOX/LH2
介紹
歷史 位於海豹灘市的S-II裝配廠房1959年12月，美國宇航部門決定要研發一種大推力液氫燃料火箭發動機。洛克達因獲得了發動機製造協定，這就是後來的J-2發動機。同時，S-II的設計也初現雛形，當時的設計是使用四台J-2，長為22.5米，直徑6.5米。
1961年，馬歇爾航天飛行中心開始招募承包商來製造S-II。在邀請參加招標會的30家航天公司中，只有7家在一個月後遞交了意向書，在仔細審查後，又有3家公司被排除。這時，設計部門發現原尺寸太小，未定的尺寸以及未定的上面級都給投標公司帶來了不小麻煩。1961年9月11日，製造契約最終給了北美航空，北美航空使用政府建造在加利福尼亞州海豹灘市的工廠進行生產。
組件
S-II剖面圖裝滿推進劑，S-II級重約500,000 kg，其中設備部分只占3%的重量。
五台發動機連線在底部的推力受力結構上，中間一台是固定的，周圍四台可在液壓機控制下自由轉動。
與S-IC上兩個推進劑箱以空腔隔開的設計不同，S-II的液氧箱頂部和液氫箱的底部由一層隔離層相連。隔離層是兩層鋁箔以及鋁箔之間的苯酚蜂窩狀夾層結構組成。隔離層可承受兩面70 °C (125 °F) 的溫差。這種共享隔離層設計為S-II減少了3.6噸的重量。
液氧箱呈橢圓形，直徑10米，高6.7米。其側面由12塊三角片焊接而成，兩個底面是兩個整圓片。每片三角片依據其位置被放置在一個裝有211000升水的水箱中進行三次精確水下爆炸成形。
液氫箱由六個氣瓶組成，其中五個2.4米高，一個0.69米高。由於液氫的儲存溫度只有20K，因此隔熱措施非常重要。起初的方法存在氣穴和壓焊問題，後來用手工調整的方法解決了問題。
為了塑造S-II的圓柱體外形，S-II被垂直樹立以輔助焊接。
套用
編號 用途 發射日期 當前位置 注釋
S-II-F S-II-S/D和S-II-T之後的動態測試體 美國太空和火箭中心
S-II-T 在1966年5月28日爆炸中被毀
S-II-D 取消
S-II-S/D 結構動態測試 於1965年9月29日試驗台上被毀
S-II-1 阿波羅4號1967年11月9日 北緯32度12分，西經39度40分表達錯誤: 未預料的 / 運算符;-表達錯誤: 未預料的 / 運算符 上下方都安裝了攝像頭
S-II-2 阿波羅6號 1968年4月4日 攜帶攝像頭監視第一級分離
S-II-3 阿波羅8號1968年12月21日 北緯31度50分，西經37度60分表達錯誤: 未預料的 / 運算符;-表達錯誤: 未預料的 / 運算符
S-II-4 阿波羅9號1969年3月3日 北緯31度28分，西經34度2分表達錯誤: 未預料的 / 運算符;-表達錯誤: 未預料的 / 運算符 質量減輕1800 kg以增加600 kg有效載荷，發動機功率更大，液氫量更多
S-II-5 阿波羅10號 1969年5月18日 北緯31度31分，西經34度31分表達錯誤: 未預料的 / 運算符;-表達錯誤: 未預料的 / 運算符
S-II-6 阿波羅11號 1969年7月16日 北緯31度32分，西經34度51分表達錯誤: 未預料的 / 運算符;-表達錯誤: 未預料的 / 運算符
S-II-7 阿波羅12號 1969年11月14日 北緯31度28分，西經34度13分表達錯誤: 未預料的 / 運算符;-表達錯誤: 未預料的 / 運算符
S-II-8 阿波羅13號 1970年4月11日 北緯32度19分，西經33度17分表達錯誤: 未預料的 / 運算符;-表達錯誤: 未預料的 / 運算符 中央發動機由於縱向耦合振動而熄火
S-II-9 阿波羅14號 1971年1月31日
S-II-10 阿波羅15號1971年7月26日
S-II-11 阿波羅16號 1972年4月16日
S-II-12 阿波羅17號 1972年12月7日
S-II-13 天空實驗室 1973年5月14日 改作上面級
S-II-14 阿波羅18號 (取消) N/A 甘迺迪航天中心
S-II-15 天空實驗室備份 N/A 詹森航天中心
在S-IC推進器脫離以後，S-II第二級推進器大約工作六分鐘，將飛船推送至170千米的高空，速度達到25182千米/小時（7.00千米/秒），接近第一宇宙速度(7.9千米/秒)。
在頭兩次無人發射過程中，八個固體燃料推進器點火大約4秒鐘，給S-II推進器提供了正的加速度，隨後S-II推進器的5個J-2火箭發動機點火。在頭7次載人阿波羅人物中，僅僅使用了4個固體燃料推進器，在最後四次發射中，沒有使用它們。在第一級推進器分離30秒以後，級間環從第二級推進器上脫落。脫落時通過慣性固定姿態，因此級間環雖然距離箭載J-2發動機僅有1米，卻可以順利脫落而不碰到它們。級間環脫落以後很短時間內逃生系統也被拋棄了。
第二級推進器點火後38秒鐘，土星5號從預先設定的軌跡進入一個閉合環，或者稱為疊代導航模式。控制設備單元開始進行實時計算，以找出能夠到達預定軌道的最有效利用燃料的軌跡。如果控制設備單元出現故障，太空人可以將對土星5號的控制轉移到指令艙的計算機，或者採用手動控制，甚至取消這次飛行。
在第二級推進器關閉前的90秒，中央發動機關閉以減小縱向耦合振動。首先套用於阿波羅14號的耦合抑制器可以停止這種振動，但是中央發動機仍然需要關閉，以免加速度過大。大約在這個時候，液氧的流量也減小了，使得兩種推進劑的混合比例發生改變，使得第二級推進劑飛行結束時燃料櫃中剩餘推進劑儘量少。當達到預先設定的速度變化時，便開始採用這種方式。
在S-II推進劑燃料箱的底部有5個液位感測器，他們在S-II飛行階段啟用，只要有任何兩個感測器檢測到燃料耗盡，就會觸發S-II推進器關機。關機一秒鐘後，S-II推進器分離，幾秒鐘以後第三級S-IVB推進器點火。S-II推進器頂端的固體火箭點火將這一級推進器反向加速，以脫離S-IVB推進器。S-II將會落在距離發射場4200千米的地方。
