
Chinese: 
本期视频由Brilliant赞助
1962年9月12日
J·F·肯尼迪总统发表了他著名的 要让人类在十年内登月的演讲
当时 NASA只有几小时的载人航天飞行经验
许多美国人都以为苏联将成为太空竞赛的最后赢家
因为他们已经抢先发射了第一颗人造卫星和第一位宇航员入轨
所以为了达成登月的目标
NASA需要研发一款大得多的火箭 配上史无前例的大推力发动机
但尺度变大以后 NASA工程师在火箭设计上遇到了前所未有的复杂问题
本期视频我们将了解NASA在F1发动机上遇到的问题
我们还将了解他们是如何解决的 以及他们独特的测试方法

Malay (macrolanguage): 
Video ini disokong oleh Brilliant
Pada 12 September 1962, Presiden John F. Kennedy membuat ucapannya yang terkenal mengenai pendaratan
seorang lelaki di Bulan pada akhir dekad ini.
Pada masa ini, NASA hanya mempunyai beberapa
pengalaman penerbangan ruang angkasa manusia bernilai berjam-jam.
Banyak orang Amerika telah menerima bahawa perlumbaan angkasa akan dimenangi oleh Soviet Union,
yang telah mendakwa rekod pelancaran satelit pertama dan manusia pertama ke orbit.
Oleh itu untuk mencapai tujuan mereka mencapai
Bulan, NASA perlu banyak berkembang
roket yang lebih besar dengan enjin lebih berkuasa
daripada apa sahaja yang mereka buat sebelum ini.
Tetapi meningkatkan reka bentuk roket yang jauh lebih besar menghantar jurutera NASA ke dunia baru yang mempunyai masalah yang rumit.
Dalam video ini kita akan melihat
masalah yang dihadapi NASA dengan enjin F1 mereka.
Kami juga akan melihat bagaimana mereka memperbaikinya
isu-isu ini dan kaedah yang tidak biasa mereka gunakan
untuk mengujinya.

English: 
This video is supported by Brilliant
On the 12th of September 1962, President John F. Kennedy made his famous speech about landing
a man on the Moon by the end of the decade.
At this point in time, NASA had just several
hours worth of human spaceflight experience.
Many Americans had accepted that the space race would be won by the Soviet Union,
who had already claimed the records for launching the first satellite and the first human into orbit.
So in order to achieve their goal of reaching
the Moon, NASA would need to develop much
larger rockets with engines more powerful
than anything they had made before.
But scaling up to a much larger rocket design sent NASA engineers into a new world of complex problems.
In this video we’re going to look at the
issues that NASA had with their F1 engine.
We’re also going to look at how they fixed
these issues and the unusual method they used
to test it.

Malay (macrolanguage): 
Untuk mengangkat roket Saturn 5 yang sangat besar
dari landasan pelancaran, ia memerlukan lima enjin F1
pada peringkat pertama, masing-masing mampu menghasilkan
1.5 juta pound tujahan.
Untuk mencapai jumlah tujahan ini,
sejumlah besar bahan api dan oksigen cecair RP1
terpaksa dipam ke ruang tujahan.
Di sini, kedua pendorong akan membakar dan
angkat Saturn 5 dari peluncur.
Tahap pertama sahaja akan terbakar melalui
keseluruhan kolam renang Olimpik bernilai
bakar dalam masa lebih dari 2 minit.
Syarikat ini bertugas menjadikannya begitu hebat
enjinnya adalah Rocketdyne.
Mereka telah merancang mesin F1 beberapa tahun
sebelum untuk Tentera Udara AS - tetapi selepas
Tentera Udara tidak dapat digunakan untuk seperti itu
enjin berkuasa, pembangunan dihentikan.
Sehingga NASA ikut.
Pada bulan Jun 1962, rocketdyne telah bersedia untuk membuat persembahan
ujian jangka panjang enjin F1.
Tetapi ketika mesin dinyalakan dan turbopumps berputar, ujian itu berakhir dengan bencana
ketika enjin meletup.

Chinese: 
火箭的一级需要五台F1发动机才能将雄伟的土星五号火箭发射升空
每台发动机可以产生150万磅的推力(约680吨)
想要实现这样大的推力
就需要把超多的煤油和液氧泵入燃烧室
在燃烧室 两者混合爆炸 产生推力 将土星五号火箭送上天
一级火箭在两分钟内烧完的燃料能装满一整个奥运会泳池
而制造如此大推力发动机的任务落在了洛克达因手中
他们在几年前为美国空军设计了F1发动机
但美国空军实在没找到这么大推力发动机的用武之地 就把研发工作搁置下来
然后NASA来了
在1962年6月 洛克达因准备为F1发动机进行一次长时间测试
但当发动机点火 涡轮泵起转时
发动机突然发生爆炸 测试直接彻底失败

English: 
In order to lift the enormous Saturn 5 rocket
off the launch pad, it required five F1 engines
on the first stage, each capable of producing
1.5 million pounds of thrust.
In order to achieve this amount of thrust,
massive amounts of RP1 fuel and liquid oxygen
had to be pumped into the thrust chamber.
Here, the two propellants would combust and
lift the Saturn 5 away from the launch pad.
The first stage alone would burn through an
entire Olympic swimming pool’s worth of
fuel in just over 2 minutes.
The company tasked with making such a powerful
engine was Rocketdyne.
They had designed the F1 engine several years
before for the US Air Force - but after the
Air Force couldn’t find a use for such a
powerful engine, development was stopped.
Until NASA came along.
In June 1962 rocketdyne were ready to perform
a long duration test of the F1 engine.
But as the engine ignited and the turbopumps spooled up, the test came to a catastrophic end
when the engine exploded.

Malay (macrolanguage): 
Ia memerlukan beberapa ujian letupan sebelum jurutera akhirnya menemui apa yang salah -
ketidakstabilan pembakaran.
Di sinilah pendorong dalam tujahan
ruang terbakar tidak rata dan menyebabkan tekanan yang sangat besar
berayun di dalam ruang.
Sebagai satu kawasan ruang dipenuhi dengan lebih banyak lagi
oksigen, ia menghasilkan lebih banyak haba yang mendorong
nyalaan di ruang tuju.
Sebabnya ini sangat dahsyat di
Enjin F1 - kerana tekanan ini berayun
berlaku 2000 kali sesaat, cukup
untuk mematikan enjin sepenuhnya.
Pada ketika ini, program Apollo berjalan lancar
sedang dijalankan dan NASA memerlukan enjin yang berkemampuan sepenuhnya
untuk penerbangan kru pertama yang adil
beberapa tahun lagi.
Tetapi kerana enjin skala ini tidak pernah
telah dibuat sebelum ini, penyelesaian untuk masalah ini
tidak akan jelas.
Jurutera mula fokus pada penyuntik
plat, yang menyalurkan bahan bakar dan pengoksidaan
ruang tujahan.

English: 
It took several more explosive tests before the engineers finally found what was going wrong -
combustion instability.
This is where the propellants in the thrust
chamber burn unevenly and cause enormous pressure
swings inside the chamber.
As one area of the chamber fills with more
oxygen, it produces more heat which pushes
the flame around in the thrust chamber.
The reason this was so catastrophic in the
F1 engine - is because these pressure swings
were happening 2000 times a second, enough
to completely rip apart the engine.
At this point, the Apollo program was well
underway and NASA needed a fully capable engine
for the first crewed flights which were just
a few years away.
But since an engine of this scale had never
been made before, the solution to this problem
wasn’t going to be obvious.
Engineers started to focus on the injector
plate, which feeds the fuel and oxidizer into
the thrust chamber.

Chinese: 
之后又进行了几次爆炸性的测试 人们才发现问题出在哪
燃烧不稳定
燃料在燃烧室内燃烧不稳定
导致了燃烧室内压力的大幅变化
燃烧室内一部分区域氧气多
产生更多热量 在燃烧室内推动尾焰来回移动
而F1发动机在测试中被炸粉碎的原因
是压力的变化会在每秒钟内发生2000次
足以使发动机解体
当时 阿波罗工程正在紧锣密鼓进行当中
NASA需要为几年后的首次载人飞行准备好能用的发动机
但在这之前从来没造过这样大推力的发动机
想找到解决办法可没那么容易
工程师开始研究喷注盘——作用是把燃料和氧化剂送入燃烧室

English: 
The original design was a single large plate
with multiple injection holes.
Although this was a common design, previous
engines never suffered from instability since
their thrust chambers were much smaller and
the propellants were more contained.
In order to solve this critical issue, Rocketdyne
engineers looked back to one of the very first
rocket designs, the V2 rocket.
This rocket was developed by the Germans during
the second world war - but it contained the
perfect solution to fix the F1 engine.
Instead of a single flat injector plate, the
V2 featured several different nozzles which
separated the combustion into different streams.
The engineers believed that the more controlled
sections in the V2 engine eliminated the possibility
of combustion instability.
In order to translate this theory onto the
enormous F1 engine without a complete redesign,
engineers added a series of baffles to the
injector plate to split the combustion up
into different zones.
After experimenting with many variations of
baffle designs, the engineers came across

Malay (macrolanguage): 
Reka bentuk asal adalah satu pinggan besar
dengan pelbagai lubang suntikan.
Walaupun ini adalah rekaan biasa, sebelumnya
enjin tidak pernah mengalami ketidakstabilan sejak itu
ruang tuju mereka jauh lebih kecil dan
propelan lebih terkandung.
Untuk menyelesaikan masalah kritikal ini, Rocketdyne
jurutera melihat semula yang pertama
reka bentuk roket, roket V2.
Roket ini dikembangkan oleh Jerman semasa
perang dunia kedua - tetapi ia mengandungi
penyelesaian sempurna untuk memperbaiki enjin F1.
Daripada plat penyuntik rata tunggal, yang
V2 menampilkan beberapa muncung yang berbeza
memisahkan pembakaran menjadi aliran yang berbeza.
Para jurutera percaya bahawa lebih terkawal
bahagian dalam enjin V2 menghilangkan kemungkinan
ketidakstabilan pembakaran.
Untuk menterjemahkan teori ini ke
enjin F1 yang sangat besar tanpa reka bentuk semula yang lengkap,
jurutera menambah satu siri kekeliruan ke
plat penyuntik untuk membahagikan pembakaran
ke zon yang berbeza.
Setelah bereksperimen dengan banyak variasi
reka bentuk sesak, para jurutera terjumpa

Chinese: 
原本的设计是一个大型喷注盘 上面有很多孔
虽然这是个很普遍的设计
之前的发动机也没有燃烧不稳定的问题
因为它们的燃烧室很小 燃料也很稳定
为了解决这个关键问题
洛克达因的工程师找来了远古的火箭发动机设计图——V2火箭
这款火箭是由德国人在二战期间设计研发的
但它却蕴藏着解决F1发动机问题的答案
它没有使用单层平面喷注盘
而是使用几个不同的喷管 将燃烧分成不同的流
工程师认为V2的发动机中更容易控制的分区能够消除燃烧不稳定的可能
为了在不彻底重新设计的情况下将它应用在F1发动机上
工程师们在喷注盘上增加了一些挡板
从而把燃烧分成几个不同的区域
在试验了几种不同的挡板构型后

English: 
a layout which seemed to stabilize the combustion.
This new design was put to the test and sure
enough, the engine executed a flawless burn.
But the engineers weren’t convinced that
the problem was fully fixed.
Many worried that once the engine was in-flight,
the extra forces and vibrations could reintroduce
instability back into the engine.
So in order to fully test the new design,
NASA placed a small bomb in the center of
the injector plate and set it off as soon
as the engine fired up.
The idea was that a small explosion within
the engine would create an enormous amount
of instability - far greater than the engine
would naturally receive.
When the bomb went off, the flame inside the
engine became completely unstable.
But almost instantly, the baffles on the injector
plate started to dampen the pressure swings
and the combustion became stable again.

Malay (macrolanguage): 
susun atur yang seolah-olah menstabilkan pembakaran.
Reka bentuk baru ini diuji dan pasti
cukup, enjin melakukan pembakaran sempurna.
Tetapi para jurutera tidak yakin bahawa
masalah itu telah selesai sepenuhnya.
Ramai yang bimbang bahawa ketika enjin dalam penerbangan,
daya dan getaran tambahan dapat memperkenalkan semula
ketidakstabilan kembali ke dalam enjin.
Jadi untuk menguji sepenuhnya reka bentuk baru,
NASA meletakkan bom kecil di tengah
plat penyuntik dan padamkannya secepat mungkin
semasa enjin dinyalakan.
Ideanya adalah bahawa letupan kecil di dalam
enjin akan menghasilkan sejumlah besar
ketidakstabilan - jauh lebih besar daripada enjin
secara semula jadi akan menerima.
Ketika bom meletup, api di dalam
enjin menjadi tidak stabil sepenuhnya.
Tetapi seketika, kekeliruan pada penyuntik
plat mula meredam perubahan tekanan
dan pembakaran menjadi stabil lagi.

Chinese: 
工程师们找到了一种看似可以稳定住燃烧的构型
新的设计投入测试后 发动机的燃烧明显稳定多了
但工程师不相信问题就这样彻底解决了
许多人担心发动机在真正上天飞行的时候
额外的力和震动会重新让发动机进入燃烧不稳定的状态
所以为了彻底测试一下新的设计
NASA将一个小炸弹放在了喷注盘的中央
在发动机点火的时候引爆
NASA的想法是发动机内部的小爆炸会给发动机带来极大的不稳定因素
比发动机正常工作下受到的不稳定因素强得多
当炸弹爆炸时 发动机内部的火焰瞬间变得不稳定起来
但也就在那一瞬间 喷注盘上的挡板开始抑制压力的大幅变化
燃烧又变回了稳定状态

Chinese: 
NASA又执行了多次爆炸测试 确保不稳定燃烧的问题已经解决
从土星五号首飞到退役
65台F1发动机将多名宇航员送入太空 没有发生一次不稳定燃烧的问题
想想在当年那个设计火箭都需要用计算尺的年代
前辈们为了克服这些巨大挑战所展现的创新精神 着实让我们敬佩
尽管我们还没有重返月球
我们也应当在实现肯尼迪当年伟大目标的过程中学习他们的智慧与奉献精神
感谢Brilliant赞助本期Primal Space视频
在网上学习一门知识有很多种方法
但Brilliant会教你理解问题的本质 让你彻底搞明白 这是很独特的
如果你喜欢本期视频 那你可能会对航天 科学 数学 工程学感兴趣 而Brilliant对这些都有涉猎

Malay (macrolanguage): 
NASA melakukan beberapa ujian letupan untuk memastikan bahawa ketidakstabilan pembakaran telah hilang.
Dari pelancaran Saturn 5 pertama hingga yang terakhir,
65 enjin F1 menggerakkan banyak angkasawan
ke ruang angkasa tanpa masalah ketidakstabilan.
Mengimbas kembali masa enjin roket
dirancang menggunakan peraturan slaid, kepintaran
yang diperlukan untuk mengatasi monumental ini
cabaran adalah luar biasa.
Dan walaupun kita masih belum kembali ke
Bulan, kita dapat menghargai genius yang luar biasa
dan dedikasi untuk mencapai Kennedy
Matlamat.
Terima kasih kepada Brilliant kerana menaja episod ini
Ruang Primal.
Terdapat pelbagai cara untuk belajar mengenai sesuatu topik
di internet, tetapi cara Brilliant mengajar
anda berfikir secara kritis mengenai masalah dan
benar-benar memahaminya - unik.
Sekiranya anda menyukai video ini, anda mungkin mempunyai
minat dalam perkara seperti ruang, sains,
matematik dan kejuruteraan - dalam kes itu Brilliant
adakah anda telah membuat liputan.
Brilliant adalah laman web penyelesaian masalah dengan
pelbagai kursus interaktif yang putus

English: 
NASA performed multiple explosive tests in order to make sure that the combustion instability had gone.
From the first Saturn 5 launch to the last,
65 F1-engines propelled multiple astronauts
into space without any instability problems.
Looking back to a time when rocket engines
were designed using slide rules, the ingenuity
that was required to overcome these monumental
challenges is spectacular.
And although we have yet to return to the
Moon, we can appreciate the incredible genius
and dedication that went into achieving Kennedy’s
goal.
Thanks to Brilliant for sponsoring this episode
of Primal Space.
There are multiple ways to learn about a topic
on the internet, but the way Brilliant teaches
you to think critically about a problem and
truly understand it - is unique.
If you liked this video, you probably have
an interest in things like space, science,
math and engineering - in that case Brilliant
has you covered.
Brilliant is a problem solving website with
a wide range of interactive courses that break

Malay (macrolanguage): 
topik kompleks menjadi lebih kecil dan banyak lagi
potongan yang boleh difahami.
Brilian bukan sekadar menghafal fakta
dan formula, ini mengenai pengembangan mendalam
memahami bagaimana dan mengapa perkara berfungsi - jadi
anda boleh menerapkannya dalam kehidupan seharian.
Untuk menyokong saluran dan mengetahui lebih lanjut mengenai
Brilian, lawati brilliant.org/primalspace.
200 orang pertama yang mendaftar akan mendapat 20%
dari langganan tahunan.
Terima kasih banyak untuk menonton dan saya akan
sampai jumpa di video seterusnya.

Chinese: 
Brilliant是专注于解决问题的网站 有大量互动课程 将复杂问题细化成更小 更容易理解的问题
Brilliant不会让你死记硬背公式
而是让你深度理解事物的运转方式 并能让你在生活中学以致用
如果你想支持本频道 并想了解更多关于Brilliant的内容 欢迎前往brilliant.org/primalspace
前两百名注册的用户可以获得年费会员的八折优惠
感谢观看本期视频 我们下期见

English: 
complex topics down into smaller and more
understandable chunks.
Brilliant isn’t just about memorizing facts
and formulas, it’s about developing a deep
understanding of how and why things work - so
you can apply them to everyday life.
To support the channel and learn more about
Brilliant, visit brilliant.org/primalspace.
The first 200 people to sign up will get 20%
off the yearly subscription.
Thank you very much for watching and I’ll
see you in the next video.
