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  洛克達因最初設計F-1只是出於美國空軍在1955年提出的製造超大型火箭發動機的要求。公司最後設計出兩個版本,一個E-1,一個更大的F-1。E-1雖然在靜態點火試驗中取得成功,但很快這款發動機被視為沒有前途,而且有更強大的F-1存在,E-1計劃被擱淺了。然而美國空軍發現沒有使用如此強大的發動機的必要,F-1的研究計劃也隨之中止。剛剛成立的NASA看中了這款發動機,並與洛克達因簽約,要求儘快完成研發。1957年,發動機進行了區域性試驗,而整機的靜態點火試驗也在1959年3月取得成功。  F-1在隨後七年的測試中,其燃燒不穩定性逐漸暴露出來,並可能導致災難性事故。攻克這個技術難題的工作最初進展十分緩慢,因為這種故障的發生是不可預知的。最終,工程師們想出瞭解決辦法,他們將少量的爆轟炸藥放在燃燒室中,並在發動機運轉時引爆炸藥,以此測試燃燒室在壓力變化時將作何反應。設計師隨後測試了幾種不同的燃料噴射器,並得到了最佳匹配方案。這個問題從1959年一直拖到1961年才算告一段落。

  F-1以燃氣發生器迴圈為基礎。即在爐外燃燒室裡燃燒一小部分燃料,以燃氣驅動渦輪泵將燃料和氧化劑泵入主燃室。發動機的核心元件是推力室,燃料和氧化劑混合並燃燒產生推力。發動機頂部是一個半球形小室,即做輸送液氧的歧管,也做萬向軸承的支撐架,連線發動機和火箭箭體。小室之下是噴射器,用來混合燃料和氧化劑。一部分燃料從另一個歧管進入噴射器,另一部分燃料通過178根管道直接通入推力室,盤旋的管道形成了推力室的上半部分,還可以起到給推力室降溫的作用。  燃料和液氧由不同的泵泵入,但泵由同一個渦輪驅動。渦輪轉速為5,500 RPM,產生55,000制動馬力(41 MW)。在此功率下,工作泵每分鐘可以泵入15,471 加侖(58,564 升)煤油和24,811加侖(93,920升)液氧。渦輪泵被設計得可以應付嚴酷的溫度環境:煤氣的溫度高達1,500 °F (816 °C),而液氧的溫度低至-300 °F (-184 °C)。一些燃料煤油被充作渦輪的潤滑劑和冷卻劑。  推力室下方是噴嘴的延伸,大致延伸到發動機的一半長度位置。延伸部分將發動機的膨脹比從10:1提高到16:1。渦輪機排除的低溫氣體通過錐形歧管進入延伸部分,保護噴嘴在高溫(5,800 °F, 3,200 °C)下不受損壞。  F-1每秒消耗3,945磅(1,789 kg)液氧,1,738磅(788 kg)煤油,產生1,500,000磅力(6.7 MN)的推力。在兩分半鐘的運轉中,農神五號憑藉F-1上升42英里(68 km)高度,達到6,164英里每小時(9,920 km/h)的速度。農神五號每秒的推進劑流量是12,710升,可以在8.9秒內清空一個容量110,000升的游泳池。每臺F-1發動機的推力都比太空梭上三臺發動機總和還多。

  來源:

  F-1在阿波羅8號(SA-503)和阿波羅17號(SA-512)任務期間得到改進。因為隨著任務的進展,農神五號的負荷也逐漸增大。每次任務對發動機的效能要求都略有差異,用於阿波羅15號的F-1發動機效能為:  發動機推力實測值與標稱值有差異,阿波羅15號所用的發動機其起飛推力為7,823,000磅力(34.80 MN),而F-1的平均值是1,565,000磅力(6.96 MN)。

  60年代,洛克達因在對F-1的持續研究之後,曾試圖開發F-1A發動機,雖然二者外觀相似,但F-1A比F-1更輕,且推力更大,可以滿足阿波羅計劃之後時期的農神五號需求,然而隨著農神五號生產線的停產,研究終止。  當時有提議在諾瓦火箭的第一級使用八個F-1,從70年代至今,還不斷有各種關於使用F-1來開發新型火箭的意見,但都未能成行。  F-1一直保持著最大推力液態發動機的地位,直到蘇聯的RD-170出現,但F-1在單噴嘴發動機領域的第一的位置依然沒有動搖。
F-1火箭發動機(以下簡稱F-1)是美國洛克達因公司設計製造的一款煤油液氧發動機,用於農神五號運載火箭(也稱土星五號運載火箭)的第一級。F-1是投入使用過的推力最大的單噴嘴(單燃燒室)液體火箭發動機,也是僅次於俄羅斯RD-170的推力最大的液體引擎(RD-170發動機有4個燃燒室,一臺渦輪泵和2個預燃室)。