Лунный исследовательский корабль - Lunar Landing Research Vehicle

Лунный исследовательский корабль (LLRV)
Лунная исследовательская машина № 2 1967 года (ECN-1606) .jpg
Лунный исследовательский корабль № 2 в полете, январь 1967 г.
РольЭкспериментальный СВВП самолет
ПроизводительBell Aerosystems
Первый полет30 октября 1964 г.
Основной пользовательНАСА
Количество построенных
  • 2 LLRV
  • 3 LLTV
Себестоимость единицы продукции
2,5 миллиона долларов

В Лунный исследовательский корабль Bell Aerosystems (LLRVпо прозвищу Летающая кровать)[1] был Проект Аполлон Эра программа для создания симулятора для Высадки на Луну. LLRV использовались FRC, теперь известными как НАСА. Центр летных исследований Армстронга, в База ВВС Эдвардс, Калифорния, чтобы изучить и проанализировать методы пилотирования, необходимые для полета и посадки Лунный модуль Аполлона в условиях низкой гравитации Луны.[2]

Исследовательские машины представляли собой аппараты с вертикальным взлетом, в которых использовался один реактивный двигатель, установленный на подвес так, чтобы он всегда указывал вертикально. Он был скорректирован так, чтобы компенсировать 5/6 веса транспортного средства, и в транспортном средстве использовались ракеты с перекисью водорода, которые могли довольно точно имитировать поведение лунного посадочного модуля.

Успех двух LLRV привел к строительству трех Учебные машины для высадки на Луну (LLTV), улучшенная версия LLRV, для использования астронавтами Apollo в Центре пилотируемых космических аппаратов в Хьюстоне, штат Техас, предшественнике NASA Космический центр Джонсона. Один LLRV и два LLTV были разрушены в результате аварий, но система катапультируемого сиденья ракеты во всех случаях благополучно восстанавливала пилота.

Заключительный этап каждой посадки «Аполлона» пилотировался вручную командиром миссии. Из-за проблем с выбором места посадки, Нил Армстронг, Аполлон-11 Командующий, сказал, что его миссия не была бы успешной без обширного обучения на LLTV. Отбору для прохождения обучения LLTV предшествовала подготовка на вертолете. В интервью 2009 года астронавт Аполлона Курт Мишель заявил: «Что касается летательного аппарата, вертолет был наиболее близок по характеристикам к лунному посадочному модулю. Так что, если вы не прошли обучение вертолету, вы знали, что не поедете. Это своего рода выдало это».[3] Четное Том Стаффорд и Джин Сернан не прошли обучение LLTV для своих Аполлон 10 миссия, которая была первым полетом лунного модуля на Луну, потому что у НАСА «не было планов приземлиться на Аполлон-10», поэтому «не было никакого смысла в ... обучении на LLTV». Сернан получил это обучение только после того, как был назначен резервным командиром для Аполлон 14, а в 1972 году был последним, кто летал на LLTV во время обучения в качестве командира Аполлон-17, последняя посадочная миссия.[4]

История

Изготовлен из алюминиевого сплава фермы, LLRV питались от General Electric CF700-2V турбовентиляторный двигатель с толкать 4200 фунтов-силы (19 кН), установленный вертикально в подвес. Двигатель поднял аппарат на испытательную высоту, а затем был сброшен назад, чтобы выдержать пять шестых веса аппарата, имитируя уменьшенную гравитацию Луны. Два пероксид водорода поднимать ракеты с тягой, которая могла варьироваться от 100 до 500 фунтов силы (от 440 до 2200 Н), управляла скоростью снижения и горизонтального движения машины. Шестнадцать меньших двигателей с перекисью водорода, установленных попарно, давали пилоту возможность управлять по тангажу, рысканию и крену.

Пилот имел катапультное сиденье. При активации он отбрасывал пилота вверх от машины с ускорением, примерно в 14 раз превышающим силу тяжести, примерно за полсекунды. С земли было достаточно поднять кресло и пилота на высоту около 250 футов (80 м), где парашют пилота мог быть автоматически и успешно развернут. Изготовлены по Weber Aircraft LLC, это был один из первых сиденья с нулевым выбросом, способный спасти оператора, даже если самолет неподвижен на земле, что необходимо с учетом низких и медленных диапазонов полета LLRV.[5][6][7]

LLRV на авиабазе Эдвардс проходит испытания перед приемкой в ​​НАСА.

После концептуального планирования и встреч с инженерами Bell Aerosystems, Буффало, Нью-Йорк, компании, имеющей опыт вертикального взлета и посадки (СВВП В декабре 1961 года НАСА заключило с Bell контракт на исследование на сумму 50 000 долларов. Белл независимо разработал аналогичный имитатор свободного полета, и на основе этого исследования штаб-квартира НАСА одобрила концепцию LLRV, в результате чего был заключен производственный контракт на 3,6 миллиона долларов. в Белл 1 февраля 1963 года для поставки первого из двух автомобилей для летных исследований в FRC в течение 14 месяцев.

LLRV №1 был отправлен из Bell в FRC в апреле. ТНЖО №2 также был отгружен одновременно, но по частям. Из-за потенциального перерасхода средств директор FRC Пол Бикл решил собрать и протестировать его в FRC. Тогда упор был сделан на LLRV №1. Сначала он был подготовлен к полету на наклонном столе, построенном в FRC, чтобы оценить работу его двигателя, не выполняя полет. Затем сцена переместилась в старый район Южной базы Эдвардса.

Первые три полета №1 были совершены 30 октября 1964 года старшим летчиком-испытателем FRC, Джо Уокер. Он продолжал пилотировать несколько полетов до декабря 1964 года, после чего полеты были разделены с Доном Малликом, также пилотом-исследователем FRC, и Джеком Клевером, старшим летчиком-испытателем вертолетов. Ознакомительные полеты также выполнили пилоты Центра пилотируемых космических аппаратов НАСА (позже Космический центр Джонсона) Джозеф Альгранти и Е. Ream.

Позже были внесены изменения в кабины обоих LLRV, чтобы лучше имитировать настоящий лунный модуль. К ним относятся добавление трехосного ручного контроллера LM и дроссельной заслонки. А Пенополистирол Кожух кабины был также добавлен для имитации ограниченного обзора пилота в LM.

Последний полет LLRV в FRC состоялся 30 ноября 1966 года. В декабре 1966 года машина № 1 была отправлена ​​в Хьюстон, а затем № 2 в январе 1967 года. За предыдущие два года было выполнено 198 рейсов LLRV № 1 и шесть полетов LLRV №2 прошли без серьезных происшествий.

Первый полет LLRV Нилом Армстронгом был совершен на машине №1 27 марта 1967 г. с базы на углу ул. База ВВС Эллингтон, штаб-квартира для операций с самолетами Космического центра Джонсона. Джо Альгранти, начальник авиационного управления ЗАО, и летчик-испытатель Х. Реам также совершал полеты в этом месяце. Оба наблюдали, как и Армстронг и другие астронавты, что если возникнет серьезная проблема с управлением, у пилота не было другого выбора, кроме как катапультироваться, поскольку аппарат работал только на максимальной высоте 500 футов (200 м).

6 мая 1968 года Армстронг был вынужден использовать катапультное кресло LLRV № 1 с высоты около 200 футов (60 м) после проблемы с управлением, и у него было около четырех секунд на полном парашюте, прежде чем он приземлился на землю невредимым. Комиссия по расследованию происшествий обнаружила, что топливо для двигателей управления ориентацией автомобиля закончилось, и что сильный ветер был основным фактором. В результате руководство АО приняло решение прекратить дальнейшие полеты LLRV, поскольку первый LLTV должен был быть отправлен из Белла в Эллингтон для начала наземных и летных испытаний.

Тренировочная машина для посадки на Луну

Переговоры между ЗАО и Bell Aerosystems относительно трех LLTV, усовершенствованной учебной версии LLRV, были начаты в октябре 1966 года, а в марте 1967 года был окончательно подписан контракт на 5,9 миллиона долларов на три машины.[8] В июне 1968 года первый автомобиль был доставлен компанией Bell в Эллингтон для начала наземных и летных испытаний авиационным отделом (AOD) ОАО. Глава AOD, Джо Альгранти, был основным пилотом-испытателем во время его первого полета в августе 1968 года. Летные испытания продолжались до 8 декабря, когда Альгранти потерял управление во время полета, чтобы расширить диапазон скорости транспортного средства.[9] Ему удалось катапультироваться всего за три пятых секунды до того, как машина ударилась о землю. Считается, что это было результатом его попытки восстановить контроль.

Расследование аварии показало, что наземные диспетчеры решили не отслеживать в реальном времени двигатели ориентации, которые контролировали рыскание транспортного средства, и при той скорости, что летел Альгранти, двигатели были подавлены аэродинамическими силами LLTV, в результате чего Альгранти проиграл контроль. Из-за жестких ограничений стоимости LLRV и LLTV испытаний в аэродинамической трубе удалось избежать в пользу тщательных летных испытаний для оценки аэродинамических характеристик автомобилей. Однако после рассмотрения результатов расследования крушения было решено, что третий LLTV будет загружен в НАСА. Супер Гуппи и полетел в Исследовательский центр Лэнгли в Вирджинии для испытаний в его полномасштабной аэродинамической трубе. Испытания были начаты 7 января 1968 года и закончились через месяц, 7 февраля.

Было быстро установлено, что причиной расхождения была Пенополистирол ограждение кабины. Когда угол бокового скольжения машины достиг минус двух градусов, быстро нарастала сила рыскания, превышающая способность противодействовать подруливающим устройствам рыскания. Решено было просто снять верхнюю часть корпуса, тем самым проветрив его и устранив чрезмерную рыскающую силу. По результатам аэродинамической трубы было также возможно разработать предварительную схему полета для LLTV, определяющую его допустимую максимальную скорость полета при различных углах атаки и бокового скольжения. Однако все это необходимо было проверить с помощью летных испытаний, поскольку в туннеле невозможно было получить достоверные данные при работающем двигателе.

Совет по проверке летной готовности LLTV высокого уровня был назначен 5 марта 1969 года директором АО Др. Роберт Гилрут. Он состоял из его председателя и членов правления. Крис Крафт, руководитель Оперативного отдела Миссии; Джордж Лоу, руководитель программы АО «Аполлон»; Макс Фэджет, Технический директор ОАО, космонавт Дик Слейтон, Директор по работе с летным экипажем. Правление рассмотрело результаты в аэродинамической трубе и 30 марта одобрило возобновление тестовых полетов в ЛЛТВ №2. Программа испытаний из 18 полетов, все из которых выполнял Е. Ream был успешно завершен 2 июня. Таким образом, за месяц до запуска Apollo 11 Армстронг смог завершить свои летные тренировки по LLTV. Он прокомментировал после своего возвращения:

LLTV, НАСА 952 отображается в холле Корпус 2 в Космическом центре НАСА Джонсона, 2004 г.[10]

Eagle (лунный модуль) летал очень похоже на тренировочную машину для посадки на Луну, на которой я летал более 30 раз на базе ВВС Эллингтон возле Космического центра. Я совершил от 50 до 60 посадок в тренажере, и конечная траектория, по которой я летел до приземления, была очень похожа на полет на практике. Это, конечно, придало мне уверенности - приятное знакомство.

В официальной биографии Армстронга 2005 г. Первый человек: жизнь Нила А. Армстронга, космонавт Билл Андерс цитируется как описывающий LLTV как «малоизвестного героя программы« Аполлон »». Хотя Армстронгу пришлось катапультироваться из LLRV, ни одному другому астронавту никогда не приходилось катапультироваться из LLTV, и каждый пилот лунного модуля во время последней миссии Аполлона 17 прошел обучение в LLTV и успешно совершил посадку на Луну.

LLRV №2 в итоге был возвращен Центр летных исследований Армстронга, где он выставлен как артефакт вклада центра в программу Apollo. В январе 1971 года LLTV № 3 был уничтожен во время испытаний основной модификации компьютерной системы LLTV. Его летчик-испытатель Стюарт Презент смог безопасно катапультироваться. Единственная сохранившаяся последняя модель LLTV, NASA 952, выставлена ​​на выставке Космический центр Джонсона.

Летчик-испытатель Стюарт Презент благополучно катапультируется после аварии LLTV (НАСА), 29 января 1971 года.

Лунный симулятор

Для LLRV и LLTV было два различных режима полета. Базовый режим был с фиксированным двигателем, так что он оставался «нормальным» по отношению к кузову. В «Lunar Sim Mode» с подвесным шарниром двигателю позволяли поворачиваться и он оставался направленным вниз, на Землю; это позволило транспортному средству наклоняться под гораздо большими углами, которые были бы типичными для парения и маневрирования над лунной поверхностью. Несмотря на неуклюжий внешний вид, LLRV был оснащен удивительно сложным набором первых датчиков и вычислительного оборудования. У системы не было конкретного названия, но эффект, который она производил, назывался «Режим лунной симуляции».[11] Это была высшая степень аппаратного моделирования, и это была цель всего проекта. Это не была система для облегчения пилота, такая как автопилот делает, и это не было предназначено для введения какой-либо безопасности или экономии. Единственным намерением системы было создать иллюзию пилотирования лунного модуля. Таким образом, режим Lunar Sim Mode можно рассматривать как смесь увеличения стабильности, пересчета вертикального ускорения в соответствии с лунной гравитационной постоянной, за всем последующим мгновенным корректирующим действием. Режим Lunar Sim Mode LLRV был даже в состоянии противодействовать порывам ветра за миллисекунды, поскольку они определенно нарушили бы впечатление отсутствующей атмосферы. Вход датчика для режима Lunar Sim Mode был Доплеровский радар. Визуально значимым признаком включенного режима Lunar Sim Mode был свободный кардан. турбовентилятор, всегда строго направленным вниз к земле, независимо от текущего положения LLRV. Этот уникальный самолет представляет собой один из немногих аппаратных тренажеров, когда-либо выходивших в воздух.

Поучительны комментарии летчика-испытателя FRC Дона Маллика после первого полета аппарата в режиме имитации Луны:[12]

"В качестве общего утверждения, касающегося способности перевода на Земле по сравнению с способностью перевода в лунном моделировании; транспортное средство уменьшено с очень положительного транспортного средства с высоким откликом до транспортного средства с очень низким или слабым откликом. Я уверен, что с обучением и опытом пилота сможет повысить общую производительность транспортного средства, как только он адаптируется к доступным низким поступательным ускорениям, а также к отставанию, которое следует за ним вместе с ожиданием, которое требуется для правильного управления транспортным средством. Даже после этого обучения пилот столкнулся с ситуацией, когда примерно 5/6 его маневров поступательного движения были удалены от земных, что является заметным изменением ".

Дик Слейтон, затем НАСА Главный космонавт, позже сказал, что невозможно было смоделировать посадку на Луну, кроме как с помощью LLRV.

Технические характеристики (LLRV)

LLRV two view diagram.png

Общие характеристики

  • Экипаж: 1
  • Длина: 22 футов 6 дюймов (6,85 м)
  • Ширина: 15 футов 1 дюйм (4,6 м)
  • Высота: 10 футов 0 дюймов (3,05 м)
  • Пустой вес: 2510 фунтов (1139 кг)
  • Вес брутто: 3775 фунтов (1712 кг)
  • Максимальный взлетный вес: 3925 фунтов (1780 кг)
  • Электростанция: 1 × General Electric CF700-2V турбовентилятор (задний вентилятор CJ610), 4200 фунтов силы (19 кН) тяга
  • Электростанция: 2 × Пероксид водорода ракетные двигатели, тяга от 100 фунтов (0,44 кН) каждый до 500 фунтов (2200 Н) с дроссельной заслонкой
  • Электростанция: 6 твердотопливных ракетных двигателей с тягой 500 фунтов силы (2,2 кН) каждый резервный двигатель безопасности

Спектакль

  • Максимальная скорость: 35 узлов (40 миль / ч, 65 км / ч)
  • Выносливость: 10 минут
  • Практический потолок: 6000 футов (1800 м)
  • Скороподъемность: 3600 фут / мин (18 м / с)
  • Тяга / вес: 1.07

Система контроля

Электронная система управления учебно-тренировочной машиной для посадки на Луну была разработана для НАСА к Bell Aerosystems, Inc., инженерные сооружения которой располагались в Ниагарский водопад, Нью-Йорк. LLTV был транспортным средством второго поколения после космического аппарата для исследования Луны, который использовался астронавтами программы NASA Apollo для развития навыков пилотирования. LLTV предоставил Программа Аполлон Командирам предоставляется возможность испытать летные характеристики, связанные с условиями гравитации 1/6 на Луне. Первый автомобиль LLTV был собран на авиабазе Эллингтон в Хьюстоне, штат Техас, в 1967 году. В конечном итоге на авиабазу Эллингтон были доставлены три автомобиля LLTV. Последний оставшийся из трех аппаратов LLTV выставлен в Центре космических аппаратов Джонсона в Хьюстоне, штат Техас.

Электронная система управления была разработана с резервированными каналами, которые использовали логику 2 из 2. Выходы каждого первичного канала сравнивались на постоянной основе. Если в основной системе управления обнаруживалась неисправность, то управление автоматически переключалось на идентичный резервный канал, и пилот немедленно принимал меры по опусканию машины на землю. Все элементы управления были аналоговыми схемами, использующими Берр-Браун модули транзисторных усилителей и другие аналоговые компоненты.

Смотрите также

Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи

Связанные списки

Рекомендации

  1. ^ "Летающая кровать"'". НАСА. 31 июля 2013 г.
  2. ^ "Монография LLRV". History.nasa.gov. Получено 2016-02-27.
  3. ^ «От астрофизика до космонавта - и обратно». News.rice.edu. Получено 2016-02-27.
  4. ^ «Полезность учебно-тренировочной машины для посадки на Луну». Архивировано из оригинал 2 октября 2014 г.. Получено 30 июля, 2014.
  5. ^ «НАСА - Факты о технологиях NASA Dryden - Лунный исследовательский корабль». Nasa.gov. Получено 2016-02-27.
  6. ^ "Вебер Эйркрафт". Место выброса. Получено 2016-02-27.
  7. ^ «Проект 90, Этюд в Катапультировании 0-0». Место выброса. Получено 2016-02-27.
  8. ^ [1][мертвая ссылка ]
  9. ^ "Авария отбрасывает лунную программу". Лоуренс Daily Journal-World. (Канзас). Ассошиэйтед Пресс. 9 декабря 1968 г. с. 5.
  10. ^ Джонс, Эрик (26 апреля 2006 г.). "Тренировочная машина для посадки на Луну НАСА 952". Журнал Apollo Lunar Surface Journal. НАСА. Получено 13 августа 2018.
  11. ^ Белл Аэросистемс, Руководство по летной эксплуатации LLRV. Отчет № 7161-954005, 1964 г., с. 311-313.
  12. ^ Маллик, Дональд, полеты LLRV, рейс 1-28-87F, 16 сентября 1965 г.

внешняя ссылка