Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Полный стек космических кораблей Apollo: система аварийного выхода, командный модуль, сервисный модуль , лунный модуль и адаптер LM для космического корабля.
CSM Apollo 17 замечен на лунной орбите с этапа всплытия лунного модуля

Космический корабль « Аполлон» состоял из трех частей, предназначенных для достижения цели американской программы « Аполлон » по высадке астронавтов на Луну к концу 1960-х годов и их безопасному возвращению на Землю . Одноразовый космический корабль состоял из комбинированного командно-служебного модуля (CSM) и лунного модуля Apollo (LM). Два дополнительных компонента дополнили стек космических аппаратов для сборки космических аппаратов: адаптер "космический аппарат-LM" (SLA), предназначенный для защиты LM от аэродинамического напряжения при запуске и для подключения CSM к ракете-носителю " Сатурн" и система покидания при запуске. (LES) для безопасного переноса экипажа в командном модуле от ракеты-носителя в случае аварийной ситуации запуска.

Конструкция была основана на подходе сближения на лунной орбите : два пристыкованных космических корабля были отправлены на Луну и вышли на лунную орбиту. Пока LM отделился и приземлился, CSM оставался на орбите. После лунной экскурсии два корабля встретились и состыковались на лунной орбите, а CSM вернул команду на Землю. Командный модуль был единственной частью космического корабля, вернувшейся с экипажем на поверхность Земли.

LES был сброшен во время запуска по достижении точки, где он больше не нужен, а SLA оставался прикрепленным к верхней ступени ракеты-носителя. Два беспилотных CSM, один LM без экипажа и один CSM с экипажем были доставлены в космос ракетами-носителями Saturn IB для полетов на околоземную орбиту Apollo. Более крупные Saturn V запустили два беспилотных CSM в испытательных полетах на высокой околоземной орбите, CSM в одной лунной миссии с экипажем, полный космический корабль в одной миссии на низкой околоземной орбите с экипажем и восемь лунных миссий с экипажем. После завершения программы Apollo четыре CSM были запущены на космических аппаратах Saturn для трех орбитальных миссий Skylab Earth и испытательного проекта Apollo-Soyuz .

Командно-служебный модуль [ править ]

Основная статья: Командно-сервисный модуль Apollo

Основная часть космического корабля «Аполлон» представляла собой трехместный аппарат, предназначенный для орбитального, транслунного и лунно-орбитального полета и возвращения на Землю. Он состоял из командного модуля, поддерживаемого служебным модулем , построенным компанией North American Aviation (позже North American Rockwell ).

Командный модуль (CM) [ править ]

Командный модуль Аполлона и его положение на вершине Сатурна V

Командный модуль был центром управления космическим кораблем «Аполлон» и жилыми помещениями для трех членов экипажа. Он содержал герметичную основную кабину экипажа, кушетки, панель управления и приборную панель, систему первичного наведения, систему навигации и управления, системы связи, систему экологического контроля, батареи, тепловой экран , систему управления реакцией для обеспечения ориентации , носовой стыковочный люк, боковой люк. , пять окон и система восстановления парашюта. Это была единственная часть космического корабля Аполлон / Сатурн, которая вернулась на Землю в целости и сохранности.

Сервисный модуль (SM) [ править ]

Сервисный модуль Apollo

Служебный модуль был негерметичным и содержал основную службу двигательной установку двигателя и самовоспламеняющийся пропеллент , чтобы войти и выйти на лунную орбиту, систему управления реакцией , чтобы обеспечить управление ориентацией и поступательную способность, топливные элементы с водородом и кислородом реагентами, радиаторами сваливать отходящее тепло в пространство, и антенна с высоким коэффициентом усиления . Кислород также использовался для дыхания, а топливные элементы производили воду для питья и контроля окружающей среды. На Apollo 15, 16 и 17 он также нес комплект научных инструментов с картографической камерой и небольшим вспомогательным спутником для изучения Луны.

Большую часть служебного модуля занимали топливо и маршевый двигатель. Способный к многократным перезапускам, этот двигатель выводил космический корабль «Аполлон» на лунную орбиту и выходил с нее и использовался для корректировки среднего курса между Землей и Луной.

Служебный модуль оставался присоединенным к командному модулю на протяжении всей миссии. Он был сброшен незадолго до того, как снова вошел в атмосферу Земли.

Лунный модуль (LM) [ править ]

Основная статья: Лунный модуль Аполлона
Лунный модуль Аполлона

Лунный модуль « Аполлон» был отдельным аппаратом, предназначенным для посадки на Луну и возвращения на лунную орбиту, и был первым настоящим «космическим кораблем», поскольку он летел исключительно в вакууме космоса. Она состояла из стадии спуска и стадии подъема . Он поставлял системы жизнеобеспечения двух астронавтов на срок до четырех-пяти дней в миссиях Аполлона 15, 16 и 17. Космический корабль был разработан и изготовлен компанией Grumman Aircraft Company .

Спускаемая ступень содержала шасси, антенну посадочного радара, спускаемую двигательную установку и топливо для посадки на Луну. В нем также было несколько грузовых отсеков, которые использовались, среди прочего, для перевозки: Apollo Lunar Surface Experiment Packages ALSEP , модульного транспортера оборудования (MET) (тележка с ручной тягой, используемая на Apollo 14 ), Lunar Rover ( Apollo 15 , 16 и 17 ), телекамера поверхности, поверхность инструмент, и лунные ящики для образцов коллекции.

Подъемная ступень включала в себя кабину экипажа, приборные панели, верхний люк / стыковочный люк, носовой люк, оптические и электронные системы наведения , систему управления реакцией, радиолокационные и коммуникационные антенны, восходящий ракетный двигатель и топливо для возврата на лунную орбиту и встречи с Аполлоном. Командные и служебные модули.

Адаптер космического корабля и лунного модуля (SLA) [ править ]

Адаптер космического корабля Apollo на LM

Адаптер космического корабля - LM (SLA), построенный North American Aviation (Rockwell), представлял собой коническую алюминиевую конструкцию, которая соединяла служебный модуль с ступенью ракеты Saturn S-IVB . Он также защищал LM, сопло двигателя рабочей силовой установки и ракету-носитель для обслуживания шлангокабеля модуля во время запуска и всплытия в атмосфере. [1]

SLA состоял из четырех фиксированных панелей высотой 7 футов (2,1 м), прикрепленных болтами к приборному блоку наверху сцены S-IVB , которые были соединены петлями с четырьмя панелями высотой 21 фут (6,4 м), которые открывались. сверху похожи на лепестки цветов.

SLA был сделан из алюминиевого сотового материала толщиной 1,7 дюйма (43 мм). [2] Внешняя поверхность SLA была покрыта тонким (0,03–0,2 дюйма или 0,76–5,08 мм) слоем пробки и окрашена в белый цвет для минимизации термических напряжений во время запуска и всплытия. [3]

Сервисный модуль был прикреплен болтами к фланцу в верхней части более длинных панелей, а питание многократно-избыточной пиротехники SLA подавалось через шлангокабель. Поскольку отказ от отделения от ступени S-IVB может привести к тому, что экипаж окажется на орбите, система разделения использовала несколько путей сигнала, несколько детонаторов и несколько зарядов взрывчатого вещества, где детонация одного заряда приведет к срабатыванию другого, даже если детонатор на этом заряде не функционировал.

Одна из панелей SLA на Apollo 7 не открывалась полностью на рассчитанные 45 градусов.
Перестановка CSM, стыковка и извлечение LM
CSM стыкуется с LM и отводит его от третьей ступени Saturn V.

Оказавшись в космосе, астронавты нажали кнопку «CSM / LV Sep» на панели управления, чтобы отделить CSM от ракеты-носителя. Детонирующий шнур воспламенился вокруг фланца между SM и SLA и вдоль стыков между четырьмя панелями SLA, высвободив SM и разорвав соединения между панелями. Пиротехнические подруливающие устройства с двойным резервированием на нижнем конце панелей SLA затем сработали, чтобы вращать их вокруг шарниров со скоростью 30-60 градусов в секунду.

Во время всех полетов через Apollo 7 панели SLA оставались прикрепленными к S-IVB на шарнирах и открывались под углом 45 градусов, как это было изначально задумано. Но когда экипаж Apollo 7 практиковался в сближении с S-IVB / SLA, содержащим фиктивную стыковочную цель, одна панель не открывалась на полные 45 градусов, вызывая обеспокоенность по поводу возможности столкновения между космическим кораблем и панелями SLA во время стыковки и извлечения. LM в лунной миссии. Это привело к изменению конструкции с использованием подпружиненной системы снятия петель, которая высвобождает панели под углом 45 градусов и отталкивает их от S-IVB со скоростью около 8 км / ч (5 миль в час), помещая их на безопасное расстояние. к тому времени, когда астронавты оттащили CSM, повернули его на 180 градусов и вернулись для стыковки.

LM был подключен к SLA в четырех точках вокруг нижних панелей. После того, как астронавты пристыковали CSM к LM, они взорвали заряды, чтобы разъединить эти соединения, и гильотина разорвала шлангокабель между LM и приборным блоком . После того, как заряды сработали, пружины оттолкнули LM от S-IVB, и астронавты могли продолжить свой полет на Луну.

Технические характеристики [ править ]

  • Высота: 28 футов (8,5 м)
  • Диаметр вершины: 12 футов 10 дюймов (3,9 м) Конец служебного модуля
  • Диаметр основания: 21 фут 8 дюймов (6,6 м), конец S-IVB
  • Вес: 4,050 фунтов (1840 кг)
  • Объем: 6700 куб. Футов (190 м 3 ), полезный объем 4900 куб. Футов (140 м 3 )

Система побега при запуске (LES) [ править ]

Тест на прерывание пусковой площадки (2), показывающий работу двигателя шага и двигателя запуска и эвакуации
Смотрите также: режимы прерывания Apollo

Система аварийного спасения Apollo (LES) была построена компанией Lockheed Propulsion . Его цель состояла в том, чтобы прервать миссию, отодвинув КМ (кабину экипажа) от ракеты-носителя в аварийной ситуации, например, при пожаре на площадке перед запуском, отказе наведения или отказе ракеты-носителя, который может привести к неминуемому взрыву.

LES включал три провода, которые проходили по внешней стороне ракеты-носителя. Если сигналы от любых двух проводов будут потеряны, LES активируется автоматически. [4] В качестве альтернативы, командир мог активировать систему вручную, используя один из двух дескрипторов контроллера трансляции, которые были переключены в специальный режим прерывания для запуска. При активации LES запускала твердотопливную аварийную ракету и открывала систему « утка» , чтобы направить КМ в сторону от ракеты-носителя, попавшей в беду. Затем LES сбрасывается, и КМ приземляется со своей системой восстановления парашюта .

Если аварийная ситуация произошла на стартовой площадке, LES поднимет КМ на высоту, достаточную для безопасного развертывания спасательных парашютов, прежде чем они коснутся земли.

В отсутствие аварийной ситуации LES обычно сбрасывали через 20 или 30 секунд после зажигания второй ступени ракеты-носителя с использованием отдельного твердотопливного ракетного двигателя, производимого Thiokol Chemical Company . Режимы прерывания после этого момента будут выполняться без LES. LES перевозился, но никогда не использовался в четырех полетах Apollo без экипажа и пятнадцати пилотируемых полетах Apollo, Skylab и Apollo-Soyuz .

Основные компоненты [ править ]

Компоненты системы аварийного спасения Apollo
Носовой обтекатель и Q-мяч
Носовой конус LES содержал набор из 8 трубок Пито для измерения давления в структуре, известной как «Q-ball». Эти датчики были подключены к компьютерам наведения ракеты-носителя СМ и Сатурн, что позволяло рассчитывать динамическое давление (q) во время полета в атмосфере, а также угол атаки в случае прерывания. [5]
Крышка Q-ball
Крышка из пенополистирола, снятая за несколько секунд до запуска, защищала трубки Пито от забивания мусором. [6] Крышка была разделена пополам по вертикали и скреплена 2-дюймовой (51 мм) резинкой. За резинкой располагалось лезвие бритвы, зажатое между половинками крышки. Проволочный кабель был подключен к верхней и нижней части бритвенного лезвия и к обеим половинам крышки. Кабель был проложен через шкив крана-молота наверху пусковой вышки шлангокабеля (LUT) вниз к трубе на правой стороне 360-футового (110 м) уровня LUT. Кабель был соединен с цилиндрическим грузом внутри трубы. Груз опирался на рычаг, управляемый пневматическим электромагнитным клапаном. Когда клапан приводился в действие из Центра управления запуском (LCC), пневматическое давление 600 фунтов на кв. Дюйм GN2 (газообразный азот) поворачивало рычаг вниз, позволяя грузу опуститься вниз по трубе. Падающий груз потянул за кабель,который вытащил лезвие, разрезав резиновую ленту, а трос оттянул половинки крышки от ракеты-носителя. Очевидная чрезмерная инженерия этой системы безопасности была связана с тем, что система аварийного покидания, которая зависела от данных Q-ball, была задействована за 5 минут до запуска, так что снятие крышки Q-ball было жизненно важной частью возможное прерывание пэда.
Сборка канарда и шаговый двигатель
Они работали вместе, чтобы направить CM с прямого пути и в сторону во время аварийной ситуации. Это сбило бы КМ с траектории полета взрывающейся ракеты-носителя. Это также заставит КМ приземлиться сбоку от огня с пусковой площадки, а не посередине.
Запуск аварийного двигателя
Главный твердотопливный ракетный двигатель внутри длинной трубы с четырьмя выхлопными соплами, установленными под коническим обтекателем. Это быстро уведет КМ от аварийной ситуации при запуске.
Двигатель сброса башни
Меньший твердотопливный двигатель с двумя выхлопными соплами, установленный в трубе над аварийным двигателем. Это привело к отказу от всей системы аварийного выхода после того, как она больше не была нужна, где-то после зажигания второй ступени.
Запуск аварийной башни
Стропильная структура трубок, прикрепленных к эвакуации двигателя обтекателя в КМ.
Защитная крышка Boost
Полая коническая конструкция из стекловолокна, защищающая парашютный отсек КМ и обеспечивающая гладкое аэродинамическое покрытие стыковочного туннеля и зонда. После того, как во время первых летных испытаний LES была обнаружена эрозия окон пилота выхлопом двигателя аварийного выхода, была добавлена ​​задняя защитная крышка, окружающая всю верхнюю поверхность CM.

Технические характеристики [ править ]

  • Длина без BPC : 32 фута 6 дюймов (9,92 м)
  • Длина с BPC : 39 футов 5 дюймов (12,02 м)
  • Диаметр: 2 фута 2 дюйма (0,66 м)
  • Общая масса: 9200 фунтов (4200 кг)
  • Тяга , 36000 футов: 147000 фунт-сила (650 кН)
  • Усилие, максимальное: 890 кН (200000 фунт-сила)
  • Время горения: 4,0 секунды

Отменить тесты [ править ]

  • Pad Abort Test 1 - LES abort test со стартовой площадки с шаблоном Apollo BP-6
  • Pad Abort Test 2 - LES Pad Abort Test of Near Block-I CM с шаблоном Apollo B-23A
  • Little Joe II - Четыре испытания на прерывание LES в полете.

Текущее местоположение космических кораблей [ править ]

Расположение всех командных модулей и всех невыполненных служебных модулей указано в разделе Apollo command and service module # CSMs created . (Все летные служебные модули сгорели в атмосфере Земли по завершении миссий.)

Расположение всех лунных модулей указано в « Лунном модуле Аполлона» № произведенных лунных модулей .

Ссылки [ править ]

  1. ^ Нет CSM проводило на Apollo 5 необитаемого полет LM и аэродинамический обтекатель был прикреплен к верхней части ОАСА вместо.
  2. ^ https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19730010176_1973010176.pdf
  3. ^ Лауниус, Роджер Д. "Moonport, Ch20-3" . Проверено 11 октября +2016 .
  4. ^ "Apollo Launch Abort System Test" на YouTube
  5. ^ "Журнал полета Аполлона-16: День 1 Часть первая" . Архивировано из оригинального 2 -го июля 2013 года . Проверено 11 октября +2016 .
  6. ^ http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/ap15fj/video/ap15_liftoff.mpg
  • Североамериканский Роквелл, "Справочник новостей командного модуля Аполлона", 1968.
  • NASA TN D-7083: Подсистема движителя для покидания старта
  • Данные о подсистемах лунного модуля Apollo Operations Handbook

Внешние ссылки [ править ]

  • Отчет НАСА JSC-03600 Apollo / Skylab ASTP и основные конечные элементы орбитального корабля шаттла , окончательный отчет, март 1978 г .; В отчете НАСА перечислено расположение всех ракет и космических аппаратов, использовавшихся в испытательных проектах Apollo, Skylab, Apollo-Soyez и ранних миссиях шаттлов, по состоянию на 1978 год.
  • Предложение Apollo D-2 от General Electric , Encyclopedia Astronautica