Лунный исследовательский корабль

Лунный исследовательский корабль (LLRV)
Лунный исследовательский корабль № 2 в полете, январь 1967 г.
Роль	Экспериментальный самолет вертикального взлета и посадки
Производитель	Bell Aerosystems
Первый полет	30 октября 1964 г.
Основной пользователь	НАСА
Количество построенных	2 LLRV 3 LLTV

Bell Aerosystems Lunar Landing Research Vehicle ( LLRV , по прозвищу Летающий Bedstead ) ^[1] был проект Аполлон эры программа для создания тренажера для посадки на Луну . LLRV использовались FRC, теперь известным как Центр летных исследований НАСА Армстронг , на базе ВВС Эдвардс , Калифорния, для изучения и анализа методов пилотирования, необходимых для полета и посадки лунного модуля Аполлона в условиях низкой гравитации Луны. ^[2]

Исследовательские машины были аппаратами с вертикальным взлетом, в которых использовался единственный реактивный двигатель, установленный на карданном подвесе, так что он всегда был направлен 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 созданию трех лунных тренировочных аппаратов ( LLTV ), усовершенствованной версии LLRV, для использования астронавтами Apollo в Центре пилотируемых космических аппаратов в Хьюстоне, штат Техас, предшественнике Космического центра Джонсона НАСА . Один LLRV и два LLTV были разрушены при авариях, 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 , командующий « Аполлон-11» , сказал, что его миссия не увенчалась бы успехом без обширного обучения на LLTV. Отбору на обучение по программе LLTV предшествовала подготовка на вертолете. В интервью 2009 года астронавт Курт Мишель заявил: «По характеристикам вертолет был наиболее близок к лунному посадочному модулю. Так что, если вы не прошли вертолетную подготовку, вы знали, что не поедете. отдал это ". ^[3] Даже Том Стаффорд и Джин Сернан не прошли обучение LLTV для своего Аполлона 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 эту подготовку только после того, как был назначен резервным командиром Аполлона 14 , и в 1972 году он был последним, кто летал на LLTV во время подготовки в качестве командира для Аполлона 17 , последней миссии приземления. ^[4]

История [ править ]

Построенные из ферм из алюминиевого сплава , LLRV приводились в движение турбовентиляторным двигателем General Electric CF700-2V с тягой 4200 фунтов силы (19 кН), установленным вертикально в карданном подвесе . Двигатель поднял аппарат на испытательную высоту, а затем был сброшен назад, чтобы выдержать пять шестых веса аппарата, имитируя уменьшенную гравитацию Луны. Две подъемные ракеты на основе перекиси водорода с тягой, которая могла изменяться от 440 до 2200 Н (100–500 фунтов силы), обеспечивали скорость снижения и горизонтального движения аппарата. Шестнадцать меньших двигателей с перекисью водорода, установленных попарно, давали пилоту возможность управлять тангажем, рысканием и креном.

Летчик имел катапультное кресло . 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. Изготовленное Weber Aircraft LLC , это было одно из первых кресел с нулевым катапультированием , способное спасти оператора, даже если самолет неподвижен на земле, что было необходимо с учетом низких и медленных диапазонов полета LLRV. ^{[5] [6] [7]}

После концептуального планирования и встреч с инженерами Bell Aerosystems, Буффало, штат Нью-Йорк, компании, имеющей опыт работы с самолетами с вертикальным взлетом и посадкой ( VTOL ), в декабре 1961 года НАСА заключило с Bell контракт на проведение исследований на сумму 50 000 долларов. летающего симулятора, и в результате этого исследования штаб-квартира НАСА одобрила концепцию LLRV, в результате чего 1 февраля 1963 года Bell был заключен производственный контракт на 3,6 миллиона долларов на поставку первого из двух аппаратов для летных исследований в FRC. 14 мес.

LLRV №1 был отправлен из Bell в FRC в апреле. ТНЖО №2 также был отгружен в то же время, но по частям. Из-за возможного 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 Уокером . 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 были также выполнены пилотами Центра пилотируемых космических аппаратов НАСА (позже Космического центра Джонсона) Джозефом Альгранти и Х.Э. Римом.

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. Также был добавлен кожух кабины из пенополистирола, чтобы имитировать ограниченный обзор 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 Нил Армстронг совершил на аппарате № 1 27 марта 1967 года с его базы на углу базы ВВС Эллингтон , штаб-квартиры космического центра Джонсона. Джо Альгранти, начальник авиационного управления ЗАО, и летчик-испытатель Х. Э. Рим также совершили 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 ЗАО приняло решение о прекращении дальнейших полетов LLRV, поскольку первый LLTV должен был быть отправлен из Белла в Эллингтон для начала наземных и летных испытаний.

Тренировочная машина для посадки на Луну [ править ]

Переговоры между ЗАО и Bell Aerosystems по поводу трех LLTV, усовершенствованной учебной версии LLRV, были начаты в октябре 1966 года, и в марте 1967 года был окончательно подписан контракт на 5,9 миллиона долларов на три машины. ^[8] В июне 1968 года был доставлен первый автомобиль Белл в Эллингтон, чтобы начать его наземные и летные испытания Подразделением по эксплуатации самолетов (AOD). 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 был результат 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 по стоимости LLRV и LLTV испытаний в аэродинамической трубе удалось избежать в пользу тщательных летных испытаний для оценки аэродинамических характеристик транспортных средств. Однако после рассмотрения результатов расследования крушения было решено, что третий LLTV будет загружен в НАСА Super Guppy и доставлен 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.

Быстро выяснилось, что причиной расхождения была ограда кабины из пенополистирола . 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 готовности к полетам LLTV был назначен 5 марта 1969 года директором ЗАО доктором Робертом Гилрутом . В его состав входили он как председатель и члены правления Крис Крафт , глава отдела операций миссии; Джордж Лоу , руководитель программы АО «Аполлон»; Макс Фэджет , технический директор АО, и астронавт Дик Слейтон , директор по работе с 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 выполняла HE Ream, была успешно завершена 2 июня. Таким образом, за месяц до запуска Apollo 11 Армстронг смог завершить свою летную подготовку LLTV. Он прокомментировал после своего возвращения:

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 года « Первый человек: жизнь Нила А. Армстронга» цитируется астронавт Билл Андерс , 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 был в конечном итоге возвращен в 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 ​​в Космическом центре Джонсона .

Lunar Sim Mode [ править ]

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 режиме «Lunar Sim Mode» с подвесным подвесом турбовентиляторный двигатель с подвесным подвесом мог поворачиваться и был направлен вниз, к центру масс Земли, независимо от положения LLRV; это позволило транспортному средству наклоняться под гораздо большими углами, которые были бы типичными для парения и маневрирования над лунной поверхностью. Несмотря на свой неуклюжий вид, LLRV был оснащен очень сложным набором ранних датчиков (в основном доплеровский радар ) и вычислительным оборудованием. У системы не было конкретного названия, но эффект, который она производил, назывался «Режим лунной симуляции». ^[11] Это была высшая степень аппаратного моделирования. Это не была система, позволяющая разгружать пилота, как автопилот. делает, и это не было предназначено для введения какой-либо безопасности или экономии.

Режим Lunar Sim Mode также можно рассматривать как смесь увеличения стабильности, пересчета вертикального ускорения в соответствии с лунной гравитационной постоянной, за всем последующим мгновенным корректирующим действием. В режиме Lunar Sim Mode LLRV даже можно было скорректировать порывы ветра за миллисекунды, так как они могли нарушить впечатление отсутствующей атмосферы.

Комментарии летчика-испытателя FRC Дона Маллика после первого полета аппарата в режиме имитации Луны иллюстрируют опыт пилотирования LLRV: ^[12]

Как общее утверждение относительно способности перевода на Земле по сравнению с способностью перевода в лунной симуляции; транспортное средство превращается из транспортного средства с очень положительной высокой реакцией в транспортное средство с очень низкой или слабой реакцией. Я уверен, что с обучением и опытом пилот сможет повысить общую производительность транспортного средства, когда он адаптируется к доступным низким поступательным ускорениям, а также к отставанию, которое следует за этим, вместе с ожиданием, которое требуется для правильного управления. автомобиль. Даже при таком обучении пилот сталкивается с ситуацией, когда примерно 5/6 его характеристик поступательного маневрирования удалены от земных, что является заметным изменением.

Дик Слейтон , тогдашний главный астронавт НАСА , позже сказал, что нет никакого способа смоделировать посадку на Луну, кроме как с помощью LLRV.

Технические характеристики (LLRV) [ править ]

Общие характеристики

• Экипаж: 1
• Длина: 22 фута 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)
• Полная масса: 3775 фунтов (1712 кг)
• Максимальный взлетный вес: 3925 фунтов (1780 кг)
• Силовая установка: 1 турбовентиляторный двигатель General Electric CF700-2V (задний вентилятор CJ610), тяга 4200 фунтов-силы (19 кН)
• Силовая установка: 2 ракетных двигателя с перекисью водорода , тяга 100 фунтов (0,44 кН) каждый, дроссельная заслонка 500 фунтов силы (2200 Н)
• Силовая установка: 6 твердотопливных ракетных двигателей, тяга 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)
• Скорость подъема: 3600 фут / мин (18 м / с)
• Тяга / масса : 1.07

Система управления [ править ]

Электронная система управления учебно-тренировочной машиной для посадки на Луну была разработана для НАСА компанией Bell Aerosystems , Inc., инженерные сооружения которой располагались в Ниагара-Фолс , Нью-Йорк . LLTV был транспортным средством второго поколения после космического аппарата для исследования Луны, который использовался астронавтами программы NASA Apollo для развития навыков пилотирования. Телеканал LLTV представил программу ApolloКомандирам 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 представляли собой аналоговые схемы, использующие модули транзисторных усилителей Burr-Brown и другие аналоговые компоненты.

Самолет на дисплее [ править ]

Две из пяти машин выживают. LLRV-2 выставлен в Музее летных испытаний ВВС на базе ВВС Эдвардс . ^[13] Он был предоставлен музею НАСА в 2016 году. ^[14]

LLTV-3 (LLTV NASA 952) выставлен в Космическом центре Джонсона . ^[13] Еще одно транспортное средство, копия НАСА 952, находится в частично полном состоянии в авиационной Могильнике в музее авиации янки . ^[15]

См. Также [ править ]

• Центр исследования посадки на Луну
• Список происшествий и инцидентов, связанных с космическими полетами

Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи

• Установка для измерения тяги Rolls-Royce с 1953 года

Связанные списки

• Список самолетов вертикального взлета и посадки

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы, связанные с аппаратом для исследования лунной посадки .

• Обзор полета LLRV / TV (сообщение sci.space.history)
• LLTV FRRB стенограмма
• Картинки
• Картинки
• Видео конференции с встречи, на которой 4 лунных ходока обсуждают ценность LLTV
• Презентация Нила Армстронга на LLRV / TV (видео с 51-го симпозиума SETP )