Инерциальная платформа ST-124-М3 был прибор для измерения ускорения и отношение Сатурн V ракеты - носителя. Он был доставлен приборным блоком Saturn V , секцией Saturn V высотой 3 фута (0,91 м) и диаметром 22 фута (6,7 м), которая помещалась между третьей ступенью (S-IVB) и космическим кораблем Apollo. . Его номенклатура означает «стабильный стол» (ST) для использования в лунной миссии (M), и он имеет 3 подвеса. [1]
Развитие [ править ]
Он был номером 124 в серии аналогичных устройств, включая ST-80 (использовался в Redstone ), ST-90 (использовался на Юпитере и в ранних полетах Сатурна I ) и ST-120 (использовался в Pershing ракета). Они являются потомками ЛЭВ-3 немецкой ракеты Фау-2 . [2] ST-124 был разработан Центром космических полетов им. Маршалла и произведен корпорацией Bendix , подразделением Eclipse-Pioneer , в Тетерборо, штат Нью-Джерси. На сборку ST-124 у 9 человек ушло от 22 до 24 недель, и 70 процентов этого времени было потрачено на установку около 3000 проводов. [1]
История миссий [ править ]
Стабилизированная платформа ST-124 была частью системы наведения, навигации и управления Saturn V. Данные с ST-124 использовались цифровым компьютером ракеты-носителя (еще один компонент приборного блока) для сравнения фактических данных полета с запрограммированным полетом. планы и рассчитать поправки наведения. Хотя ST-124 работал все время миссии, его данные не использовались для наведения, пока машина находилась в атмосфере, где она подвергалась сильному сопротивлению. В этом регионе, в основном во время первого этапа горения, машина следовала простому заранее запрограммированному плану полета. [3] Фрэнк Корнелла доставил инструменты (гироскопы и акселерометры) из Тетерборо, штат Нью-Джерси, в Центр космических полетов им. Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама.
Внутренние данные [ править ]
Положение транспортного средства измерялось относительно системы координат, которая была зафиксирована непосредственно перед запуском, с координатой X по вертикали, координатой Z в направлении маневра по тангажу (нижний диапазон, примерно на восток) и координатой Y, перпендикулярной направлению движения. два других, поперечный диапазон, примерно на юг. В основе ST-124 была платформа, которая удерживалась в фиксированной ориентации; отсюда и название «стабилизированная платформа». Он соединен тремя карданными шарнирами, которые позволяли транспортному средству двигаться по крену, тангажу и рысканью, но устойчивую платформу нужно было удерживать в пространстве. Он, конечно, переводился, но в полете не наклонялся.
Платформа стабилизируется тремя установленными на ней гироскопами . Один измерял любые повороты вокруг оси X, один вокруг оси Y и один вокруг оси Z. Они генерировали сигналы, которые формировались в цепях обратной связи и отправлялись обратно на крутящие механизмы на внутреннем, среднем и внешнем кардане, которые точно противодействовали вращению, обнуляя выходы гироскопа и сохраняя стабильность платформы.
Внутренний стабилизатор также имеет три акселерометра , два маятника и пару призм . Акселерометры измеряли ускорение автомобиля по осям X, Y и Z. Их выходные данные использовались LVDC для измерения фактического движения транспортного средства в целях навигации. Маятники использовались для установки оси X точно вертикально, а призмы использовались для выравнивания осей Y и Z непосредственно перед запуском. Призмы отражали инфракрасные лучи, посланные в ST-124 теодолитом, установленным на расстоянии 700 футов от стартовой площадки. Команды с теодолита передавались по кабелям на машину, на крутящие устройства в ST-124, чтобы ориентировать устойчивую платформу по правильному азимуту .
Гироскопы, акселерометры и маятники содержат подшипники с азотом практически без трения . Для этого требовалась очень точная обработка и очень маленькие зазоры между опорными поверхностями. Размеры выдерживались с допуском 20 микродюймов (0,5 мкм) [4], а зазор, заполненный азотом, составляет около 600-800 микродюймов (15-20 мкм). [5] Азот поступал в гироскоп при давлении около 15 фунтов на квадратный дюйм и выпускался в космос через регулятор давления в нижней части ST-124, который открывался при давлении 13 фунтов на квадратный дюйм. Большая серебряная сфера слева от ST-124 содержала запас азота для подшипников.
ST-124 включает в себя множество компонентов, изготовленных из анодированного бериллия . Этот материал был выбран из-за его жесткости, легкости, обрабатываемости и стабильности. Корпус ST-124 представляет собой короткий цилиндр, высотой 7,5 дюйма (19 см) и диаметром 21 дюйм (53 см), сделанный из бериллия. Торцы цилиндра закрыты двумя примерно полусферическими алюминиевыми крышками. Подвесы и некоторые части гироскопов и акселерометров также сделаны из бериллия.
В отличие от легкого бериллия, роторы гироскопов изготовлены из очень плотного и прочного сплава элконита. Это спеченная форма медь-вольфрам , W90 / Cu10, чтобы ее можно было обрабатывать. [ требуется разъяснение ]
Тепло, выделяемое крутящим моментом и другим электрооборудованием внутри ST-124, отводилось охлаждающими змеевиками, встроенными в алюминиевые крышки. Смесь метанола и воды при 15 ° C (59 ° F) циркулировала через змеевики. Внутренняя температура ST-124 стабилизировалась на уровне около 42 ° C (108 ° F). [6]
Галерея [ править ]
Рисунок СТ-124М из технического руководства КИПиА.
Последняя модель ST-124 в коллекции Национального музея авиации и космонавтики, Вашингтон, округ Колумбия
Схема подвесов СТ-124
СТ-124 и техник
ST-124 на выставке в Honeywell Defense Avionics Systems в Тетерборо, штат Нью-Джерси
Узел внутреннего цилиндра гироскопа AB5-K8
Гироскопический газоподшипник АБ5-К8
Гироскоп АБ5-К8
Чертеж автожира AB5-K8 в разрезе
Внутренний и средний карданы
Ссылки [ править ]
- ^ a b «Платформа в форме шара удерживает Аполлона наготове». Информационное бюро Bendix Corporation.
- ^ Bilstein 1980 , стр. 243-253.
- ^ Haeussermann 1970 , стр. 1.
- ^ Томасон 1965 , стр. 53: «Гильза, концевые пластины и цилиндр изготовлены из бериллия с допусками обработки 20 микродюймов по круглости и 20 микродюймов / дюймов по прямоугольности».
- ^ Haeussermann 1970 , стр. 20: Воздушный зазор газового подшипника 0,0015–0,002 см (0,000591–0,000787 дюймов; 591–787 микродюймов)
- ^ Томасон 1965 , стр. 10.
Библиография [ править ]
- Бильштейн, Роджер Э. (1980). «8: От оформления заказа до запуска: наиболее существенный компьютер». Этапы к Сатурну: технологическая история ракет-носителей "Аполлон / Сатурн" . Серия истории НАСА. НАСА. С. 243–253. ЛВП : 2060/19970009949 . ISBN 0-16-048909-1. НАСА SP-4206; 97Н-15592.
- Haeussermann, Вальтер (июль 1970). Описание и характеристики системы навигации, наведения и управления ракеты-носителя "Сатурн" (отчет). НАСА. ЛВП : 2060/19700023342 . НАСА TN-D-5869; 70Н-32653.
- Томасон, Герман Э. (сентябрь 1965 г.). Общее описание инерциальной платформенной системы СТ-124М (отчет). НАСА. ЛВП : 2060/19650024833 . НАСА TN-D-2983; 65Н-34434. В нем представлены более четкие цифры, чем в большинстве PDF-документов о IU, что обеспечивает лучший вид изнутри гироскопов и газовых подшипников.
Дальнейшее чтение [ править ]
- Справочник по системе Astrionics: ракеты-носители Saturn . Корпорация IBM, Лаборатория Астрионики. 1 ноября 1968 г. MSFC № IV-4-401-1; IBM № 68-966-0002; 70Н-70002.
- Мур, Ричард Л .; Томасон, Герман Э. (май 1962 г.). Геометрия подвеса и определение положения стабилизированной платформы ST-124 (Отчет). НАСА. ЛВП : 2060/19620002325 . НАСА TN-D-1118; 62Н-12325.Ранний и математический, а не описательный отчет о ST-124. На тот момент ST-124 представлял собой концепцию с четырьмя карданными подвесами, тогда как у летающей версии было только три кардана.
- О'Коннор, Би Джей (1964). Описание инерциальной стабилизированной платформы СТ-124М и ее применение на ракете-носителе «Сатурн-5» . Hermann-Oberth-Gesellschaft . 26 июня 1964 года. Дармштадт, Германия. Подразделение навигации и управления Bendix Corporation.
Внешние ссылки [ править ]
- СМИ, связанные с инерциальной платформой ST-124-M3, на Викискладе?
