Kuumoduuli

Apollo Lunar Module (LM, joka tunnetaan myös nimellä LEM (Lunar Excursion Module)) on laskeutuja , osa Apollo-avaruusalusta, jonka Grumman Corporation rakensi amerikkalaista Apollo-ohjelmaa varten kahden hengen miehistöä varten, joka kuljetetaan Kuun kiertoradalta Kuusi tällaista moduulia laskeutui onnistuneesti kuuhun vuosina 1969-1972.

Tietyssä mielessä se oli maailman ensimmäinen todella avaruusalus , koska se pystyi liikkumaan vain avaruudessa, eikä sitä ollut rakenteellisesti ja aerodynaamisesti mukautettu lentämään Maan ilmakehässä.

Sen kehityksessä oli useita esteitä, jotka viivästyttivät sen ensimmäistä miehittämätöntä lentoa noin kymmenellä kuukaudella ja sen ensimmäistä miehitettyä lentoa noin kolmella kuukaudella. Tästä huolimatta tästä moduulista tuli lopulta Apollo / Saturn - järjestelmän luotettavin komponentti ja se ylitti merkittävästi sen suunnitteluvaatimukset, joita käytettiin ylläpitämään elämää ylläpitäviä ja propulsioresursseja, mikä mahdollisti astronautien pelastamisen räjähdyksen ja järjestelmän epäonnistumisen jälkeen. huoltomoduulijärjestelmät lennolla " Apollo 13 ".

Moduuli koostuu kahdesta vaiheesta. Itsenäisellä propulsiojärjestelmällä ja laskutelineellä varustettua laskulavaa käytetään laskeutumaan Kuun kiertoradalta ja laskeutumaan pehmeästi kuun pinnalle, ja se toimii myös laukaisualustana lentoonlähtövaiheessa. Lentoonlähtövaihe, jossa on paineistettu ohjaamo miehistölle ja itsenäinen propulsiojärjestelmä, lähtee tutkimuksen päätyttyä Kuun pinnalta ja telakoituu komentoosaston kanssa kiertoradalla. Vaiheiden erottaminen suoritetaan pyroteknisten laitteiden avulla.

Kuumoduulin massa Apollo 11 -lennon aikana oli 15 tonnia, josta 10,5 tonnia oli polttoainetta. Korkeus oli 7 m, halkaisija 4,3 m [1] [2] [3] .

Miehistön kouluttamiseksi moduulin manuaaliseen ohjaukseen kehitettiin simulaattori , joka pystyy luomaan olosuhteet Kuun gravitaatiokentässä pysymiselle maan päällä.

Lentoonlähtövaihe

Kuumoduulin lentoonlähtövaiheessa on kolme pääosastoa: miehistöosasto, keskiosasto ja takavarustelokero. Vain miehistöosasto ja keskiosasto on sinetöity; kaikkia muita Kuun avaruusaluksen osastoja ei ole sinetöity . Hermeettisen ohjaamon tilavuus on 6,7 m³, ohjaamon paine on 0,337 kg / cm², ilmakehä on puhdasta happea [4] .

Lentoonlähtövaiheen korkeus on 3,76 m, halkaisija 4,3 m. Rakenteellisesti lentoonlähtövaihe koostuu kuudesta solmupisteestä: miehistöosasto, keskiosasto, takavarustelokero, LRE - kiinnike, antenniteline, lämpö- ja mikrometeorin näyttö. Miehistöosasto on muodoltaan sylinteri, jonka vaaka-akseli (halkaisija 2,35 m, pituus 1,07 m, tilavuus 4,6 m³) on puolimonokokkimuotoinen , ja se on valmistettu hyvin hitsatuista alumiiniseoksista.

Kaksi astronautien työpaikkaa on varustettu ohjauspaneeleilla ja kojepaneeleilla, astronautien valjaat (he seisoivat), kahdella eteenpäin katsovalla ikkunalla, yläpuolella olevalla ikkunalla telakointiprosessin tarkkailuun ja kaukoputkella keskellä astronautien välissä. Kuun pintaan pääsemiseksi matkustamo oli täysin paineeton, koska siellä ei ollut ilmalukkoa . Moduulin autonomisen olemassaolon aika (rajoitettu ensinnäkin elämää ylläpitävien järjestelmien ja virtalähteen resurssilla) oli noin 75 tuntia.

• Paino polttoaineineen: 4670 kg.
• Ohjaamon ilmapiiri: 100 % happea, paine 33 kPa .
• Vesi: kaksi 19,3 kg:n säiliötä.
• Jäähdytysneste: 11,3 kg etyleeniglykoli -vesiliuosta .
• Lämpötilan säätö: yksi aktiivinen sublimaattori (lämmönvaihdin) "vesi-jää".
• Suuntausjärjestelmän moottorit (DSO):
  • Polttoaineen massa: 287 kg.
  • DSO:n lukumäärä ja työntövoima: 16 × 445 N neljässä kokoonpanossa.
  • DSO-polttoaine: typpitetroksidi  - hapetin; aerotsiini-50 ( epäsymmetrinen dimetyylihydratsiini + hydratsiini ) - polttoaine.
  • Ominaisimpulssi DSO: 2,84 km/s.
• Lentoonlähtömoottori:
  • Polttoaineen massa: 2353 kg.
  • Työntövoima: 15,6 kN .
  • Polttoaine: Typpitetroksidi/aerosiini-50.
  • Painejärjestelmä: 2 × 2,9 kg heliumsäiliöt, paine 21 MPa.
  • Ominaisimpulssi : 3,05 km/s (311 sekuntia).
  • Työntövoiman ja painon suhde lentoonlähdössä: 2,124.
• Lentoonlähtövaiheen ominaisnopeus ( delta-v ): 2220 m/s.
• Paristot: kaksi 28-32 volttia , 296 Ah , hopea-sinkki ; 56,7 kg kukin.
• Laivan verkko: 28 voltin tasavirta; 115 volttia, 400 Hz - AC.
• LRE RS-18 .

Laskeutumisvaihe

Kuumoduulin laskeutumisvaiheessa alumiiniseoksesta valmistetun ristin muotoisen kehyksen muodossa on propulsiojärjestelmä, jossa on STL :n laskeutuva rakettimoottori keskiosastossa [5] .

Neljässä osastossa, jotka muodostuvat keskusosaston ympärillä olevasta kehyksestä, asennetaan polttoainesäiliöt, happisäiliö, vesisäiliö, heliumsäiliö, elektroniset laitteet, navigointi- ja ohjausosajärjestelmä, laskeutumistutka ja akut.

Laskeutumislavalle asennettu nelijalkainen taitettava laskuteline imee iskuenergian aluksen laskeutumisen aikana kuun pinnalle romahtamalla laskutelineen teleskooppisiin jalkoihin asennettuja kennopatruunoita; Lisäksi iskua pehmentää hunajakennopäällysteiden muodonmuutos laskukantapäiden keskuksissa. Kolme neljästä kantapäästä on varustettu joustavalla alaspäin suunnatulla ja mittanauhan tavoin avautuvalla metallisondilla, joka ilmoittaa miehistölle hetkestä, jolloin rakettimoottori sammutetaan, kun se koskettaa kuun pintaa (sininen lamppu "kuukontakti"). Laskuteline on taitetussa tilassa, kunnes kuun laiva erotetaan komentoosastosta; Erottamisen jälkeen Kuu-aluksen miehistön komennolla squibs leikkaa molempien jalkojen tarkastukset ja jousien vaikutuksesta alusta vapautuu ja lukittuu. Lentoonlähtövaiheen lisäksi laskeutumislavaa ympäröi lämpö- ja mikrometeorisuoja, joka on valmistettu monikerroksisesta Mylarista ja alumiinista. Laskulavan korkeus 3,22 m, leveys (ilman laskutelinettä) 4,3 m.

Laskeutumisvaiheen ominaisuudet:

• Paino polttoaineineen: 10 334 kg.
• Vesihuolto: 1 säiliö, 151 kg.
• Polttoaineen ja hapettimen massa: 8165 kg.
• Moottorin työntövoima: 45,04 kN, kuristus 10-60 % täydestä työntövoimasta.
• Polttoainekomponentit: Typpitetroksidi/aerosiini-50.
• Tyhjennyssäiliö: 1 × 22 kg säiliö, lisäkaasu - helium, paine 10,72 kPa.
• Ominaisimpulssi: 3,05 km/s (311 sekuntia).
• Laskeutumisvaiheen ominaisnopeus (delta-v): 2470 m/s.
• Paristot: 4 (Apollos 9-14) tai 5 (Apollos 15-17) 28-32 V, 415 Ah, hopea-sinkki, kunkin paino 61,2 kg.

Ohjausjärjestelmä

Apollo-avaruusaluksen kuumoduulin ohjausjärjestelmä koostui seuraavista pääkomponenteista [6] [7] :

• hätäohjausosajärjestelmä;
• gyron stabilointi ;
• gyro foorumi näyttely teleskooppi;
• kohtaamis- ja laskeutumistutkat [8] ;
• kahvat laitteen manuaaliseen ohjaukseen;
• ohjaus- ja näyttöpaneeli;
• muuntimet "analoginen koodi" ;
• BTsVM ;
• muuntimet "koodi-analoginen" ;
• telemetria- ja aikapalvelu;
• moottorin ohjelmistot;
• nosto-, lasku- ja vakautusmoottorit;
• suunta- ja kulmanopeusindikaattorit;
• vaakasuuntainen nopeuden ilmaisin;
• hälytys.

Laskeutuminen ja nousu

Laskeutuminen

Ensin kuumoduuli ojensi laskeutumistelineen, telakoitui kiertoradalta, lensi 3 kilometriä, asettui avaruuteen siten, että astronautit olivat kasvot Kuun pintaa vasten jalat moduulin liikkeen suuntaan. Toisin sanoen astronauteille kuun pinta "lensi" alhaalta ylöspäin. Myöhemmin hän siirtyi laskeutumisradalle, käynnisti sitten moottorin ja laskeutui kiertoradalta. Lisäksi moduuli pyöri - astronautit olivat selkä Kuuhun päin ja, kuten ennenkin, jalat moduulin liikkeen suuntaan. Laskeutuakseen kuun moduulista tuli pystysuora, ja astronautit asettivat jalkansa kuun pintaan. Kun anturit koskettivat pintaa, moottori voitiin sammuttaa ja alus laskeutui.

Nouse

Kuussa olon jälkeen lentoonlähtöaste erottui laskeutumislavasta, käynnisti moottorin, lähti kiertoradalle ja telakoitui kiertoradalla olevaan alukseen. Astronautit siirtyivät lentoonlähtövaiheesta komentomoduuliin ja kantoivat näytteitä kuun maaperästä. Myöhemmin ilmaa poistettiin lentoonlähtövaiheesta ja se irrotettiin. Kun kiertoradalla oli poistunut, lentoonlähtövaihe käynnisti moottorin, poistui radasta ja kaatui kuuhun.

Kuumoduulien lennot

Kuvitukset

• LM-1

• LM-2

• LTA-2R

• LM-3

• LM-4

• LM-5

• LM-6

• LM-7

• LM-8

• LM-9

• LM-10

• LM-11

• LM-12

• Piirustus laitteiden sijainnista. Yleinen muoto. (1/2)

• Piirustus laitteiden sijainnista. Yleinen muoto. (2/2)

• Ohjauspaneelin piirustus

• Laskeutumisjalkojen suunnitelma

Muistiinpanot

1. ↑ Levantovsky, 1970 , s. 272.
2. ↑ Lunar Module -moduulin ja sen alijärjestelmien tekninen kuvaus Arkistoitu 14. tammikuuta 2009 Wayback Machinessa . NASA asiakirja
3. ↑ Apollo Lunar Module News Reference, 1974 .
4. ↑ Johnston, Richard S., Michel, Edward L., Smith, George B., Jr. Kaasumaisen ympäristön näkökohdat ja arviointiohjelmat, jotka johtavat avaruusalusten ilmakehän valintaan / NASA:n tekninen raportti NASA -TN-D-2506. 1. tammikuuta 1965
5. ↑ Tekninen raportti tutkimus- ja kehitystyöstä LRE Landing (LMDE). Arkistoitu 12. marraskuuta 2013 Wayback Machine TRW Systemsissä
6. ↑ Gorelik A. L., Butko G. I., Belousov Yu. A. Ajotietokoneet. - M . : Mashinostroenie, 1975. - 204 s.
7. ↑ Butko G. I., Ivnitsky V. A., Poryvkin Yu. P. Lentokoneiden ohjausjärjestelmien ominaisuuksien arviointi. - M . : Mashinostroenie, 1983. - 272 s.
8. ↑ Tutkan käsikirja. T. 3. Tutkalaitteet ja -järjestelmät. - M., Neuvostoliiton radio, 1979. - s. 462-473

Linkit

• Apollo-ohjelma Smithsonian Air and Space Museumin  verkkosivuilla
• Apollo Lunar Module News  Reference . - New York: Grumman Aerospace Corporation, 1974.
• Kelly, Thomas J. (2001). Moon Lander: Kuinka kehitimme Apollo-kuumoduulin (Smithsonian History of Aviation and Space Flight -sarja). Smithsonian Institute Press. ISBN 1-56098-998-X .
• Baker, David (1981). Miehitettyjen avaruuslentojen historia . Crown Publishers. ISBN 0-517-54377-X
• Brooks, Courtney J., Grimwood, James M. ja Swenson, Loyd S. Jr (1979) Chariots for Apollo: A History of Manned Lunar Spacecraft NASA SP-4205.
• Sullivan, Scott P. (2004) Virtual LM: Kuvallinen essee Apollon kuumoduulin suunnittelusta ja rakentamisesta . Apogee kirjat . ISBN 1-894959-14-0
• Stoff, Joshua. (2004) Moonships: The Grumman Lunar Module . Arcadia Publishing. ISBN 0-7385-3586-9
• Stengel, Robert F. (1970). Manual Attitude Control of the Lunar Module , J. Spacecraft and Rockets, Voi. 7, ei. 8, s. 941-948.
• Levantovsky VI Avaruuslennon mekaniikka alkeisesityksessä. - M .: Nauka, 1970. - 492 s.

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Britannica (verkossa)
Bibliografisissa luetteloissa	J9U : 987007538680505171 LCCN : sh85078854