ST-124-M3 inertial platform
Инерционная платформа СТ-124-М3 представляла собой устройство для измерения ускорения и ориентации ракеты -носителя «Сатурн-5» . Его носил инструментальный блок Сатурн V , секция Сатурна V высотой 3 фута (0,91 м) и диаметром 22 фута (6,7 м), которая помещалась между третьей ступенью (S-IVB) и космическим кораблем Аполлон. . Его номенклатура означает «стабильный стол» (ST) для использования в лунной миссии (M), и он имеет 3 подвеса. [1]
Разработка
[ редактировать ]Это был номер 124 в серии подобных аппаратов, включая ST-80 (использовался в « Редстоуне» ), ST-90 (использовался на « Юпитере» и в первых полетах «Сатурна I» ) и ST-120 (использовался в « Першинге»). ракета). Они являются потомками системы наведения Siemens Vertikant LEV-3 немецкой ракеты Фау-2 . [2] ST-124 был разработан Центром космических полетов Маршалла и изготовлен корпорацией Bendix , подразделением Eclipse-Pioneer , в Тетерборо, штат Нью-Джерси. На сборку ST-124 у девяти человек ушло от 22 до 24 недель, причем 70 процентов этого времени было потрачено на установку около 3000 проводов. [1]
История миссии
[ редактировать ]Стабилизированная платформа ST-124 была частью системы наведения, навигации и управления Saturn V. Данные ST-124 использовались цифровым компьютером ракеты-носителя (еще один компонент приборного блока) для сравнения фактических данных полета с запрограммированным полетом. планов и расчета поправок наведения. Хотя ST-124 работал на протяжении всего полета, его данные не использовались для наведения, пока аппарат находился в атмосфере, где он подвергался воздействию высоких сил сопротивления. В этом регионе, в основном во время горения первой ступени, аппарат следовал простому заранее запрограммированному плану полета. [3] Фрэнк Корнелла доставил инструменты (гироскопы и акселерометры) из Тетерборо, штат Нью-Джерси, в Центр космических полетов Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама. [ нужна ссылка ] .
Внутренние детали
[ редактировать ]Положение аппарата измерялось относительно системы координат, которая была зафиксирована непосредственно перед запуском с координатой X вертикальной, координатой Z в направлении маневра по тангажу (вниз по дальности, примерно на восток) и координатой Y, перпендикулярной два других пересекают ареал примерно с севера на юг. В основе ST-124 была платформа, удерживавшаяся в фиксированном положении; отсюда и название «стабилизированная платформа». Он был соединен тремя подвесами , которые позволяли машине катиться, наклоняться и рыскать, но устойчивая платформа удерживалась неподвижной в пространстве, пока машина перемещалась по курсу.
Платформу стабилизировали три установленных на ней гироскопа . Один измерил любое вращение вокруг оси X, один вокруг оси Y и один вокруг оси Z. Они генерировали сигналы, которые формировались в цепях обратной связи и отправлялись обратно к крутящим устройствам на внутреннем, среднем и внешнем подвесах, которые точно противодействовали вращениям, обнуляя выходы гироскопа и сохраняя устойчивость платформы.
Внутренний подвес также нес 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 перед запуском, а призмы использовались для выравнивания осей Y и Z непосредственно перед запуском. Призмы отражали инфракрасные лучи, посылаемые в ST-124 теодолитом, установленным на земле в 700 футах от стартовой площадки. Команды от теодолита передавались по кабелям внутри корабля на крутящие устройства ST-124 для ориентации устойчивой платформы по правильному азимуту .
Гироскопы, акселерометры и маятники содержали почти без трения азотные подшипники . Это требовало очень точной обработки и очень маленьких зазоров между несущими поверхностями. Размеры выдерживались с допуском 20 микродюймов (0,5 мкм). [4] а зазор, заполненный азотом, составлял около 600–800 микродюймов (15–20 мкм). [5] Азот поступал в гироскопы под давлением около 15 фунтов на квадратный дюйм и выбрасывался 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.
СТ-124 включал в себя множество компонентов из анодированного бериллия . Этот материал был выбран из-за его жесткости, легкого веса, обрабатываемости и стабильности. Корпус ST-124 представлял собой короткий цилиндр высотой 7,5 дюймов (19 см) и диаметром 21 дюйм (53 см), изготовленный из бериллия. Торцы цилиндра закрывались двумя алюминиевыми крышками примерно полусферической формы. Подвесы и некоторые части гироскопов и акселерометров также были изготовлены из бериллия.
В отличие от бериллия, который легкий, роторы гироскопов были изготовлены из эльконита — очень плотного и прочного сплава. Это спеченная форма меди и вольфрама , W90/Cu10, пригодная для механической обработки. [ нужны разъяснения ]
Тепло, выделяемое торсионными двигателями и другим электрооборудованием внутри СТ-124, отводилось охлаждающими змеевиками, встроенными в алюминиевые крышки. Смесь метанола и воды при температуре 15 °C (59 °F) циркулировала по змеевикам. Внутренняя температура ST-124 стабилизировалась на уровне около 42 °C (108 °F). [6]
Галерея
[ редактировать ]
Рисунок СТ-124М из технического руководства по БК
Поздняя 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 Honeywell Defense Avionics Systems в Тетерборо, штат Нью-Джерси.
Внутренний цилиндр гироскопа AB5-K8 в сборе
Газоподшипниковый узел гироскопа AB5-K8
гироскоп АБ5-К8
Чертеж гироскопа АБ5-К8 в разрезе.
Внутренний и средний подвесы
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Платформа в форме шара удерживает Аполлон на цели». Новостное бюро Bendix Corporation.
- ^ Бильштейн 1980 , стр. 243–253.
- ^ Haeussermann 1970 , с. 1.
- ^ Томасон 1965 , с. 53: «Гильза, концевые пластины и цилиндр были изготовлены из бериллия с допусками механической обработки 20 микродюймов по округлости и 20 микродюймов/дюйм по прямоугольности».
- ^ Haeussermann 1970 , с. 20: Газосодержащий воздушный зазор 0,0015–0,002 см (0,000591–0,000787 дюймов; 591–787 микродюймов).
- ^ Томасон 1965 , с. 10.
Библиография
[ редактировать ]- Бильштейн, Роджер Э. (1980). «8: От оформления заказа до запуска: типичный компьютер». Этапы пути к Сатурну: технологическая история ракет-носителей «Аполлон/Сатурн» . Серия историй НАСА. НАСА. стр. 243–253. hdl : 2060/19970009949 . ISBN 0-16-048909-1 . НАСА СП-4206; 97Н-15592.
- Хойсерманн, Вальтер (июль 1970 г.). Описание и характеристики системы навигации, наведения и управления ракеты-носителя «Сатурн» (Отчет). НАСА. hdl : 2060/19700023342 . НАСА TN-D-5869; 70Н-32653.
- Томасон, Герман Э. (сентябрь 1965 г.). Общее описание системы инерциальной платформы СТ-124М (Отчет). НАСА. hdl : 2060/19650024833 . НАСА TN-D-2983; 65Н-34434. Здесь более четкие цифры, чем в большинстве PDF-документов о МЕ, и обеспечивается лучший обзор внутренностей гироскопов и газовых подшипников.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Справочник по системе Astronics: Ракеты-носители Сатурна . Корпорация IBM, Лаборатория астрионики. 1 ноября 1968 г. MSFC № IV-4-401-1; ИБМ №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. hdl : 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 подвесами, тогда как летающая версия имела только три подвеса.
- О'Коннор, Би Джей (1964). Описание инерциально-стабилизированной платформы СТ-124М и ее применение на ракете-носителе «Сатурн-5» . Герман-Оберт-Гезельшафт . 26 июня 1964 года. Дармштадт, Германия. Подразделение навигации и управления Bendix Corporation.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с инерциальной платформой СТ-124-М3, на Викискладе?
