Voskhod Spacecraft "Globus" Imp -навигационный инструмент

Инструменты Globus Imp были космическими навигационными инструментами, используемыми в советском и российском экипаже. Аббревиатура IMP проистекает из российского индикатора выражения выражения позиции в полете , но инструмент неофициально называется Globus . Он отображает надир космического корабля на вращающемся наземном мире . Он функционирует как на борту, автономный индикатор местоположения космического корабля относительно координат Земли. ^{[ 1 ]} Электромеханическое таких устройство в традиции сложных после Второй мировой войны, часов как Master Clocks , инструмент Globus IMP включает в себя сотни механических компонентов, общих для горологии . Этот инструмент является механическим компьютером для навигации, сродни Bombsight Norden . Он механически вычисляет комплексные функции и отображает свой выход с помощью механических смещений земного шара и других компонентов индикатора. Это также модулирует электрические сигналы из других инструментов.

IMP, в последовательно развивающихся версиях, использовалась в советских и русских космических миссиях с экипажами с момента первого в мире космического полета экипажа ( Юрий Гагарин , 12 апреля 1961 года) в каждой Vostok , Voskhod и Soyuz миссии до 2002 года.

Эта статья специально охватывает IMP -версию 3, используемую в Voskhod 1 , поскольку версия 3 была более широко документирована, чем более ранние версии, используемые во время миссий Vostok , и последующие версии для более сложного союза . Однако все версии IMP были относительно схожи в отношении проектирования, цели и работы.

Контекст и цель

Инструмент IMP *Globus* в навигационной панели Voskhod

Космический корабль Voskhod был вторым поколением космического корабля, разработанного в советской космической программе , по сути, адаптацией более раннего космического корабля Востока. Он выполнил две миссии экипажа, Voskhod 1 (первая в мире многокваренная миссия, запущенная 12 октября 1964 года) и Voskhod 2 (с участием первой в мире экстра-ве-вечерней деятельности , или EVA, обычно называемой космической прогулкой , запущенной 18 марта 1965 года). Космический корабль Voskhod - и его инструменты Globus Imp - является близким производным Vostok , который перевел шесть советских людей на орбиту с низкой землей , включая первого в мире человека в космосе, Юрий Гагарин и первую женщину в мире в космосе, Валентина Терешкова . Основное различие между версиями IMP 1 и 2 (космический корабль Vostok) и более поздние версии (Voskhod и Soyuz)-это добавление дискообразной долготы и индикаторов широты. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

Цели дизайна для ИМП - вычислить и отображать географические координаты на надире космического корабля , то есть, что указывает на поверхность Земли, он переполнял. Globus отобразил эти данные экипажу, а также передал электрические данные в другие системы посредством переменной сопротивления и активированного CAM переключения. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}^{[ Цитация необходима ]}

Производные ИМП Востока и Воскода были летали на каждом союзе космического корабля до последней из миссии Soyuz TM в апреле 2002 года. Основным функциональным дополнением к IMP -версиям, предназначенным для союза, была способность вручную изменить склонность орбиты. На Востоке и Воскоде склонность к экватору была постоянной на 65 градусах в силу ограничений проектирования бустера и географического положения космодрома Байконура, из которого была начата каждая советская и российская миссия экипажа, поэтому не было необходимости внедрять модуляцию склонности в версии 1 к 4 -м разме. ^{[ Цитация необходима ]}

Космический корабль Soyuz TMA и его преемники теперь предоставляют аналогичные функции с Globus , используя компьютеризированную карту мира на дисплеи компьютера. ^{[ 6 ]}

Ранние миссии в российском языке были в основном автоматизированы и контролировались из Центра управления миссией ( TSUP ). Космический корабль по существу контролировался, и космонавты должны были инициировать маневры или исправления только после одобрения MCC и в соответствии с его данными и параметрами. Таким образом, инструментария, доступная для пилота, была минимальной, и его оперативная значимость была ограничена сценариями на случай непредвиденных обстоятельств, насколько это возможно. Показания IMP были в основном предназначены для того, чтобы помочь пилотам Cosmonaut подтвердить, что автоматизированный секвенсор полета работал нормально. Данные также будут держать экипаж осведомлен о своей позиции, когда они вращались над ночной частью земли, или когда видопросмотр космического корабля и Взор Перископ не могли быть направлены на землю. ^{[ Цитация необходима ]}

Тем не менее, IMP станет решающим, если бы ручная ретроктуальная активация стала скомпрометирована из -за неудачи либо секвенсора полета, либо связи с управлением миссией, как это произошло на Voskhod 2 . Кроме того, учитывая нехватку советских коммуникационных станций на Земле, космонавты проводили большую часть своего времени вне диапазона с наземным контролем и необходимыми инструментами для оценки их положения относительно земли. ^{[ 1 ]}^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}

В отличие от этого, космические программы в США использовали аналогичный, механический позиционный показатель только в течение двух своих ранних миссий ртути, прежде чем отбросить его. К 1961 году в рамках проекта «Проект» Gemini Космическая программа US Crewed изменилась на полностью автономные цифровые компьютерные системы. Эти системы состояли из гироскопических платформ, цифровых компьютеров и систем проводки. ^{[ 9 ]} Первым является руководящий компьютер Близнецов . Компьютер был архитектурно похож на цифровой компьютер Saturn Launch Apence , в частности в наборе инструкций; Однако его интеграция схемы была менее продвинутой. ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} Позже, для программы Apollo NASA, под руководством Laboratory MIT Инструментальной лаборатории будет использовать первый цифровой компьютер с использованием интегрированных цепей Apollo Dulection Computer . ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}

Структура и материалы

Две основные приборные панели использовались для Vostok и Voskhod: панель управления с переключателями и вращающимися контроллерами, а также панель дисплея прибора (IDS, для системы дисплея прибора). ^{[ 2 ]} На космическом корабле Vostok и Soyuz панель IDS находится перед космонавтами, над экраном Vzor Periscope. Что касается Voskhod 1 и Voskhod 2, однако, дизайн миссии навязывается дизайнерам для пропагандистских мотивов ^{[ 1 ]} Если бы сиденья Cosmonauts вращались на 90 градусов по часовой стрелке, что сделало чтение и настройку панели IDS менее удобным. ^{[ Цитация необходима ]}

Разработанный для интеграции в нишу на панели дисплея прибора, объем инструмента IMP был о том, что у большого тостера [ширина: 24,8 см ( 9 + 3 ~ 4 дюйма), h: 22,2 см ( 8 + 3 ~ 4 дюйма), D: 14,6 см ( 5 + 3 ~ 4 дюйма )]. Это была выдающаяся особенность панели IDS. Передняя панель инструмента IMP служила структурной поддержкой для всех других компонентов; Он был сделан из толстого обработанного алюминиевого сплава со структурными выступами. ^{[ Цитация необходима ]} Механические компоненты были изготовлены из латуни, стали и алюминия; Сам глобус был изготовлен из алюминия, покрытого печатной бумагой, типичной методики производства наземных глобусов . Обложка была сделана из листа алюминиевого сплава и припаяна в форме. ^{[ Цитация необходима ]}

Как и большинство ранних кабинских инструментов космического корабля, Globus IMP был спроектирован и проверен на то, чтобы оставаться оперативным в полном вакууме, в случае случайного депрессирования салона.

Отображаются и настройки

Дисплеи

Земный глобус с диаметром 12,7 см (5 дюймов), ^{[ Цитация необходима ]} которые приближаются к шкале 1: 100 000 000, двигаясь в двух степенях свободы (вращение и наклон);
Два дисковых индикатора, по одному для долготы и широты, с отметками в градусах по их краям;
орбиты Счетчик с надписью «Витков» (количество революций) с тремя цифрами: две белые цифры для орбит и одна красная цифра для доли орбиты;
Индикатор подсветки под земным шаром, который при освещении отображал текст Мемора Покадки (место посадки).

Настройки пилота

Один переключатель (на отдельной панели управления) активирует инструмент; ^{[ 5 ]}
Один переключатель (на отдельной панели управления) активирует двигатель, который вытесняет индикаторы из фактического положения относительно Земли в прогнозируемую точку посадки или наоборот. ^{[ 5 ]}
Две концентрические ручки совместно мечены, аоррекхия (коррекция). Внутренняя ручка просто помечена С , П и Л (в центре, справа и слева). из этих трех позиций механически назначает внешнюю ручку, помеченную на месте и ; Выбор одного балюли ( направление вращения, меньше и больше), чтобы предварительно предъявить один из трех параметров орбитальных и три соответствующих однозначных показателя; ^{[ 5 ]}
Одна ручка, отмеченная э предустановки или сбрасывает индикаторы долготы, т.е. в экваториальной плоскости; ^{[ 5 ]}
Одна ручка, отмеченная предустановкой или сбрасывает позицию индикаторов вдоль орбиты; ^{[ 5 ]}
Одна ручка (отсутствует в изображении) предустановлен или сбрасывает счетчик орбиты.

Функции отображаются

Движущийся наземный глобус был защищен полусферическим прозрачным пластиковым куполом, на котором был выгравирован и напечатал поперечное зрение. При нормальных операциях точка, видимая под крестом, была точкой на Земле, которая находилась непосредственно под космическим кораблем в любой момент времени. Второй режим работы, активированный космонавтами, выдвинул земной шар до позиции, где космический корабль будет приземлиться, если в этот момент будут выпущены ретроркиты , чтобы повлиять на последовательность повторного входа, которая также зажгла индикатор попоада . Индикаторы широты и долготы также следовали этим двум режимам работы. ^{[ 2 ]}

По крайней мере, один глобус Voskhod IMP был настроен с белыми бумажными пулями, пронумерованными от 1 до 8, вместе с ненумерованными пулями. ^{[ 13 ]} Те, кто связан с радиосвязанными центрами, связанными с контролем миссий в Москве. Неснамеренные пули относятся к кораблям управления космическим управлением . ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]}

Операция

До запуска широта и долгота были скорректированы к предварительно рассмотренным координатам въезда в орбиту. Сразу после фазы запуска , как только орбита была установлена, ее параметры были точно измерены с помощью радиолокационной и радио -телеметрии с земли. Пересмотренные настройки для IMP были затем рассчитаны на земле и передавались экипажу, которые сбрасывают три параметры орбитальной коррекции прибора , экваториальная долгота и настоящая точка на орбите, используя две ручки , ручка и ручка . После этого космонавты переключали переключатель активации на левой панели управления. Это последнее действие соединило импульсы системы секвенсора полета с приводом соленоида прибора. Эти импульсы были затем преобразованы в медленный, обычный механический прогресс, который каскадировал через механические компоненты, что вызывает вычисления, необходимые для перемещения земного шара и других показателей. ^{[ Цитация необходима ]}

Между тем, переменные резисторы прибора и контакты с активированным CAM электрическим лезвием модулировали электрические сигналы от других электрических инструментов через космический корабль и его системы управления, кормив их аналоговым представлением о смещении космического корабля относительно координат Земли. С точки зрения проектирования систем, даже в начале 1960 -х годов примечательно, что механическая система, создаваемая важными, первичными данными электронных и электронных систем управления и телеметрии через космический корабль. ^{[ 13 ]}

Во время орбитальных операций экипаж периодически восстанавливал показания инструмента с помощью земли, сгенерированных данными во время передачи связи. На миссии Союз космический корабль обладает дополнительной возможностью выполнять орбитальные маневры , и параметры орбиты на инструменте IMP должны были быть соответствующим образом изменены для каждого маневрирования. ^{[ Цитация необходима ]}

Когда критическая операция ретророков Deorbit приближалась к подготовке к атмосферной входе , экипаж наблюдал за автоматической ориентацией космического корабля (функция системы управления отношением ), а затем переключала правильный переключатель на панели управления, чтобы «быстро» прибор IMP, чтобы отобразить прогнозируемую точку приземления. Затем экипаж готова реализовать ручной сжигание Deorbit, если автоматические системы не работали. ^{[ Цитация необходима ]}

Механический компьютер

Имп был подлинным механическим компьютером . Из инкрементного движения привода единственного соленоида, горологический механизм, полученный нерегулярными колебаниями, которые, в свою очередь, повернули глобус и варьировали его ось, а также переместили два цилиндрических индикатора для долготы и широты. Некоторые необычные замысловатые горологические устройства, обнаруженные в IMP, включают в себя сердечно- обойдные камеры, цилиндр кулачка в форме конуса с поперечным сечением кардиоида и «механическими выпрямителями», который превратил чередующее движение в аналогичное, но однонаправленное движение ( см. Иллюстрации ).

Единственным другим электрическим приводом, используемым в инструменте IMP, был двигатель, используемый для быстрого перехода механизма от фактического точки до надира до ожидаемой точки приземления, примерно на 120 градусов дальше на восток. ^{[ 3 ]}

Производство, сохранение и публичное показ

Было построено несколько десятков образцов в большинстве версий 3 и 4 приборов Voskhod Globus , в том числе два пролетающих во время миссий Voskhod 1 и Voskhod 2 , испытательных статей и единиц, выполненных в беспилотных миссиях. Многие из них выставляются в различных русских аэрокосмических музеях (иногда ошибаются как Vostok Imp Instruments), в то время как некоторые из них, как известно, находятся в коллекциях артефактов, связанных с отдельными лицами. Кроме того, неизвестное количество подразделений все еще может принадлежать к поместью бывших советов и чиновников. Смитсоновского учреждения Национальный музей авиационной и космической космос в Вашингтоне (США) демонстрирует несколько космических кораблей Союз, чей глобус все еще на месте, но их панели инструментов не видны для посетителей. В музее также демонстрируется космический корабль TKS с союз-версией инструмента IMP, чьи панели и глобус можно увидеть через иллюминатор.

Связанные с пространством артефакты доступны для покупки на сайтах онлайн-аукциона , на специализированных аукционах и через специализированных дилеров. Тем не менее, такие предметы, как Globus Instruments, редко появляются на рынке. ^{[ 13 ]}

Одним из образцов инструмента Voskhod Globus IMP является свойство канадского коллекционера артефактов, связанных с космическим пространством, Франсуа Гуай. В настоящее время (2020) принадлежит одному из главных коллекционеров космических аппаратных оборудования в мире, базирующемся в Соединенных Штатах. ^{[ 15 ]} Он был выставлен на временных выставках, в частности в Национальном музее часов и часов в Колумбии, Пенсильвания, США, ^{[ 16 ]} и в Космическом научном центре Космодома в Лавале, Квебек, Канада.

Иллюстрации

Элементы механических вычислений

Рис.1
Рис.2
Рис.3

Смотрите также

Земный глобус
Вошход 1
Вошход 2
Rocket Voskhod , пусковая установка, используемая с космическим кораблем Voskhod
Программа Voskhod , в том числе отмененные миссии с экипажем
Космический корабль Voskhod , для которого был специально построен Globus IMP 3
Космический корабль Vostok , инструментальный с передними версиями IMP

Ссылки

^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в Siddiqi, Asif (2003). Sputnik и советский космический соревнование . США: Университетская пресса Флориды . п. 196. ISBN 978-0-8130-2627-5 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в Тяпченко (Tiapchenko), Юрий Александрович (Yurii A.). "Information Display Systems for Russian Spacecraft: An Overview" . Computing in the Soviet Space Program (Translation from Russian: Slava Gerovitch) .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Тяпченко (Tiapchenko), Юрий Александрович (Yurii A.). "Системы отображения информации космических кораблей "Восток" и "Восход" " .
^ Siddiqi, Asif (2003). Sputnik и советский космический соревнование . США: Университетская пресса Флориды. с. 200, 201. ISBN 978-0-8130-2627-5 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон Collins, Amy Kyra. "The Panels of the Spacecraft Vostok " . Vostok Control and Instrument Panel Site СОИ кк «Восток» .
^ Тиапченко, Юрий. «Информационные системы для российского космического корабля: поколения III, IV и V» . Вычисление в советской космической программе (перевод: Слава Герович) .
^ Воробей, Джайлс (2007). Космический полет . Великобритания: Дорлинг Киндерсли . С. 320 . ISBN 978-0-7566-5641-6 .
^ Воробей, Джайлс (2008). Завоевание ESPACE (LA) . Канада: ERPI ISBN 978-2-7613-2726-8 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} НАСА C-119162 Руководство по ознакомлению проекта Gemini, 1963, McDonnell, https://www.ibiblio.org/apollo/documents/geminimanualvol1sec2.pdf
^ CR-123823, 63-928-130, «Отчет об исследовании IBM Apollo, том II: LVDC», том II II, 01.10.1963, от IBM Federal Systems Division https://www.ibiblio.org/apollo/documents/ibmstudyreport-63-928-130-volume2.pd .
^ Холл, Элдон С. (1996), Путешествие на Луну: История руководящего компьютера Аполлона , Рестон, Вирджиния, США: AIAA , p. 196, ISBN 1-56347-185-х
^ Бурика, Эндрю Дж. (2015). «Глава 3: Роль НАСА в производстве интегрированных цепей». В Дике, Стивен Дж. (Ред.). Исторические исследования в области социального воздействия космического полета (PDF) . НАСА . С. 149–250. ISBN 978-1-62683-027-1 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} music_space. « Исследование и демонстрация Voskhod Globus » . Аппаратные и пролеченные предметы .
^ Collins, Amy Kyra. "Ground support" . Amy's Spacecraft Vostok Control and Instrument Panel Site СОИ кк «Восток» .
^ «Тема: исследование и выставка Voskhod Globus (ищите космический корабль)» .
^ «Время и экспонаты - NWCM» . п. 52

Внешние ссылки

[Siddiqi01-1] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в Siddiqi, Asif (2003). Sputnik и советский космический соревнование . США: Университетская пресса Флориды . п. 196. ISBN 978-0-8130-2627-5 .

[Yurii01-2] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в Тяпченко (Tiapchenko), Юрий Александрович (Yurii A.). "Information Display Systems for Russian Spacecraft: An Overview" . Computing in the Soviet Space Program (Translation from Russian: Slava Gerovitch) .

[Yurii02-3] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Тяпченко (Tiapchenko), Юрий Александрович (Yurii A.). "Системы отображения информации космических кораблей "Восток" и "Восход" " .

[SiddiqiASC-4] Siddiqi, Asif (2003). Sputnik и советский космический соревнование . США: Университетская пресса Флориды. с. 200, 201. ISBN 978-0-8130-2627-5 .

[KyraPanels-5] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон Collins, Amy Kyra. "The Panels of the Spacecraft Vostok " . Vostok Control and Instrument Panel Site СОИ кк «Восток» .

[Yurii03-6] Тиапченко, Юрий. «Информационные системы для российского космического корабля: поколения III, IV и V» . Вычисление в советской космической программе (перевод: Слава Герович) .

[ErpiAn-7] Воробей, Джайлс (2007). Космический полет . Великобритания: Дорлинг Киндерсли . С. 320 . ISBN 978-0-7566-5641-6 .

[ErpiFr-8] Воробей, Джайлс (2008). Завоевание ESPACE (LA) . Канада: ERPI ISBN 978-2-7613-2726-8 .

[ibiblio.org-9] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} НАСА C-119162 Руководство по ознакомлению проекта Gemini, 1963, McDonnell, https://www.ibiblio.org/apollo/documents/geminimanualvol1sec2.pdf

[10] CR-123823, 63-928-130, «Отчет об исследовании IBM Apollo, том II: LVDC», том II II, 01.10.1963, от IBM Federal Systems Division https://www.ibiblio.org/apollo/documents/ibmstudyreport-63-928-130-volume2.pd .

[Hall-1996-11] Холл, Элдон С. (1996), Путешествие на Луну: История руководящего компьютера Аполлона , Рестон, Вирджиния, США: AIAA , p. 196, ISBN 1-56347-185-х

[12] Бурика, Эндрю Дж. (2015). «Глава 3: Роль НАСА в производстве интегрированных цепей». В Дике, Стивен Дж. (Ред.). Исторические исследования в области социального воздействия космического полета (PDF) . НАСА . С. 149–250. ISBN 978-1-62683-027-1 .

[cSGlobus-13] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} music_space. « Исследование и демонстрация Voskhod Globus » . Аппаратные и пролеченные предметы .

[KyraGround-14] Collins, Amy Kyra. "Ground support" . Amy's Spacecraft Vostok Control and Instrument Panel Site СОИ кк «Восток» .

[CSpage02-15] «Тема: исследование и выставка Voskhod Globus (ищите космический корабль)» .

[NwcmExhibit-16] «Время и экспонаты - NWCM» . п. 52

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]