Исследовательский аппарат для посадки на Луну компании Bell Aerosystems ( LLRV , по прозвищу « Летающая кровать ») [1] представлял собой программу эпохи проекта «Аполлон» по созданию симулятора высадки на Луну . LLRV использовались FRC, ныне известным как Центр летных исследований Армстронга НАСА , на базе ВВС Эдвардс в Калифорнии для изучения и анализа методов пилотирования, необходимых для полета и посадки лунного модуля «Аполлон» в условиях низкой гравитации Луны. [2]
Исследовательские аппараты представляли собой машины с вертикальным взлетом, в которых использовался один реактивный двигатель, установленный на подвесе так, что он всегда был направлен вертикально. Он был настроен так, чтобы снизить 5/6 веса корабля, и в нем использовались ракеты на перекиси водорода, которые могли довольно точно имитировать поведение лунного посадочного модуля.
Успех двух LLRV привел к созданию трех учебных аппаратов для приземления на Луну ( LLTV ), улучшенной версии LLRV, для использования астронавтами Аполлона в Центре пилотируемых космических кораблей в Хьюстоне, штат Техас, предшественнике Космического центра НАСА имени Джонсона . Один LLRV и два LLTV были уничтожены в результате крушения, но система катапультного кресла ракеты во всех случаях благополучно спасла пилота.
Заключительный этап каждой посадки Аполлона пилотировался вручную командиром миссии. Из-за проблем с выбором места посадки Нил Армстронг , командир «Аполлона-11» , заявил, что его миссия не была бы успешной без тщательного обучения работе с LLTV. Отбору на обучение LLTV предшествовало обучение на вертолете. В интервью 2009 года астронавт Курт Мишель заявил: «Что касается воздушных судов, вертолет по своим характеристикам был наиболее близок к лунному посадочному модулю. Так что, если вы не прошли обучение на вертолете, вы знали, что не полетите. отдал его». [3] Даже Том Стаффорд и Джин Сернан не прошли обучение LLTV для своей миссии «Аполлон-10» , которая была первым полетом лунного модуля на Луну, потому что у НАСА «не было планов приземлиться на Аполлон-10», поэтому «не было нет никакого смысла в… обучении в LLTV». Сернан прошел эту подготовку только после того, как был назначен резервным командиром « Аполлона-14» , а в 1972 году был последним, кто управлял LLTV во время обучения в качестве командира « Аполлона-17» , последней посадочной миссии. [4]
Построенные из ферм из алюминиевого сплава , LLRV были оснащены турбовентиляторным двигателем General Electric CF700-2V с тягой 4200 фунтов силы (19 кН), установленным вертикально на подвесе . Двигатель поднял аппарат на испытательную высоту, а затем снова заглушил его, чтобы выдержать пять шестых веса аппарата, имитируя пониженную гравитацию Луны. Две подъемные ракеты с перекисью водорода с тягой, которую можно было варьировать от 100 до 500 фунтов силы (от 440 до 2200 Н), обеспечивали скорость снижения и горизонтальное движение корабля. Шестнадцать меньших по размеру двигателей, работающих на перекиси водорода, установленных парами, позволяли пилоту контролировать тангаж, рысканье и крен.
Пилот имел катапультируемое кресло . При активации он отбросил пилота вверх от корабля с ускорением, примерно в 14 раз превышающим силу тяжести, примерно на полсекунды. С земли этого было достаточно, чтобы поднять кресло и пилота на высоту около 250 футов (80 м), где парашют пилота мог быть автоматически и успешно раскрыт. Произведенное компанией Weber Aircraft LLC , это было одно из первых катапультных кресел с нулевой нулевой скоростью , способное спасти оператора, даже если самолет неподвижно стоял на земле, что было необходимо, учитывая низкую и медленную дальность полета LLRV. [5] [6] [7]
После концептуального планирования и встреч с инженерами Bell Aerosystems, Буффало, Нью-Йорк, компании, имеющей опыт разработки самолетов вертикального взлета и посадки ( VTOL ), в декабре 1961 года НАСА заключило с Bell контракт на исследование на сумму 50 000 долларов. В результате этого исследования штаб-квартира НАСА одобрила концепцию LLRV, в результате чего 1 февраля 1963 года с Bell был заключен производственный контракт на сумму 3,6 миллиона долларов на поставку первого из двух транспортных средств для летных исследований в FRC в рамках 14 месяцев.
LLRV-1 был отправлен из Bell в FRC в апреле. Тогда же была отгружена и LLRV-2, но по частям. Из-за потенциального перерасхода средств директор FRC Пол Бикл решил собрать и протестировать его в FRC. Акцент тогда был сделан на LLRV-1. Впервые его подготовили к полету на наклоняемом столе, построенном в FRC, чтобы оценить работу двигателя без фактического полета. Затем сцена переместилась в район старой Южной базы Эдвардс.
Первые три полета №1 были совершены 30 октября 1964 года старшим летчиком-исследователем FRC Джо Уокером . Он продолжал пилотировать ряд полетов до декабря 1964 года, после чего полеты были разделены с Доном Малликом, также пилотом-исследователем FRC, и Джеком Клювером, старшим летчиком-испытателем вертолетов армии. Ознакомительные полеты также совершили пилоты Центра пилотируемых космических кораблей НАСА (позже Космический центр Джонсона) Джозеф Альгранти и Х.Э. Рим.
Позже в кабины обоих LLRV были внесены изменения, чтобы лучше имитировать настоящий Лунный модуль. В их число входило добавление трехосного ручного контроллера и дроссельной заслонки LM. Также было добавлено ограждение 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 в январе 1967 года - машина №2. За предыдущие два года было совершено в общей сложности 198 полетов LLRV-1 и LLRV. шесть полетов LLRV-2 были совершены без серьезных происшествий.
Первый полет LLRV Нил Армстронг совершил на машине №1 27 марта 1967 года с ее базы на углу базы ВВС Эллингтон , штаб-квартиры авиационных операций Космического центра Джонсона. Джо Алгранти, начальник отдела эксплуатации самолетов АО, и летчик-испытатель Х.Э. Рим также совершили полеты в этом месяце. Оба, как и Армстронг и другие астронавты, заметили, что в случае возникновения серьезной проблемы 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) из-за проблем с управлением, и у него было около четырех секунд на полном парашюте, прежде чем он приземлился на землю невредимым. LLRV-1 был потерян. [8] Комиссия по расследованию несчастного случая установила, что топливо для двигателей ориентации транспортного средства закончилось, и что основным фактором был сильный ветер. В результате руководство АО решило прекратить дальнейшие полеты LLRV, поскольку первый LLTV должен был быть отправлен из Белла в Эллингтон для начала наземных и летных испытаний.
LLRV-2 (NASA 951) в конечном итоге был возвращен в Центр летных исследований Армстронга , где выставлен как артефакт, свидетельствующий о вкладе центра в программу «Аполлон». [8]
Переговоры между АО и Bell Aerosystems о трех LLTV (LLTV-1–3), улучшенной учебной версии LLRV, были начаты в октябре 1966 года, а в марте 1967 года был наконец подписан контракт на сумму 5,9 миллиона долларов на три машины .
В июне 1968 года первая машина (LLTV-1) была доставлена компанией Bell в Эллингтон для начала ее наземных и летных испытаний Отделом эксплуатации самолетов (AOD) АО. Глава AOD Джо Альгранти был главным летчиком-испытателем его первого полета в августе 1968 года. Летные испытания продолжались до 8 декабря, когда Альгранти потерял контроль над LLTV-1 во время полета по расширению диапазона скорости машины. [8] [10] Ему удалось катапультироваться всего за три пятых секунды до того, как машина упала на землю, что, как полагают, произошло в результате его попытки восстановить контроль.
Расследование происшествия показало, что наземные диспетчеры решили не отслеживать в реальном времени подруливающие устройства, которые контролировали рыскание корабля, и на скорости, с которой летел Альгранти, двигатели были подавлены аэродинамическими силами LLTV, в результате чего Альгранти проиграл. контроль. Из-за жестких ограничений стоимости LLRV и LLTV от испытаний в аэродинамической трубе отказались в пользу тщательных летных испытаний для оценки аэродинамических характеристик транспортных средств. Однако после рассмотрения результатов расследования крушения было решено, что третий LLTV (LLTV-3) будет загружен в Super Guppy НАСА и доставлен в Исследовательский центр Лэнгли в Вирджинии для испытаний в полномасштабной аэродинамической трубе. Испытания начались 7 января 1968 года и закончились через месяц, 7 февраля.
Быстро установили, что причиной расхождения стала пенопластовая перегородка кабины. Когда угол бокового скольжения корабля достиг минус двух градусов, быстро нарастала сила рыскания, которая превысила способность противодействовать подруливающим устройствам. Решением было просто снять верхнюю часть корпуса, тем самым проветрив его и устранив чрезмерную силу отклонения. По результатам аэродинамической трубы также удалось разработать предварительный диапазон полета LLTV, определяющий его допустимую максимальную скорость полета при различных углах атаки и скольжения. Однако все это пришлось проверять летными испытаниями, поскольку в тоннеле получить достоверные данные при работающем двигателе не удалось.
Совет высокого уровня по проверке готовности к полетам LLTV был назначен 5 марта 1969 года директором АО доктором Робертом Гилрутом . В его состав входили он в качестве председателя и члены правления Крис Крафт , руководитель отдела операций миссии; Джордж Лоу , руководитель программы «Аполлон» АО; Макс Фагет , технический директор АО, и астронавт Дик Слейтон , директор по работе летного экипажа. Комиссия рассмотрела результаты испытаний в аэродинамической трубе и 30 марта дала добро на возобновление испытательных полетов LLTV-2. [8] Испытательная программа из 18 полетов, выполненных HE Ream, была успешно завершена 2 июня. Таким образом, за месяц до запуска «Аполлона-11» Армстронг смог завершить летную подготовку на LLTV. После возвращения он прокомментировал:
Eagle (Лунный модуль) летал очень похоже на учебную машину для приземления на Луну, на которой я летал более 30 раз на базе ВВС Эллингтон недалеко от Космического центра. В тренажере я совершил от 50 до 60 приземлений, и конечная траектория полета до приземления была очень похожа на ту, по которой я летал на практике. Это, конечно, вселило во меня большую уверенность — комфортное знакомство.
В официальной биографии Армстронга « Первый человек: жизнь Нила А. Армстронга» 2005 года цитируется, что астронавт Билл Андерс описывает LLTV как «мало невоспетого героя программы Аполлон». Хотя Армстронгу пришлось катапультироваться из LLRV, ни одному другому астронавту никогда не приходилось катапультироваться из LLTV, и каждый пилот лунного модуля в последней миссии Аполлона-17 тренировался в LLTV и успешно приземлился на Луне.
В январе 1971 года LLTV-2 был уничтожен во время испытаний крупной модификации компьютерной системы. Его летчик-испытатель Стюарт Присутство смог благополучно катапультироваться. [8]
Джин Сернан пилотировал уцелевший корабль LLTV-3 13 ноября 1972 года, за три недели до Аполлона-17. [8] LLTV-3 (NASA 952) сейчас экспонируется в Космическом центре Джонсона . [8]
Для LLRV и LLTV существовало два различных режима полета. В базовом режиме двигатель был зафиксирован так, чтобы он оставался «нормальным» по отношению к кузову.
В подвесном «режиме Lunar Sim» турбовентиляторный двигатель со свободным подвесом мог поворачиваться и оставался направленным вниз, к центру масс Земли, независимо от положения LLRV; это позволило аппарату наклоняться под гораздо большими углами, которые были бы типичны для зависания и маневрирования над лунной поверхностью. Несмотря на свой неуклюжий внешний вид, LLRV был оснащен весьма сложным набором первых датчиков (в основном доплеровского радара ) и вычислительной аппаратуры. У системы не было конкретного названия, но производимый ею эффект назывался «Режим Лунного Симуляции». [11] Это была высшая степень аппаратного моделирования. Это не была система, призванная разгрузить пилота, как это делает автопилот , и она не предназначалась для обеспечения какой-либо безопасности или экономии.
Режим Lunar Sim также можно рассматривать как смесь повышения устойчивости, перерасчета вертикального ускорения в соответствии с постоянной гравитации Луны, за которыми следуют мгновенные корректирующие действия. Режим Lunar Sim Mode LLRV даже мог корректировать порывы ветра в течение миллисекунд, поскольку они испортили бы впечатление отсутствующей атмосферы.
Комментарии летчика-испытателя FRC Дона Маллика после первого полета корабля в режиме имитации Луны иллюстрируют опыт пилотирования LLRV: [12]
В качестве общего утверждения относительно способности перевода на Земле по сравнению с способностью перевода в лунной модели; автомобиль превращается из автомобиля с очень положительной высокой реакцией в автомобиль с очень низкой или слабой реакцией. Я уверен, что благодаря тренировке и опыту пилот сможет улучшить общие характеристики транспортного средства, как только он адаптируется к доступным низким поступательным ускорениям, а также к задержке, которая следует за этим, а также к предвкушению, необходимому для правильного управления. автомобиль. Даже при такой подготовке пилот сталкивается с ситуацией, когда его характеристики поступательного маневрирования отклоняются примерно на 5/6 от показателей на земле, что является заметным изменением.
Дик Слейтон , тогдашний главный астронавт НАСА , позже сказал, что не было другого способа смоделировать высадку на Луну, кроме как с помощью полета на LLRV.
Общие характеристики
Производительность
Электронная система управления лунной учебно-тренировочной машиной была разработана для НАСА компанией Bell Aerosystems , Inc., инженерные мощности которой расположены в Ниагара-Фолс , штат Нью-Йорк . LLTV был аппаратом второго поколения после исследовательского корабля для приземления на Луну, который использовался астронавтами программы НАСА «Аполлон» для развития навыков пилотирования. LLTV предоставил командирам программы «Аполлон» возможность испытать характеристики полета, связанные с условиями гравитации 1/6 на Луне. Первая машина LLTV была собрана на базе ВВС Эллингтон в Хьюстоне, штат Техас, в 1967 году. Три машины LLTV в конечном итоге были доставлены на авиабазу Эллингтон. Последний оставшийся из трех аппаратов LLTV выставлен в Центре космических кораблей Джонсона в Хьюстоне, штат Техас.
Электронная система управления была спроектирована с резервными каналами, в которых использовалась логика 2 из 2. Выходы каждого основного 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, в которых использовались модули транзисторных усилителей Burr-Brown и другие аналоговые компоненты.
Две из пяти машин выжили:
Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи
Связанные списки
