军事评论

月亮船

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Н1-Л3项目对于一个企业来说太大了(在美国,Apollo拥有的不仅仅是20000组织)。 OKB-1 Korolev被任命为Н1-Л3的首席执行官。 月球船本身受委托开发OKB-586(第聂伯罗彼得罗夫斯克的Yuzhnoye设计局),并且Yangel被任命为该部门的负责人。

总的来说,H1-L3项目于今年12月30 1964完成,同时确定了所有阶段实施的初步截止日期。 HNNUMX的首次发射将在1年度开始,月球上的第一个宇航员可能会在1966-1967年度登陆,这将有可能领先于在68年度任命登陆的美国人。

但是当Yuzhny开始详细研究月球船时,事实证明先前对LC质量的估计结果被大大低估了,并且不可能保持在之前确定的质量范围内。 这是因为草案方法中的LC过于粗略。 例如,在着陆期间设备的水平速度实际上不允许计划安装在LC上的雷达高度计来确定实际高度。 在30-40 m / s中的一个航段上估算的设备速度实际上是200-300 m / s。 在第一个版本中,LC仅重量为2.2吨,它是专为两个人设计的。 为了消除这些和其他缺点,我们不得不将车辆的质量增加到5.5 t,并将机组减少到一个人。

最初,Yangel想在月球舱里为第二位宇航员留出空间,但事实证明这是不可能的。 减重是设计师面临的主要任务,因为每项创新都会使月球船的重量减轻一公斤,并获得了60卢布的奖金。 改进轨道部分的某些系统,可以仅减少500 kg的质量。

在分离块D之后确定当前速度和高度也证明是有问题的。 所需的燃料量和所有相关参数,例如燃料箱的位置和形状,取决于该系统的工作效率。

创建的雷达系统被称为“行星”。 她有四根天线。 前三个产生的光束通过120 o彼此间隔开,并且通过改变由于多普勒效应引起的信号频率,可以精确地确定船的水平速度。 第四天线垂直于表面定向并用于确定高度。 这样的系统结果相对简单可靠,虽然它不能达到预期的目的,但在AMC E-8飞行期间(将月球土壤自动输送到地球),Planet显示了其可靠性。

当在MiG-17上进行雷达测试时,发现了一些已经解决的问题。 由于受到限制,Mishin(继续为已故的Korolev工作)只允许你放置280千克备用燃料,这也延迟了高度计雷达的制造,现在必须非常准确地测量以避免燃料超支。

在1967中,Yangel先生通知Mishin月球船早于1971(即延迟三年)。 在1968中,程序再次发生变化。 最初计划在月球赤道降落,即 月球轨道船将处于赤道轨道,每小时都会飞过月球舱的着陆点。 这极大地促进了车辆的收敛和对接,但与此同时,最有趣的着陆场所并不总是恰好位于赤道上。 在选择另一个地方的情况下,接近月球舱(从月球发射后)和月球轨道船(能够超过着陆点2-3次)的过程更加复杂。 在这种情况下,有三种选择:

月球船配备了精确的惯性导航系统,允许您在环形轨道上进行复杂的机动,以便与轨道船对接。
从地面发射后,月球逐渐改变其轨道,直到它与轨道飞行器结合。 在这种情况下,不需要复杂的导航设备。
月球在从月球开始之前计算了和解的轨迹,并且从其表面开始,根据计算的方案进行对接。
美国人选择了第一种选择,在苏联计划中他们更喜欢第二种选择。 对接将在25-30 km的海拔高度进行。 由于数字计算机不能用于这些目的(因为它不存在),因此开发了一种模拟系统,用于计算轨道的必要元素和开启推进系统的时刻。 这种月球船系统已经建立并且非常有效。
与这些任务相反,维持质心的任务非常困难。 质心不应超过3 cm(!)。 这需要E-block的燃料箱和精确定向的发动机的特殊布置。 月球舱里的宇航员也在行动中受到严重限制。 LK的所有设备也必须按照这些要求进行开发和放置。 为了补偿着陆和起飞期间的位移,当在发动机运行期间燃料消耗过程中月球模块的质量减小时,装置的这种重元件,如电池,不断地移动。

直接接触表面的那部分装置称为缩写LPU(月球着陆装置)。 除了确保着陆之外,该模块还作为E座的发射台,借助于月球船从月球上起飞。 该医院还安置了仅在下降期间启动的设备,或者它可以在月球条件下工作,并且在从地面起飞之前使用。 这是一个雷达高度计,抛物面天线,化学电流源,三个坦克(后来增加了第四个)用于蒸发冷却系统的水和一个射击表面上的宇航员的摄像机。 该医院的质量为1440 kg,月球航天器的重量为5560 kg。 如上所述,由于车辆的质量限制,推进系统可使船舶从预选点移动不超过100米。 相当大的陨石坑可能在这个地方,因此月球起落架必须确保正常着陆(以及随后的起飞)到表面,以便即使与表面形成相当大的角度(高达30度),设备也能正常运行。 当缺席的宇航员无法控制自动化操作时,还必须确保设备在无人驾驶版本中“盲目”着陆。 在设计师面前有一个问题:设备究竟应该触摸月球? 最小的选择是使用三个着陆支柱,这种方案用于登陆他们的“测量员”(用于研究和拍摄地面的自动装置)的月球上。 这种选择不适合苏联月球船,因为它没有提供必要的稳定性,也不能保证质心的保存。 卫生机构开始同时开发多个设计办公室,并出现了大量不同的项目:从几个支撑到一个特殊的着陆环。 最后,有两种可能的方案:被动和主动。 在第一种情况下,该装置将落在几个被动支撑上,但是必须确保非常平滑地接近地面。 在第二种情况下,着陆支架具有它们自己的校正发动机,其在接触时直接接通以便精确定位车辆。

为了最终选择,创建了一个完整的复合体来模拟在月球土地上的着陆:一个大房间充满了来自亚美尼亚的火山凝灰岩(其物理特性类似于月球风化),并且在其中进行了模仿月球的触摸。 测试表明,有源电路是优选的(使用固体燃料发动机),这是为月球船选择的。

月亮出租车


月亮船月球舱旨在容纳一名宇航员。 在中心(相对于坐在驾驶舱内的宇航员),有一个大窗户,在着陆期间进行观察。 在它上面是另一个窗口,用于观察与月球轨道船的对接过程。 设备最重要的控制装置位于右侧,而位于室内的人员左侧则较少。

对开发人员的另一个要求是,LC应该能够进行无人驾驶飞行:它会自动落在月球上并自动与轨道船停靠。 这对于在无人模式下测试设备和执行可能的“救援”操作都是必需的,当在E块损坏的情况下,LC不能从月球上起飞并且宇航员留在地面上。 当然,这需要同时向月球发射两辆车:一名工人(有人驾驶)和一名备用人员。 月球船的自主性由电视摄像机提供,这使得可以看到地球上发生的一切并远程控制航天器。

在月球舱的后面安装了一个圆盘形模块,其设备如下:
控制系统
无线电模块
电源管理系统
体温调节系统
对接设备。

最初,在月球舱里应该使用纯氧气在0.4大气压下。 但它过于易燃环境,因此,随后分配氧气,加入氮气并增加0.74气氛的压力。 同时,尽管需要将空气储备的质量增加一半,但是在火灾危险方面,船舶变得更加安全。 在月球舱着陆的最后阶段,如前所述,宇航员接管了管理。 然而,在起落架开发时,完全缺乏经验阻碍了这种系统的创建。 一切都必须重新开始。 除了保持质量中心外,即使在机舱可能减压的情况下也必须确保完整的性能。 尽管在减压期间所有系统都必须保持完整,但太空服的设计仅为10小时,即 在这种情况下,有必要立即返回月球轨道船。 在这方面,不得不放弃使用脚踏板。 开发人员必须研究飞机设计师的经验,他们在那些年创造了垂直起飞和降落飞机。

仪表板和舷窗的放置选项也已经解决了很长时间。 已经发现,为了在着陆期间观察月球表面,最佳观察角度是7度。 用来控制下降的舷窗有一个坐标网格,用于确定和校正与地面的接触位置。 我还必须创造一套太空服,使我可以在月球上直接工作一段时间。 它的名字叫“ Krechet”,并成为“ Orlan”太空服的原型,如今俄罗斯宇航员使用它们在外太空工作。 Gyrfalcon与其当前的Orlan一样,是一个非常复杂的设备。 他没有戴上男人,但是相反,一个男人穿着宇航服-为此,该设备的后部有一个舱口。 它具有特殊的拉伸标记和夹具系统,这对于确保操纵过程中的人员不动是必不可少的,因为整个月球船的质量很小,由于人的笨拙运动而导致整个设备的重心位移可能会导致很大的麻烦。

为了测试太空服(事实上,不仅仅是他),建造了一个月球船的全尺寸模型,对船员进行了各种测试和训练。 可能很多人在编年史中看过这些镜头。 为了模拟月球重力,即地球的6倍,建造了一个特殊的斜塔。 那个人沿着它的外墙走来,它与垂直方向形成了大约30度的角度。 与此同时,引力拉下来并占据了大部分重量(为了不下降,Krechet中的人在这些操作之前被挂在电缆上),只有六分之一的重量留在支撑上,这提供了“月球条件”。 由于宇航服变得非常大,因此有必要重新开发舱口。 出于同样的原因,月球舱的仪器和单元的放置也与人的位置一致(同样,为了保持质心)。

为了节省质量,对接站有一个相当简单的设备(与相同的节点相比,在联盟号,今天在近地轨道上飞行)。 这同时降低了设备的成本并提高了可靠性。 由于宇航员从月球轨道器移动到着陆模块并在太空行走期间返回,因此不需要任何刚性对接以确保模块之间的紧密过渡隧道。 为此目的而开发的系统“接触”提供了一种简单的车辆方法(月球船从月球发射后)和机械捕获。

该系统应该由1968年开发和测试。 计划在无人驾驶模式下发射两个“联盟号”以进行对接,之后将进行类似的载人“联盟”飞行。 然而,无人驾驶的尝试失败了,并且随后在联盟-1与Komarov之后的发射也以悲剧结束:他在降落在地球上时被杀。 而不是四个“联盟号”,十几辆车被用完了,苏联的月球计划被推迟了一年半(虽然不仅仅是因为这个)。 只有在Salyut计划(载人轨道站),更准确地说是10月1971期间,联系才能完全投入使用。 月球舱与定向稳定系统和燃料相结合,重量约为1300 kg。

总的来说,苏联计划H1-L3的月球船中存在以下系统。

自动控制系统。 该系统的基本原理来自军事导弹综合体的制导系统。 它在月球模块飞行的所有阶段提供了对船舶的控制:下降,着陆,起飞和对接。 操作所需的所有计算均由车载计算机(车载电子计算机)提供,该计算机处理来自测量传感器的数据并向推进系统发出指令。 基本定向数据提供陀螺仪和雷达,测量设备的水平和垂直速度。 宇航员有机会调整机载计算机发出的命令,他还在地面附近看到设备坐下的位置(使用窗户上的特殊符号)并可以更改它(选择一个新的着陆点,距离旧地方不远的100米) )。 所有计算都在三个独立的并行流中执行,以减少可能的错误数量。
用于测量设备速度的雷达系统。 位于飞船附近的设备附近,用于进入月球表面。
登月装置。
对接系统“联系”。 她重量很轻,提供简单的物理接触和捕获船只。 “联系人”可以手动和自动工作。
配电系统。 它位于仪器下部。 它由一个电缆系统和五个化学电池组成:三个在医院,两个在月球舱。 这些电池具有相对较长的保质期:即使在太空中使用三个月后,它们也可用于其预期目的。
分析仪剩余的机载系统确定其健康状况。
一名宇航员的小屋。
车载电脑。 用于自动控制系统。 速度 - 每秒20 000操作。 提供了三个独立数据流的并行计算。
天线开放系统。
天线本身:用于高速数据传输和广播电视图像的两米抛物面天线和一个用于与地球和月球轨道船低速通信的全向天线。
电视摄像机。 设计用于在无人驾驶车辆着陆期间传输月球表面的帧,并传输宇航员的视频图像,前往月球表面并对其进行处理。
一种系统,可传输有关所有船舶系统运行的遥测数据。
西装“Krechet”。 提供进入开放空间和地面的通道。 自治 - 10小时。
该系统保持了月球舱的气氛。
热控制系统,在月球装置外的温度下提供从+ 130°C到-200°C的常温。
科学仪器。 由于LC质量的局限性,最终没有被选中,但很明显,1969之前的主要“科学实验”是在美国人自己设置之前在月球上安装苏联国旗。
灭火系统。

块E.

推进系统由E区指定,用于软着陆和从月球起飞,受到了非常密切的关注。 已经在月球船的第一个草图上有这个街区的图纸。 它最初计划满足510 kg,但很快就发现这是不切实际的。

为了可靠性,E单元没有一个,而是两个引擎:RD-858和RD-859。 一旦块D与设备分离,它们就会同时启动。 如果自动变速器发现第一个发动机有任何故障,它立即关闭,起落架返回第二个备用发动机到月球轨道船。 如果一切正常,月球模块继续在主发动机上下降,而第二个仍然保留在那个时候。 很明显,这会导致两个引擎同时发生故障。

在下降模式下,有必要开发850 kg推力,并在起飞模式下 - 2000 kg。 RD-858可以在这些限制内改变其功率,RD-859具有固定值 - 2000 kg,即 和他一起降落是不可能的。 在整个E单元的运行过程中,2900千克燃料应该燃尽。

创建一个可调节间距的可重复使用的电机需要巨大的努力。 为了发展,有必要发明新的材料和技术。 E区(以及月球起落架)发展过程中的一个关键问题是在着陆过程中从月球土壤喷出的气体的“反射”。 在美国的Apollo中,各种发动机用于着陆和起飞,这使得任务变得更加容易。 由于整个设备质量的限制,苏联项目中的类似选项是不可能的。 如果美国月球模块有一个软着陆引擎在与表面接触时被污染或损坏(发生了几次),那么这并不重要。 因为月球船必须建立一个系统,尽可能地从医院向地面附近输送一股气体。 当E区块关闭时(处于“着陆”模式),喷嘴立即关闭以防止外来颗粒进入它们,例如月球灰尘,它们在接触地面时上升。

为了保持燃料箱的质量中心(1.2м3上的体积)必须给出一种不寻常的形式:氧化剂的消耗比燃料快2倍。 长期储存的自燃组分:肼和四氧化氮用作燃料/氧化剂。 完全充电的单元E的质量为2950 kg,空的阶段重约550 kg。 对于软着陆,必须燃烧约700千克燃料,起飞需要2100千克。

定向系统

为了进行纠正操作,设计了一个单独的推进系统。 如在方框E中,它使用肼/四氧化二氮。 它位于月球舱上方,不仅可以提供水平校正,还可以提供垂直校正。 为了提高可靠性,月球没有一个,而是两个独立的定向系统,甚至在其中一个完全失效的情况下也能工作。 对于他们的操作,有100千克的火箭燃料组件。 与主油箱的情况一样,必须修补质心:带氧化剂的油箱位于燃油箱内部并具有特殊结构。

为了向燃料箱供应燃料,在10气氛的压力下泵送氦气,将液体推出油箱。 引擎可以重复打开,最小脉冲的持续时间为9毫秒,最大值为10秒。 对于与水平方向成20度角的喷嘴,使用新的石墨 - 铌合金。

在整个船的顶部,除了定向系统之外,还有热控制系统的散热器和对接站的占用。
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2 评论
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  1. 古诺里
    古诺里 17 July 2012 11:18
    0
    非常有趣的文章,可惜该项目从未实施,甚至在美国人之后也没有实施。
  2. 亚历克斯
    亚历克斯 13 June 2014 16:17
    0
    实际上,遗憾的是月球计划被取消了。 在我看来,优先权的丧失并不像技术无能为力那样可耻。 是的,关于这个主题的问题“是月球上的美国人还是不是美国人”并不存在。 所以,现在连中国人都会飞向月球......