Авиация Аполлон (КА) - Технические данные

29 марта 2011


Оглавление:
1. Аполлон (КА)
2. Технические данные

Космический корабль «Аполлон» состоит из командного и служебного отсеков, лунного корабля и системы аварийного спасения.

Модуль	Масса, кг	Длина, м	Диаметр, м
Командный отсек	5470—5500	3,43	3,920
Служебный отсек	22700—22800	4,0	3,91
Лунный корабль	14500	7,6	10
Переходник крепления корабля «Аполлон» к ступени S-IVB	1700—1800

Командный и служебный отсеки

Командный отсек является центром управления полётом. Все члены экипажа в течение полёта находятся в командном отсеке, за исключением этапа высадки на Луну. Командный отсек, в котором экипаж возвращается на Землю — всё, что остаётся от системы «Сатурн-5» — «Аполлон» после полёта на Луну. Служебный отсек несёт основную двигательную установку и системы обеспечения корабля «Аполлон».

Командный отсек разработан компанией North American Rockwell и имеет форму конуса со сферическим основанием, диаметр основания 3920 мм, высота конуса 3430 мм, угол при вершине 60°, номинальный вес 5500 кг.

Командный отсек имеет герметическую кабину с системой жизнеобеспечения экипажа, систему управления и навигации, систему радиосвязи, систему аварийного спасения и теплозащитный экран.

Оборудование командного отсека

В передней негерметизируемой части командного отсека размещены стыковочный механизм и парашютная система посадки, в средней части 3 кресла астронавтов, пульт управления полётом и системой жизнеобеспечения и радиооборудование; в пространстве между задним экраном и гермокабиной размещено оборудование реактивной системы управления.

Стыковочный механизм и деталь лунного корабля с внутренней нарезкой совместно обеспечивают жёсткую стыковку командного отсека с лунным кораблём и образуют туннель для перехода экипажа из командного отсека в лунный корабль и обратно.

Система жизнеобеспечения экипажа корабля «Аполлон»

Система жизнеобеспечения экипажа космического корабля «Аполлон» разработана и изготовлена фирмой Airsearch. Система обеспечивает поддержание в кабине корабля температуры в пределах 21—27 °C, влажности от 40 до 70 % и давления 0,35 кг/см². При подготовке к старту и при старте атмосфера в кабине состоит из 60 % кислорода и 40 % азота, в полёте эта смесь стравливается и заменяется чистым кислородом.

Система рассчитана на 4-суточное увеличение продолжительности полёта сверх расчётного времени, необходимого для экспедиции на Луну. Поэтому предусматривается возможность регулировки и ремонта силами экипажа, одетого в скафандры.

Имеется аварийная кислородная система, которая включается автоматически и обеспечивает подачу кислорода при падении давления в кабине, например при пробое кабины метеоритом.

В процессе квалификационных испытаний система жизнеобеспечения прошла проверку, имитирующую 14-суточный полет корабля с экипажем из трёх человек.

Система аварийного спасения

Разработана компанией North American Rockwell. Если возникнет аварийная ситуация при старте ракеты-носителя «Аполлон» или потребуется прекратить полет в процессе выведения корабля «Аполлон» на орбиту Земли, спасение экипажа осуществляется отделением командного отсека от ракеты-носителя с последующей посадкой его на Землю на парашютах.

Система связи командного отсека

Система связи командного отсека обеспечивает:

• Двухстороннюю микрофонную связь экипажа с Землёй.
• Передачу с борта корабля телеметрической информации и приём команд с Земли.
• Приём с Земли и ретрансляцию на станции слежения закодированного шума на несущей частоте для определения курса и дальности корабля.
• Передачу на Землю телевизионных изображений. Для этих целей на командном отсеке установлена унифицированная в S-диапазоне и две УКВ приемо-передающих радиостанции. Антенная система состоит из четырёх малонаправленных антенн и одной остронаправленной. Последняя имеет 4 параболических излучателя диаметром по 80 см, смонтирована на служебном отсеке и поворачивается в рабочее положение после выхода корабля на траекторию полёта к Луне.

Служебный отсек

Служебный отсек корабля «Аполлон» также разработан компанией North American Rockwell. Имеет форму цилиндра длиной 3943 мм и диаметром 3914 мм. С учётом длины сопла маршевого ЖРД, которое выходит наружу из корпуса, общая длина служебного отсека 7916 мм. От момента старта до входа в атмосферу служебный отсек жёстко соединён с командным отсеком, образуя основной блок корабля «Аполлон». Перед входом в атмосферу командный отсек отделяется от служебного отсека.

Общий вес служебного отсека 23,3 т, в том числе 17,7 т топлива. В отсеке размещена маршевая двигательная установка с ЖРД фирмы Aerojet General, ЖРД системы реактивного управления фирмы Marquardt, топливные баки и агрегаты двигательных установок и энергетическая установка на водородо-кислородных топливных элементах.

Служебный отсек обеспечивает все манёвры корабля на траектории полёта к Луне, коррекцию траектории, выход на орбиту Луны, переход с орбиты Луны на траекторию полёта к Земле и коррекцию траектории возвращения.

Лунный модуль

Лунный модуль корабля «Аполлон» разработан компанией «Grumman» и имеет две ступени: посадочную и взлётную. Посадочная ступень, оборудованная самостоятельной двигательной установкой и шасси, используется для снижения лунного корабля с орбиты Луны и мягкой посадки на лунную поверхность, и также служит стартовой площадкой для взлётной ступени. Взлётная ступень, с герметичной кабиной для экипажа и самостоятельной двигательной установкой, после завершения исследований стартует с поверхности Луны и на орбите стыкуется с командным отсеком. Разделение ступеней осуществляется при помощи пиротехнических устройств.

Взлётная ступень

Взлётная ступень лунного модуля имеет три основных отсека: отсек экипажа, центральный отсек и задний отсек оборудования. Герметизируются только отсек экипажа и центральный отсек, все остальные отсеки лунного корабля негерметизированы. Объём герметической кабины 6,7 м³, давление в кабине 0,337 кг/см², атмосфера — чистый кислород. Высота взлётной ступени 3,76 м, диаметр 4,3 м. Конструктивно взлётная ступень состоит из шести узлов: отсек экипажа, центральный отсек, задний отсек оборудования, связка крепления ЖРД, узел крепления антенн, тепловой и микрометеорный экран. Цилиндрический отсек экипажа диаметром 2,35 м, длиной 1,07 м полумонококовой конструкции из хорошо сваривающихся алюминиевых сплавов.

Два рабочих места для астронавтов оборудованы пультами управления и приборными досками, системой привязи астронавтов, двумя окнами переднего обзора, окном над головой для наблюдения за процессом стыковки, телескопом в центре между астронавтами. Для выхода на поверхность Луны производилась полная разгерметизация кабины, так как шлюзовая камера отсутствовала.

Характеристики взлётной ступени:

• Масса, включая топливо: 4,670 кг
• Атмосфера кабины: 100 % кислород, давление 33 kPa
• Вода: два бака по 19.3 кг
• Охладитель: 11.3 кг раствора этиленгликоль-вода.
• Температурный контроль: один активный сублиматор «вода-лёд».
• Двигатели системы ориентации: масса топлива: 287 кг
• Число и тяга ДСО: 16 x 445 N в четырёх сборках.
• Топливо ДСО: N₂O₄/Aerozine 50
• Удельный импульс ДСО: 2.84 км/с.
• Взлётный двигатель, масса топлива: 2,353 кг
• Взлётный двигатель, тяга : 15.6 kN
• Взлётный двигатель, топливо: N₂O₄/Aerozine 50
• Взлётный двигатель, система наддува: 2 x 2.9 кг гелиевых бака, давление 21 MPa
• Удельный импульс: 3.05 км/с
• Тяговооруженность на взлете: 2.124
• Характеристическая скорость взлётной ступени: 2,220 м/с.
• Батареи: две 28-32 volt, 296 ампер-часов, серебряно-цинковые ; 56.7 кг каждая.
• Бортовая сеть: 28 V DC, 115 V 400 Hz AC

Посадочная ступень

Посадочная ступень лунного модуля в виде крестообразной рамы из алюминиевого сплава несёт на себе в центральном отсеке двигательную установку с посадочным ЖРД фирмы STL.

В четырёх отсеках, образованных рамой вокруг центрального отсека, установлены топливные баки, кислородный бак, бак с водой, гелиевый бак, электронное оборудование, подсистема навигации и управления, посадочный радиолокатор и аккумуляторы.

Четырёхногое убирающееся шасси, установленное на посадочной ступени, поглощает энергию удара при посадке корабля на поверхность Луны разрушающимися сотовыми патронами, установленными в телескопических стойках ног шасси; дополнительно удар смягчается деформацией сотовых вкладышей в центрах посадочных пят. Три из четырех пят снабжены гибким металлическим щупом, направленным вниз и раскрывающимся наподобие рулетки, сигнализирующим экипажу момент выключения ЖРД при контакте с лунной поверхностью. Шасси находятся в сложенном состоянии до отделения лунного корабля от командного отсека; после отделения по команде экипажа лунного корабля пиропатроны перерезают чеки у каждой ноги и под действием пружин шасси выпускается и становится на замки. Так же как взлётная ступень, посадочная ступень окружена тепловым и микрометеорным защитным экраном из многослойного майлара и алюминия. Высота посадочной ступени 3,22 м, диаметр 4,3 м.

Характеристики посадочной ступени

• Масса, включая топливо: 10334 кг
• Запас воды: 1 бак, 151 кг
• Масса топлива и окислителя: 8165 кг
• Тяга двигателя: 45,04 kN, дросселирование 10 % — 60 % от полной тяги.
• Компоненты топлива: N₂O₄/Aerozine 50
• Бак наддува: 1 x 22 кг бак, газ наддува-гелий, давление 10,72 kPa.
• Удельный импульс: 3,05 км/с.
• Характеристическая скорость взлётной ступени: 2470 м/с.
• Батареи: 4 или 5 28-32V, 415 A-h, серебряно-цинковые, масса каждой 61,2 кг.

Профиль посадки на Луну

Переход двух астронавтов в лунный модуль производился после того, как комплекс «Аполлон» выходил на целевую орбиту Луны. Пилот отводил лунный модуль на небольшое расстояние от командного отсека и разворачивал его с тем, чтобы пилот командного отсека мог визуально осмотреть состояние посадочного шасси. Затем, после отхода на безопасное расстояние от командного отсека, производилось включение главного двигателя лунного модуля на торможение. Данный маневр снижал перилуний орбиты лунного модуля до 15 км над лунной поверхностью: в этой точке корабль находился на расстоянии порядка 480 км от намеченного места посадки.

По достижении данной точки производилось второе, основное включение двигателя на торможение с целью снизить вертикальную и горизонтальную скорость лунного модуля до посадочных значений. Данная стадия полета проходила под управлением бортового компьютера, получающего данные от посадочного радара. Управление кораблем производилось дросселированием тяги двигателя посадочной ступени и работой двигателей системы ориентации. После снижения до высоты порядка 210 метров и на удалении около 600 м от точки посадки лунная кабина разворачивалась в вертикальное положение и по курсу: именно в этот момент астронавты получали возможность видеть лунную поверхность через треугольные окна переднего обзора и, таким образом, перейти к заключительной части процедуры посадки.

Посадка происходила в полуавтоматическом режиме. Командир лунного модуля выполнял визуальный подбор посадочной площадки и при необходимости уводил корабль от непригодных для посадки участков. Время, отведенное на выполнение этого маневра, было ограничено запасом топлива и составляло около двух минут. Тягу посадочного двигателя регулировала автоматика. Момент посадки определялся уходом выбранного участка поверхности из поля зрения при движении по направлению к этому участку: с этой целью пилот выбирал подходящий заметный ориентир. В момент, когда ориентир уходил под корабль, производилась посадка. Пилот отслеживал вертикальную и поступательную скорость модуля, приводя ее к околонулевой. В момент касания грунта щупами посадочных опор вспыхивала сигнальная лампа «контакт»: по данному сигналу пилот выключал посадочный двигатель и выполнялась собственно посадка.

Лунные модули для последних трёх экспедиций программы «Аполлон» были значительно модернизированы в сторону увеличения полезной нагрузки и времени автономного существования. Посадочный двигатель был оснащён дополнительным сопловым насадком длиной 254 мм, увеличен объем баков топливных компонентов. Время зависания над лунным грунтом и посадочный вес были также увеличены путем некоторого пересмотра программы посадки: первоначальный тормозной импульс на сход с орбиты Луны производился ещё до отделения лунного модуля от командно-сервисного модуля, двигателем последнего. Эти меры позволили доставлять на Луну колёсный транспортёр LRV и увеличили возможное время пребывания на поверхности Луны до трёх суток.

Просмотров: 4251

<<< SA-1 (Аполлон)

Аполлон-1 >>>