Lunar Landing Research Vehicle - Lunar Landing Research Vehicle

Lunar Landing Research Vehicle (LLRV)
Lunar Landing Research Vehicle No. 2 i 1967 (ECN-1606) .jpg
Lunar Landing Research Vehicle No. 2 under flyvning, januar 1967
Rolle Eksperimentelle VTOL- fly
Fabrikant Bell Aerosystems
Første fly 30. oktober 1964
Primær bruger NASA
Antal bygget

Den Bell Aerosystems Lunar Landing Research Vehicle ( LLRV , tilnavnet Flying Vanger ) var en Project Apollo æra program til at bygge en simulator for Moon landinger . LLRV'erne blev brugt af FRC, nu kendt som NASA Armstrong Flight Research Center , på Edwards Air Force Base , Californien, til at undersøge og analysere pilotteknikker, der er nødvendige for at flyve og lande Apollo Lunar Module i Månens miljø med lav tyngdekraft.

Forskningskøretøjerne var lodrette startkøretøjer, der brugte en enkelt jetmotor monteret på en kardan, så den altid pegede lodret. Det blev justeret for at annullere 5/6 af køretøjets vægt, og køretøjet brugte hydrogenperoxidraketter, der ret nøjagtigt kunne simulere en månelanders opførsel.

Succesen med de to LLRV'er førte til opførelsen af ​​tre Lunar Landing Training Vehicles ( LLTVs ), en forbedret version af LLRV, til brug af Apollo-astronauter ved Manned Spacecraft Center i Houston, Texas, forgænger til NASAs Johnson Space Center . Én LLRV og to LLTV'er blev ødelagt i nedbrud, men systemet til raketudstødningssæde gendannede piloten sikkert i alle tilfælde.

Den sidste fase af hver Apollo-landing blev manuelt styret af missionschefen. På grund af problemer med valg af landingssted sagde Neil Armstrong , Apollo 11- kommandør, at hans mission ikke ville have været en succes uden omfattende træning i LLTV'erne. Valg til LLTV-træning blev forud for helikoptertræning. I et interview i 2009 sagde astronaut Curt Michel : "For luftbårne fartøjer var helikopteren den nærmeste med hensyn til karakteristika til månelandingen. Så hvis du ikke fik helikoptertræning, vidste du, at du ikke ville. Den slags gav det væk. " Selv Tom Stafford og Gene Cernan fik ikke LLTV-træning til deres Apollo 10- mission, som var den første flyvning af Lunar Module til Månen, fordi NASA "ikke havde planer om at lande på Apollo 10", så "der var ikke nogen peg på ... træning i LLTV. " Cernan fik kun denne uddannelse efter at have fået tildelt som backupkommandør for Apollo 14 , og i 1972 var den sidste til at flyve med LLTV, mens han uddannede sig som chef for Apollo 17 , den sidste landingsmission.

Historie

Bygget af aluminiumslegering spær blev LLRVs drevet af en General Electric CF700-2V turbofanmotor med et fremstød på 4.200 lbf (19 kN), monteret lodret i en kardan . Motoren løftede køretøjet til testhøjden og blev derefter neddrosslet for at understøtte fem sjededele af køretøjets vægt og simulerede den reducerede tyngdekraft af Månen. To hydrogenperoxid lift raketter med ydelse, der kan varieres fra 100 til 500 lbf (440 til 2.200 N) håndteres køretøjets faldhastighed og vandret bevægelse. Seksten mindre hydrogenperoxidpropeller, monteret parvis, gav piloten kontrol i pitch, yaw and roll.

Piloten havde et udstødningssæde . Ved aktivering drev den piloten opad fra køretøjet med en acceleration på ca. 14 gange tyngdekraften i cirka et halvt sekund. Fra jorden var det tilstrækkeligt at føre sædet og piloten til en højde på ca. 250 fod, hvor pilotens faldskærm automatisk kunne implementeres og med succes. Fremstillet af Weber Aircraft LLC , var det et af de første nul-nul-udstødningssæder , der var i stand til at redde operatøren, selvom flyet var stille på jorden, en nødvendighed i betragtning af LLRV's lave og langsomme flykonvolut.

En LLRV hos Edwards AFB testes inden accept af NASA

Efter konceptuel planlægning og møder med ingeniører fra Bell Aerosystems, Buffalo, New York, et firma med erfaring inden for lodret start og landing ( VTOL ) -fly, udstedte NASA Bell en studiekontrakt på $ 50.000 i december 1961. Bell havde uafhængigt udtænkt en lignende, fri- flyvesimulator, og ud af denne undersøgelse kom NASA-hovedkvarterets tilslutning til LLRV-konceptet, hvilket resulterede i en produktionskontrakt på 3,6 millioner dollars, der blev tildelt Bell den 1. februar 1963, for levering af den første af to køretøjer til flystudier ved FRC inden for 14 måneder.

LLRV nr. 1 blev sendt fra Bell til FRC i april. LLRV # 2 blev også sendt på samme tid, men i dele. På grund af en potentiel omkostningsoverskridelse besluttede FRC-direktøren, Paul Bickle, at få den samlet og testet i FRC. Vægten lå derefter på LLRV # 1. Det blev først klar til flyvning på et vippebord konstrueret ved FRC for at evaluere dets motorfunktion uden faktisk at flyve den. Scenen skiftede derefter til det gamle South Base-område i Edwards.

De første tre flyvninger på nr. 1 blev foretaget den 30. oktober 1964 af FRC's senior forskningstestpilot, Joe Walker . Han fortsatte med at pilotere et antal flyvninger gennem december 1964, hvorefter flyvningerne blev delt med Don Mallick, også en FRC-forskningspilot, og Jack Kleuver, hærens seniorpilot med helikoptertest. Familiarisationsflyvninger blev også foretaget af NASA Manned Spacecraft Center (senere Johnson Space Center) piloter Joseph Algranti og HE Ream.

Der blev senere foretaget ændringer på cockpitene til begge LLRV'er for bedre at simulere det faktiske Lunar Module. Disse omfattede tilføjelse af LMs tre-aksede håndkontrol og gashåndtag. En isopor- cockpitindhegning blev også tilføjet for at simulere pilotens begrænsede udsigt i LM.

Den endelige LLRV-flyvning ved FRC fandt sted den 30. november 1966. I december 1966 blev køretøj nr. 1 sendt til Houston efterfulgt af nr. 2 i januar 1967. I løbet af de foregående to år blev i alt 198 flyrejser med LLRV nr. 1 og seks fly af LLRV nr. 2 var fløjet uden en alvorlig ulykke.

Den første LLRV-flyvning af Neil Armstrong blev foretaget i køretøj nr. 1 den 27. marts 1967 fra sin base på et hjørne af Ellington Air Force Base , hovedkvarteret for Johnson Space Centers flyoperationer. Joe Algranti, chef for JSC's Aircraft Operations Division, og testpilot HE Ream lavede også flyvninger den måned. Begge bemærkede, ligesom Armstrong og de andre astronauter, at hvis der udviklede sig et alvorligt kontrolproblem, havde piloten kun andet valg end at skubbe ud, da køretøjet kun kørte i en maksimal højde på 500 fod.

Den 6. maj 1968 blev Armstrong tvunget til at bruge LLRV # 1's udkastssæde fra ca. 200 fods højde efter et kontrolproblem og havde cirka fire sekunder på sin fulde faldskærm, før han landede på jorden uskadet. Ulykkesundersøgelsesrådet fandt, at brændstoffet til køretøjets holdningskontrolpropel var løbet tør, og at kraftig vind var en vigtig faktor. Som et resultat blev beslutningen truffet af JSC-ledelsen om at afslutte yderligere LLRV-flyvninger, da den første LLTV var ved at blive sendt fra Bell til Ellington for at begynde test af jorden og flyvningen.

Lunar Landing Training Vehicle

Forhandlingerne mellem JSC og Bell Aerosystems om tre LLTV'er, en forbedret træningsversion af LLRV, blev indledt i oktober 1966, og en kontrakt på 5,9 millioner dollars for tre køretøjer blev endelig underskrevet i marts 1967. I juni 1968 blev Bell leveret det første køretøj til Ellington begynder sin test på jorden og flyvning af JSC's Aircraft Operations Division (AOD). AODs hoved, Joe Algranti, var den vigtigste testpilot for sin første flyvning i august 1968. Flyvetest fortsatte indtil 8. december, da Algranti mistede kontrollen under en flyvning for at udvide køretøjets hastighedskonvolut. Han formåede at skubbe ud kun tre femtedele af et sekund, før køretøjet ramte jorden, og det tætte opkald menes at være et resultat af hans forsøg på at genvinde kontrollen.

Ulykkesundersøgelsen viste, at jordkontrollerne havde valgt ikke at overvåge i realtid holdningsprojektorerne, der kontrollerede køretøjets bevægelse, og ved hastigheden, som Algranti fløj, var thrusterne blevet overvældet af LLTV's aerodynamiske kræfter, hvilket fik Algranti til at tabe styring. På grund af stramme omkostningsbegrænsninger på LLRV og LLTV var test af vindtunnel undgået til fordel for omhyggelig flyvetestning til evaluering af køretøjernes aerodynamiske egenskaber. Efter at have gennemgået resultaterne af crashundersøgelsen blev det imidlertid besluttet, at den tredje LLTV skulle læsses ind i NASAs Super Guppy og fløj til Langley Research Center i Virginia for test i dens fuldskala vindtunnel. Testning blev indledt den 7. januar 1968 og sluttede en måned senere den 7. februar.

Det blev hurtigt bestemt, at årsagen til divergensen var Styrofoam- cockpitindelukkingen. Da køretøjets sideslipvinkel nåede minus to grader, blev der hurtigt opbygget en gapende kraft, der oversteg yaw thrusterernes evne til at modvirke. Den løsning, der blev besluttet på, var simpelthen at fjerne toppen af ​​kabinettet, hvorved det blev udluftet og elimineret den overdrevne gapende kraft. Det var også muligt fra vindtunnelresultaterne at udvikle en foreløbig flyvehylster til LLTV, der definerede dens tilladte maksimale lufthastighed i forskellige angrebsvinkler og sideslip. Alt dette skulle imidlertid verificeres ved flyvetest, da det ikke var muligt i tunnelen at få gode data, mens motoren kørte.

Et højt niveau LLTV Flight Readiness Review Board blev udnævnt den 5. marts 1969 af JSC-direktør Dr. Robert Gilruth . Det bestod af ham som formand med bestyrelsesmedlemmer Chris Kraft , leder af missionsoperationer; George Low , leder af JSCs Apollo-program; Max Faget , JSC's Director of Engineering og astronaut Deke Slayton , Director of Flight Crew Operations. Bestyrelsen gennemgik resultaterne af vindtunnelen, og den 30. marts godkendte genoptagelsen af ​​testflyvninger i LLTV # 2. Testprogrammet på 18 flyvninger, alle fløjet af HE Ream, blev fuldført den 2. juni. Derfor, i måneden inden Apollo 11-lanceringen, kunne Armstrong gennemføre sin LLTV-flyvetræning. Han kommenterede efter sin tilbagevenden:

LLTV, NASA 952 vist i lobbyen i bygning 2 på NASA Johnson Space Center, 2004

Eagle (Lunar Module) fløj meget ligesom Lunar Landing Training Vehicle, som jeg havde fløjet mere end 30 gange på Ellington Air Force Base nær Space Center. Jeg havde foretaget fra 50 til 60 landinger i træneren, og den sidste bane, jeg fløj til landingen, lignede meget dem, der blev fløjet i praksis. Det gav mig selvfølgelig en hel del selvtillid - en behagelig fortrolighed.

I Armstrongs autoriserede biografi fra 2005 First Man: The Life of Neil A. Armstrong citeres astronaut Bill Anders for at beskrive LLTV som "en meget usungelig helt af Apollo-programmet". Selvom Armstrong måtte skubbe ud fra LLRV, måtte ingen anden astronaut nogensinde skubbe ud fra LLTV, og hver Lunar Module-pilot gennem den sidste Apollo 17-mission trænet i LLTV og fløj til en landing på Månen med succes.

LLRV # 2 blev til sidst returneret til Armstrong Flight Research Center , hvor det vises som en artefakt af centrets bidrag til Apollo-programmet. I januar 1971 blev LLTV # 3 ødelagt under test af en større ændring af LLTV's computersystem. Dens testpilot, Stuart Present, var i stand til at skubbe sikkert ud. Den eneste overlevende senmodel LLTV, NASA 952, vises på Johnson Space Center .

Testpilot Stuart Present skubber sikkert ud af nedbrud på LLTV (NASA), 29. januar 1971.

Lunar Sim-tilstand

Der var to forskellige flyveformer for LLRV og LLTV. Grundtilstanden var med motoren fast, så den forblev 'normal' i forhold til kroppen.

I den gimbaliserede "Lunar Sim Mode" fik den fri-gimbaliserede turbofan- motor lov til at dreje og blev holdt pegende nedad til Jordens massecenter uanset LLRV's holdning; dette tillod køretøjet at vippe i langt større vinkler, der ville være typiske for at svæve og manøvrere over månens overflade. På trods af dets ugudelige udseende var LLRV udstyret med et meget sofistikeret udvalg af tidlige sensorer (hovedsagelig Dopplerradar ) og beregningshardware. Systemet havde ikke noget specifikt navn, men den effekt, det producerede, blev kaldt "Lunar Sim Mode." Dette var den højeste grad af hardware-baseret simulering. Det var ikke et system til at aflaste piloten, som en autopilot gør, og det var heller ikke meningen at indføre nogen form for sikkerhed eller økonomi.

Lunar Sim Mode kan også betragtes som en blanding af stabilitetsforøgelse, genberegning af lodret acceleration i henhold til månens tyngdekraftskonstant, alt efterfulgt af ledsaget øjeblikkelig korrigerende handling. LLRV's Lunar Sim Mode var endda i stand til at korrigere for vindstød inden for millisekunder, da de ville have forstyrret indtrykket af en manglende atmosfære.

FRC testpilot Don Mallicks kommentarer efter køretøjets første flyvning i månesimuleringstilstand illustrerer oplevelsen af ​​at styre LLRV:

Som en generel erklæring om oversættelsesevnen på jorden versus den translationelle evne i månens simulering; køretøjet reduceres fra et meget positivt køretøj med høj respons til et køretøj med meget lavt eller svagt svar. Jeg er sikker på med træning og erfaring, at piloten vil være i stand til at øge den samlede præstation for køretøjspilot, når han tilpasser sig de lave translationelle accelerationer, der er tilgængelige, samt forsinkelsen, der følger sammen med den forventning, der kræves for korrekt kontrol køretøjet. Selv med denne træning står piloten over for situationen omkring 5/6 af hans translationelle manøvreringsevne fjernet fra den på jorden, hvilket er en markant ændring.

Deke Slayton , dengang NASAs Chief Astronaut , sagde senere, at der ikke var nogen måde at simulere en månelanding undtagen ved at flyve LLRV.

Specifikationer (LLRV)

LLRV diagram med to visninger.png

Generelle egenskaber

  • Besætning: 1
  • Længde: 6,85 m (22 ft 6 in)
  • Bredde: 4,6 m (15 ft 1 in)
  • Højde: 3,05 m (10 ft 0 in)
  • Tom vægt: 1.139 kg (2.510 lb)
  • Bruttovægt: 1.712 kg (3.775 lb)
  • Maks. Startvægt: 1.780 kg
  • Kraftværk: 1 × General Electric CF700-2V turbofan (akterblæser CJ610), 4.200 lbf (19 kN) tryk
  • Kraftværk: 2 × brintperoxid raketmotorer, 100 lbf (0,44 kN) stød hver til 500 lbf (2.200 N) gasspjæld
  • Kraftværk: 6 × raketmotorer med fast brændstof, 2,2 kN (500 lbf) stødte hver sikkerhedsstandbymotor

Ydeevne

  • Maksimal hastighed: 35 kn (65 km / t)
  • Udholdenhed: 10 minutter
  • Serviceloft: 1.800 m
  • Stigningshastighed: 3.600 ft / min (18 m / s)
  • Stød / vægt : 1,07

Kontrolsystem

Det elektroniske styresystem til Lunar Landing Training Vehicle blev udviklet til NASA af Bell Aerosystems , Inc., som havde tekniske faciliteter i Niagara Falls , New York . LLTV var en anden generation køretøj efter Lunar Landing Research Vehicle, der blev brugt af NASA Apollo Program astronauter til at udvikle pilotfærdigheder. LLTV gav Apollo-programkommandørerne mulighed for at opleve flyveegenskaberne forbundet med 1/6 tyngdekraftsforholdene på Månen. Det første LLTV-køretøj blev samlet på Ellington Airforce Base i Houston, Texas i 1967. Tre LLTV-køretøjer blev til sidst leveret til Ellington AFB. Den sidste tilbageværende af de tre LLTV-køretøjer vises på Johnson Spacecraft Center i Houston, Texas.

Det elektroniske styresystem blev designet med overflødige kanaler, der brugte 2 af 2 logik. Outputene fra hver primær kanal blev sammenlignet løbende. Hvis der blev opdaget en fejl i det primære kontrolsystem, blev styringen automatisk skiftet til en identisk backup-kanal, og piloten tog straks foranstaltninger til at bringe køretøjet til jorden. Alle kontrollerne var analoge kredsløb, der benyttede Burr-Brown transistorforstærkermoduler og andre analoge komponenter.

Fly udstillet

To af de fem køretøjer overlever. LLRV-2 vises på Air Force Flight Test Museum på Edwards Air Force Base . Det blev udlånt til museet af NASA i 2016.

LLTV-3 (LLTV NASA 952) vises på Johnson Space Center . Et andet køretøj, en kopi af NASA 952, er i en delvist komplet tilstand i flyet boneyard på Yanks Air Museum .

Se også

Fly af sammenlignelig rolle, konfiguration og æra

Relaterede lister

Referencer

eksterne links