Памятливый45>> Какая проблема сбросить 4-х тонный Лунный модуль.
Памятливый45>> Да хоть на паращюте. Главное что паращют надо отцеплять на высоте километра над высокогорным плато.
Tico> Так как у этого аппарата будет не двигатель ЛМ, и его придётся делать под другие нагрузки, то это будет уже не ЛМ.
такие натурные испытания можно было произвести, по крайней мере на одном из серии созданных для полётов на луну Лунных модулей.
Массовые характеристики Лунного модуля «Орёл» я взял у Шунейко :
Вес лунного корабля Apollo-11, кг 15075,07
Взлетная ступень, сухая, кг 2181,016 без экипажа
Посадочная ступень, сухая, кг 2035,282
Топливо для РСУ, кг 274,216
Топливо для ЖРД посадочной ступени, кг 8217,400
Топливо для ЖРД взлетной ступени, кг 2367,156.
Рассмотрим перечень операций, которые самостоятельно выполни ЛМ в 69 году по официальной версии посадки, изложенной Шунейко:
"I. В момент времени То+101 ч 36 мин 14,07 сек (на 2 мин 34 сек раньше расчетного времени), когда лунный корабль находился за Луной, был включен ЖРД посадочной ступени; он проработал 15 сек на тяге 10% номинальной, 0,8 сек на переходном режиме и 13 сек на тяге 40% номинальной, в результате чего скорость лунного корабля уменьшилась на 22,6 м/сек и он перешел на снижение по орбите с высотой в периселении 15,8 км и в апоселении 106 км (рис. 43.4).
II. На входе в первый коридор на расстоянии 7,5 км от точки посадки (высота над поверхностью Луны Н=2,3 км, скорость V=550 км/ч, вертикальная скорость снижения Vy=45 м/сек) начался этап приближения к точке посадки (рис 43.6)
На этапах торможения и приближения к точке посадки лунный корабль управлялся цифровым автопилотом, работавшим по программе Р-63.
III. Когда астронавты смогли видеть лунный горизонт и район посадки, до которого оставалось 5,8 км, Н. Армстронг переключил автопилот на программу Р-64. В соответствии с этой программой управление посадочным ЖРД и ЖРД РСУ лунного корабля производится автоматически по командам бортовой ЭЦВМ и посадочного радиолокатора, астронавты вручную могут корректировать лишь ориентацию.
Во второй коридор лунный корабль вошел на высоте H=150 м с горизонтальной скоростью V=74 км/ч, на расстоянии 600 м от точки посадки (рис. 43.7).
IV. Когда лунный корабль, снизился до высоты H=140 м, Н. Армстронг увидел, что автопилот ведет корабль на посадку в кратер размерами с футбольное поле, усеянный крупными камнями до 3 м в поперечнике. Н. Армстронг выключил автоматическую программу Р-64 и перевел бортовую ЭЦВМ на полуавтоматическую программу Р-66; в соответствии с этой программой ЖРД посадочной ступени управляется автоматически, чтобы вертикальная скорость снижения была 1 м/сек, а ЖРД РСУ управляются полностью вручную, что обеспечивает необходимую величину горизонтальной составляющей скорости. С помощью ЖРД РСУ Н. Армстронг обеспечил горизонтальную составляющую скорости 3-4,5 м/сек и лунный корабль благополучно перелетел опасный для посадки кратер.» (конец цитаты)
К I, II, III, этапам посадки Лунного модуля у меня также никаких вопросов нет, поскольку все эти манёвры Лунного модуля легко программируются на основании знаний о гравитационном потенциале Луны а работу систем и агрегатов вполне можно испытать о полёте в можно испытать на дианометрическом стенде и при полётах на околоземной орбите и доказать, что все ЛМ обеспечит требуемую диаграмму полёта ЛМ.
Но IV этап посадки предусматривает совместную работу двигательной установки, системы управления и пилота по полёту над поверхность с заранее не известным профилем. То есть здесь начинается та самая полуавтоматическая «левитация», которую в условиях Земли на Лунном модуле при посадке не испытывали.
Более того, Шунейко пишет:
«V. Н. Армстронг имел возможность переключить бортовую ЭЦВМ на программу Р-67. В этом случае управление вектором тяги посадочного ЖРД и ЖРД РСУ полностью производится вручную, а бортовая ЭЦВМ лишь поддерживает вертикальную скорость снижения на уровне 0,3 м/сек. Н. Армстронг не воспользовался программой Р-67, так как она затягивает процесс посадки.»
То есть выше в V описано ручное управление Лунного модуля при левитации.
А возможна ли вообще провести такое испытание на Земле. Не понадобится ли нам для его осуществления вносить серьёзные изменения в конструкцию Лунного модуля, которые кардинально изменят его динамику полёта и сделают бессмысленным сами испытания?
Для испытания левитации как способа посадки, разработчик должен обеспечить вес ЛМ такой же как и при посадке дна Луну, а моменты инерции не больше чем у ЛМ во время посадки на Луну.
(Люди далёкие от вопросов устойчивости и управляемости могут легко проверить меня зайдя в цирк и посмотрев на эквилибристов.
Эквилибрист с шестом имеет значительно больший момент инерции, чем гвоздь программы - девушка ходящая по канату без шеста.
Так и Лунный модуль, доказавший, что он может парить и садиться на пересечённую поверхность Земли при весе в четыре тонны в условиях высокогорья, тем самым подтвердит, что полностью заправленным он сможет левитировать и приземлиться на пресечённую поверхность Луны при массе 7,5 тонн (без шеста).
Ну а теперь давайте посчитаем.
Сложим сухие массы взлётной ступени и посадочной ступени (данные смотри выше).
В РСУ оставим 50% топлива на посадку, оставив 50% на взлёт и стыковку с ОК.
В баках основной ЖРД посадочной ступени оставим 3% топлива (по информации Шунейко остатки топлива посадочной ступени реально составили 1,8%). Из системы жизнеобеспечения удалим 167 кг воды из посадочной ступени и 47 кг из взлётной ступени.
Итого 4385,928 кг.
Тяга основного ЖРД TRW System – 4760 кгс в вакууме.
При этом давление на срезе сопла упрощённо определяется как отношение давления в камере сгорания (7,7 кгс/см2) к степени расширения сопла (47,4) итого 0,162 кгс/см2.
Заглянув в таблицу стандартной атмосферы любой участник Форума сможет определить на какой высоте горы разгруженный по вышеописанной технологии Лунный модуль (даже без среза некоторой части сопла) сможет показать нам новую технологию левитирования как в полуавтоматическом режиме, так и в полностью ручном режиме.
Повторюсь отрабатывается не взлёт, а посадка из второго коридора, про который Шунейко пишет следующее.
«Во второй коридор лунный корабль вошел на высоте H=150 м с горизонтальной скоростью V=74 км/ч, на расстоянии 600 м от точки посадки (рис. 43.7).»
Вот и решение: поднимаем облегчённый за счёт топлива ЛМ на высоту 150 метров над поверхностью и разгоним до скорости 74 км/ч.
Дальше включаем ДУ и сбрасываем ЛМ над плоскогорьем.
Такое испытание посадки – это азы для разработчиков летательных аппаратов.
Кадров этих испытаний я не нашёл ни в библиотеке, ни в Интернете.