Пилотируемые полеты на Луну - Шунейко Иван Иванович - Страница 36

Аварийное возвращение с орбиты ИСЛ

Если необходимо осуществить аварийное возвращение с орбиты ожидания вокруг Луны, вывод на траекторию полета к Земле производится раньше запланированного и траектория возвращения нацеливается в точку посадки в центре Тихого океана. [21.]

Литература

1. Merchant D. Н., Gates R. М., Murray J. F. Prediction of Apollo service module motion after jettison. AIAA Paper № 70—1047, ЭИ АиР, 1971, № 10; РЖ, 1971, 2.41.210

2. Ghen P. P. Real-time Kalman filtering of Apollo LM/AGS rendezvous radar data, AIAA Paper № 70—957, ЭИ АиР, 1971, № 10; РЖ 1971, 2.41.273

3. LM AGS programmed equations document (Flight—program 6), TRW System document № 11176—6041—TO—OO, April, 1969

4. МiсheIsоn J. Lunar mascon effects on orbits of Apollo type spacecraft. J. Spacecraft and Rockets, 1970, 7, № 1, (ЭИ АиР, 1970, № 32)

5. Gapcynski J. P., Blackshear W. Т., Compton Н. R. Lunar gravitational field as determined from Lunar Orbiter traking data. AIAA Journal, 1969, 7, № 10, (ЭИ АиР, 1970, № 19)

6. Young К. A., Alexander J. D. Apollo lunar rendezvous. AIAA Paper № 70—26, ЭИ АиР, 1970, № 25; РЖ, 1970, 8.41.65

7. Rea F. G., Fisсheг N. Н. Generalized navigation error analysis. AIAA Paper № 70—1004, ЭИ АиР, 1971, № 16; РЖ, 1971, 3.41.191

8. Вуrnes D. V., Hooper Н. L. Multi—conic: a fast and accurate metod of computing space flight trajectories, AIAA Paper № 70—1062, ЭИ и АиР, 1971, № 2; РЖ, 1971, 2.41.52

9. Wagner J. Т., Кisner D. М. Performance evaluation of intercept rendezvous guidance and navigation for advanced space missions. Proc. Nat. Aerospace Electron. Conf., Dayton, Ohio, 1967, ЭИ и АиР, 1970, № 43

10. Stern R. J., Stern G. S., Forester К., Escobal P. R. The hybrid patched conic applied to lunar return trajectory propagation, J. Astronaut. Sci., 1969, 17, № 1, ЭИ АиР, 1970, № 38; РЖ, 1970, 8.41.63

11. Satin A. L., Pixie у Р. Т. Statistics of state—vector corrections for Apollo onboard computers. AIAA Paper, № 70—162, ЭИ АиР, 1970, № 33; РЖ, 1970, 10.41.255

12. Нorrigan R. С., Walsh R. C. Manual onboard methods of orbit-determination. AIAA Paper №70—159, ЭИ АиР, 1970, №33.

13. Culbertson J. D. Variational equation of a ballistic trajectory and some of its applications. J. Spacecraft and Rockets, 1970, 7, № 6, ЭИ АиР, 1970, № 41; РЖ, 1970, 12.41.62.

14. Dickmanns E. D. Optimal dreidimensionale Gleitflugbahnen beim Eintritt in Planeten atmospheren. Raumfahrtforchung, 1970, 14, №3, ЭИ АиР, 1970, № 41; РЖ, 1970, 11.41.96

15. Bennett F. Lunar descent and ascent trajectories. AIAA Paper № 70—25, ЭИ АиР, 1970, № 31

16. Rice A. F., Apollo—Saturn launch vehicle targeting program. AIAA 8th Aerospace Sci. Conf. Jan. 1970.

17. Rice A. F., Мооre V. V. Saturn V launch behicle targeting. AIAA Paper № 70—1052

18. О'Вгien R. М., Sheats J. P. Saturn V navigation update. AIAA Paper № 69—883

19. Wollenhaupt W. R. Apollo orbit determination and navigation. AIAA Paper № 70—27

20. Graves С. А., Наrроld J. C. Re—entry targeting philosophy and flight results from Apollo—10 and 11. AIAA Paper № 70—28

21. НуIe С. Т., Foggatt С. E., Weber В. D., Geгbгасht R. J., Diamant L. S. Abort planning for Apollo missions. AIAA Paper № 70—94

22. Space flight network. Speceflight, 1971, v. 13, № 2; РЖ ИКП 62 № 11, 1971

Глава IV

Космические летные испытания Saturn V Apollo и пилотируемые полеты на Луну

4.1. Беспилотные космические летные испытания Saturn V Apollo

Программой наземных и космических летных испытаний Saturn V Apollo предусматривались доводка надежности, оценка летных характеристик, доказательство возможности осуществления пилотируемого полета с посадкой на Луне и возвращение экипажа на Землю.

Космические летные испытания Saturn V Apollo проводились последовательно по этапам. Ниже изложены результаты беспилотных космических летных испытаний – полеты Apollo-4, 5 и 6.

Apollo-4. 9 ноября 1967 г. был осуществлен полет Apollo-4; это был первый полет ракеты-носителя Saturn V.

После запуска ЖРД F-1 ступени S-IC отрыв ракеты-носителя от стола произошел через 9 сек, точно в расчетное время. Двигатели первой ступени работали 153 сек, расчетное время 150,6 сек. По расчетной траектории Saturn V к концу работы двигателей первой ступени должна была находиться на высоте 61 км и на дальности 160 км. В полете скорость, соответствующая числу Маха М=1, была пройдена на 61-й сек на 970 м ниже расчетной высоты. Максимальное продольное ускорение в конце работы двигателей первой ступени было 4,15 g, на 0,004 g выше расчетного. Максимальный скоростной напор был достигнут на 78-й сек полета, на 0,4 сек раньше, чем ожидалось. По расчету ступень S-II должна увеличить скорость полета от 2,23 до 6,9 км/сек. Двигатели второй ступени работали 6,1 мин, на 4,7 сек больше расчетного времени. Приращение скорости за счет работы второй ступени составило 4567,44 м/сек. Вторая ступень отделилась через 9 мин после старта ракеты-носителя Saturn V. По расчету ступень S-IV В осуществляет разгон до скорости 7,88 км/сек и выводит корабль на орбиту ожидания высотой 185 км.

В полете ЖРД J-2 ступени S-IVB проработал 2,75 мин, на 6,2 сек больше расчетного времени и выключился через 11 мин 6 сек полета.

Через 11 мин. 16 сек полета от момента старта, т. е. на 9 сек позже расчетного времени, ступень S-IVB и основной блок корабля Apollo вышли на орбиту ИСЗ высотой 188 км при скорости полета 7798, 25 м/сек. После двух витков полета по орбите ИСЗ при угле тангажа 40, 08° и рыскания 14, 85° вторично было произведено включение ЖРД J-2 ступени S-IVB на 5 мин 33 сек и корабль вышел на эллиптическую орбиту с высотой над Землей в апогее 17 400 км. Через 10 мин ступень S-IVB отделилась от основного блока корабля Apollo. Чтобы увеличить апогей орбиты до 18 350 км, был отключен на 15 сек ЖРД служебного отсека. Фактическая высота оказалась равной 18 317 км и наклон орбиты к экватору 30,13°.

На нисходящей ветви орбиты был вторично включен ЖРД служебного отсека и за 90 сек до входа в атмосферу была достигнута скорость 11 144 м/сек, на 62 м/сек больше ожидавшейся скорости при угле наклона траектории 7, 08° к местной горизонтали. Командный отсек опустился на воду в 1000 км к северо-западу от Гавайских о-вов. Вес отсека после посадки 4, 8 т. Общая продолжительность полета 8 ч 37 мин.

В процессе входа в атмосферу температура теплового экрана командного отсека была несколько выше 2482°C. Глубина обугливания абляционного покрытия от 0,76 до 1,27 см оказалась меньше ожидавшейся величины 1,27…1,9 см. Температура внутри командного отсека не превышала 21°C. Удельный тепловой поток составил 1690 ккал/м?сек, на 6% выше расчетного значения 1590 ккал/м?сек, а общее количество подведенного тепла было 103 300 ккал/м?, на 3,3% больше расчетной величины 100 000 ккал/м?.

Apollo-5. 22 января 1968 г. лунный корабль весом 14 380 кг без пилотов, был запущен ракетой-носителем Saturn IB на орбиту ИСЗ с высотой в апогее 228 км, в перигее 163 км, и периодом обращения 90 мин. Основная цель полета – испытание двигательных установок лунного корабля. Расчетная продолжительность полета 6,5 ч.

Программой предусматривалось 2 включения ЖРД посадочной ступени лунного корабля, моделирование профиля изменения тяги по времени на траектории посадки на Луну, разделение ступеней лунного корабля и моделирование работы двигательной установки при взлете второй ступени с поверхности Луны.

Первая попытка включения ЖРД посадочной ступени оказалась неудачной, вместо 38 сек двигатель проработал 4 сек. Два последующих включения прошли нормально, ЖРД развил максимальную расчетную тягу и проработал до полного израсходования топлива. Испытания взлетной двигательной установки после отделения посадочной ступени также прошли успешно, ЖРД проработал 6 мин 59 сек.