Plataforma inercial ST-124-M3 - ST-124-M3 inertial platform
La plataforma inercial ST-124-M3 era un dispositivo para medir la aceleración y la actitud del vehículo de lanzamiento Saturn V. Fue transportado por la Unidad de Instrumentos Saturn V , una sección de 3 pies de alto (0,91 m) y 22 pies de diámetro (6,7 m) del Saturno V que encajaba entre la tercera etapa (S-IVB) y la nave espacial Apolo. . Su nomenclatura significa "mesa estable" (ST) para usar en la misión lunar (M), y tiene 3 cardanes.
Desarrollo
Fue el número 124 en una serie de dispositivos similares, incluido el ST-80 (utilizado en el Redstone ), el ST-90 (utilizado en el Júpiter y en los primeros vuelos de Saturno I ) y el ST-120 (utilizado en el Pershing misil). Son descendientes del LEV-3 del cohete alemán V-2 . El ST-124 fue diseñado por Marshall Space Flight Center y fabricado por Bendix Corporation , Eclipse-Pioneer Division, en Teterboro, Nueva Jersey. Se necesitaron 9 hombres de 22 a 24 semanas para ensamblar un ST-124, y el 70 por ciento de ese tiempo se dedicó a instalar unos 3000 cables.
Historia de la misión
La plataforma estabilizada ST-124 era parte del sistema de guía, navegación y control del Saturn V. Los datos del ST-124 fueron utilizados por la computadora digital del vehículo de lanzamiento (otro componente de la unidad de instrumentos) para comparar los datos reales del vuelo con el vuelo programado. planes y para calcular correcciones de orientación. Aunque el ST-124 funcionó durante toda la misión, sus datos no se utilizaron como guía mientras el vehículo estaba en la atmósfera, donde fue sometido a grandes fuerzas de arrastre. En esta región, básicamente el momento de la combustión de la primera etapa, el vehículo siguió un plan de vuelo preprogramado simple. Frank Cornella entregó los instrumentos (giroscopios y acelerómetros) desde Teterboro New Jersey al Marshall Space Flight Center en Huntsville Alabama.
Detalles internos
La actitud del vehículo se midió en relación con un sistema de coordenadas que se fijó justo antes del lanzamiento con la coordenada X vertical, la coordenada Z en la dirección de la maniobra de cabeceo (rango descendente, aproximadamente este) y la coordenada Y perpendicular a la otros dos, cruzan la cordillera, aproximadamente al sur. En el corazón de la ST-124 había una plataforma que se sostenía con una orientación fija; de ahí el nombre de "plataforma estabilizada". Está conectado por tres cardanes que permitieron que el vehículo se balanceara, cabeceara y se desviara, pero la plataforma estable se mantuvo fija en el espacio. Se estaba traduciendo, por supuesto, pero no se inclinó durante el vuelo.
La plataforma está estabilizada por tres giroscopios montados sobre ella. Uno midió cualquier rotación sobre el eje X, uno sobre el Y y otro sobre el eje Z. Generaron señales que se formaron en circuitos de retroalimentación y se enviaron de vuelta a los torsores en los cardanes internos, intermedios y externos que contrarrestaban exactamente las rotaciones, anulando las salidas del giroscopio y manteniendo estable la plataforma.
El cardán interior también lleva tres acelerómetros , dos péndulos y un par de prismas . Los acelerómetros midieron la aceleración del vehículo a lo largo de los ejes X, Y y Z. El LVDC utilizó sus resultados para medir el movimiento real del vehículo, con fines de navegación. Los péndulos se utilizaron para colocar el eje X exactamente en vertical, y los prismas se utilizaron para alinear los ejes Y y Z, justo antes del lanzamiento. Los prismas reflejaban rayos infrarrojos enviados al ST-124 por un teodolito estacionado a 700 pies de distancia de la plataforma de lanzamiento. Los comandos del teodolito se transmitieron a través de cables al vehículo, a los torsores en el ST-124 para orientar la plataforma estable hacia el acimut correcto .
Los giroscopios, acelerómetros y péndulos contienen cojinetes de gas nitrógeno casi sin fricción . Estos requerían un mecanizado muy preciso y espacios muy pequeños entre las superficies de los cojinetes. Las dimensiones se mantuvieron con tolerancias de 20 micropulgadas (0,5 μm), y el espacio que llena el nitrógeno es de aproximadamente 600 a 800 micropulgadas (15 a 20 μm). El nitrógeno ingresó a los giroscopios a aproximadamente 15 psi y se ventiló al espacio a través de un regulador de presión en la parte inferior del ST-124 que se abrió a 13 psi. La gran esfera plateada a la izquierda del ST-124 contenía el suministro de nitrógeno para los cojinetes.
El ST-124 incluye muchos componentes hechos de berilio anodizado . Este material fue elegido por su rigidez, ligereza, maquinabilidad y estabilidad. La caja del ST-124 es un cilindro corto, de 19 cm de altura y 53 cm de diámetro, hecho de berilio. Los extremos del cilindro están cerrados por dos tapas de aluminio aproximadamente semiesféricas. Los cardanes y varias partes de los giroscopios y acelerómetros también están hechos de berilio.
A diferencia del berilio, que es liviano, los rotores de los giroscopios están hechos de Elkonita, una aleación muy densa y fuerte. Esta es una forma sinterizada de cobre-tungsteno , W90 / Cu10, para que sea mecanizable.
El calor generado por los torsores y otros equipos eléctricos dentro del ST-124 fue transportado por bobinas de enfriamiento integradas en las cubiertas de aluminio. Se hizo circular una mezcla de metanol y agua a 15 ° C (59 ° F) a través de las bobinas. La temperatura interna del ST-124 se estabilizó en aproximadamente 42 ° C (108 ° F).
Galería
Referencias
Bibliografía
- Bilstein, Roger E. (1980). "8: desde el pago hasta el lanzamiento: la computadora por excelencia". Etapas de Saturno: una historia tecnológica de los vehículos de lanzamiento Apolo / Saturno . Serie de historia de la NASA. NASA. págs. 243-253. hdl : 2060/19970009949 . ISBN 0-16-048909-1 . NASA SP-4206; 97N-15592.
- Haeussermann, Walter (julio de 1970). Descripción y rendimiento del sistema de control, guía y navegación del vehículo de lanzamiento Saturn (informe). NASA. hdl : 2060/19700023342 . NASA TN-D-5869; 70N-32653.
- Thomason, Herman E. (septiembre de 1965). Descripción general del sistema de plataforma inercial ST-124M (Informe). NASA. hdl : 2060/19650024833 . NASA TN-D-2983; 65N-34434. Esto tiene cifras más claras que la mayoría de los documentos PDF sobre la IU, proporcionando las mejores vistas del interior de los giroscopios y cojinetes de gas.
Otras lecturas
- Manual del sistema astriónico: vehículos de lanzamiento de Saturno . IBM Corporation, Laboratorio Astronómico. 1 de noviembre de 1968. MSFC No. IV-4-401-1; IBM nº 68-966-0002; 70N-70002.
- Moore, Richard L .; Thomason, Herman E. (mayo de 1962). Geometría de cardán y detección de actitud de la plataforma estabilizada ST-124 (Informe). NASA. hdl : 2060/19620002325 . NASA TN-D-1118; 62N-12325. Un relato temprano y matemático, en lugar de descriptivo, del ST-124. En esta fecha, el ST-124 era un concepto de 4 cardán, mientras que la versión que volaba tenía solo 3 cardanes.
- O'Connor, BJ (1964). Una descripción de la ST-124M inercial plataforma estabilizada y su aplicación a los Saturno V vehículo de lanzamiento . Hermann-Oberth-Gesellschaft . 26 de junio de 1964. Darmstadt, Alemania. División de Navegación y Control de Bendix Corporation.
enlaces externos
- Medios relacionados con la plataforma inercial ST-124-M3 en Wikimedia Commons