Týden s Jedenáctkou (8) Trenažér pro lunární přistání aneb těžko na cvičišti…

Když NASA uzavřela kontrakt na vývoj a výrobu lunárního modulu s firmou Grumman Aircraft Engineering Corporation, bylo součástí kontraktu mj. patnáct letových exemplářů a deset testovacích LTA (Lunar Test Article). Dva z nich, LTA-8 a -9, původně měly být určeny k letům v atmosféře: k získání zkušeností, výcviku astronautů apod. Velmi záhy se ale ukázalo, že to není šťastný nápad: lunární modul byl navržený k letům výhradně mimo zemskou atmosféru a i jiných specifických podmínkách. Jeho úprava pro lety v atmosféře by byla náročná a navíc by se takto potřebné informace nezískaly.

Zařízení TMR (Thrust Measuring Rig) firmy Rolls Royce je dnes k vidění ve Science Museum v Londýně.

Zařízení TMR (Thrust Measuring Rig) firmy Rolls Royce je dnes k vidění ve Science Museum v Londýně.
Foto Wikipedie

Proto přišlo středisko Flight Research Center (FRC) NASA v Kalifornii s návrhem volně létajícího simulátoru, který poslalo do ústředí kosmické organizace. Zde ale už na stole ležel podobný nápad od firmy Bell Aerosystems Company v Buffalu (stát New York). Nakonec FRC a Bell své síly spojily a vypracovaly koncept, na nějž Bell získal 18. ledna 1963 kontrakt ve výši 3,6 mil. USD. Měl vyvinout a vyrobit dvojici létajících zařízení LLRV (Lunar Landing Research Vehicle). Již z dřívější doby měl Bell zkušenosti s podobným strojem, kterému se přezdívalo „flying bedstead“ – „létající rám postele“. První podobné zařízení vyrobil britský konstruktér A. Griffith ve firmě Rolls-Royce. První lety (upoutané) provedl v srpnu 1953, volně pak letěl 3. srpna 1954. Zařízení TMR (Thrust Measuring Rig) je dnes k vidění v londýnském Science Museum. Nezávisle na něm pak začal zkoumat možnosti vertikálního startu s proudovými motory i Bell. Zařízení bylo podobné britskému stroji, z něhož převzalo i přezdívku. Tuto techniku pak firma nabídla v roce 1961 NASA. Na první studie získala v prosinci 1961 kontrakt 50 tisíc dolarů.

Původní podoba LLRV

Původní podoba LLRV
Foto NASA

Výstupem spolupráce FRC a Bellu bylo jedno z nejprapodivnějších létajících zařízení v historii: trubková konstrukce, dolů směřující motory, čtyři podvozkové nohy a otevřená kabina pro pilota. Ten seděl v katapultovacím křesle mezi dvěma plexisklovými štíty, pohyb stroje ovládal kniplem a dvojicí pedálů. Po nastoupání do výšky zhruba 100 metrů (maximální dostup měl být 1200 m, ale v praxi ho nebylo nikdy dosaženo) zapnul automatickou řídicí sekvenci, kdy mohl dále ovládat let pomocí dvou motorů (každý s tahem 2250 N) na peroxid vodíku. Pět šestin hmotnosti stroje (1815 kg bez pohonných látek) eliminoval hlavní motor Electric CF-700-2V, stabilizaci zajišťovalo šestnáct trysek ve čtyřech kvadrantech využívajících peroxid vodíku. I když se LLRV od skutečného lunárního modulu výrazně lišil (pilot nestál, ale seděl, musel počítat s vlivem atmosféry, hlavní motor měl v automatickém režimu stálý tah, takže nebral v potaz úbytek hmotnosti stroje apod.), šlo o extrémně důležité zařízení, s jehož pomocí byly získány cenné zkušenosti.

LLRV během zkoušek na naklápěcím stole

LLRV během zkoušek na naklápěcím stole
Foto NASA

Dne 16. dubna 1964 dorazila dvojice LLRV do FRC, po testech se na zařízení 30. října 1964 proletěl Joe Walker. Během čtyř minut absolvoval tři starty a přistání. Pochvaloval si „jízdu jako ve výtahu“. Pro první lety mělo LLRV nainstalována kolečka, ale při zkoušce 16. listopadu silný vítr roztlačil stroj po dráze. Jak konstatovali přihlížející, „to by se na Měsíci stát nemohlo“.

Poté následovalo pět dalších zkušebních letů – už bez pomocných koleček. Všechny lety byly do výšky zhruba 15 až 20 metrů s průměrnou délkou trvání tři minuty. Konečný verdikt zněl – zkušený pilot by s řízením LLRV neměl mít problémy, je jen vyžadována určitá znalost ovládání vrtulníků.

LLRV-1 za letu monitoruje vrtulník Bell 47 Helicopter

LLRV-1 za letu monitoruje vrtulník Bell 47 Helicopter
Foto NASA

Následně byla firmě Bell zadána objednávka na výrobu tří skutečných lunárních simulátorů LLTV (Lunar Landing Training Vehicle), které mělo být mnohem věrnější kopií řízení lunárního modulu a také pilot měl mít výhled pouze oknem stejného tvaru i velikosti jako při měsíčním přistání. Vzhledem k tomu, že se očekávalo, že na Měsíc se bude létat pravidelně, předpokládalo se, že později dojde ke zkonvertování dvou původních LLRV právě na LLTV.

V té době dokončili technici v Langley Research Center (stát Virginie) výrobu dalšího trenažéru pro přistání na Měsíci, který se nazýval Lunar Landing Research Facility (LLRF). Tentokrát se jednalo o robustní konstrukci, v níž byla na padesátimetrovém laně zavěšena přesná kopie lunárního modulu. Toto zařízení bylo původně určeno pouze k testování letového hardwaru a softwaru, později však bylo upravené také pro výcvik astronautů. Oproti LLTV totiž mělo jednu velkou výhodu – astronaut v LLRF mohl stát podobně jako v lunárním modulu při přistání. Díky katapultovacímu křeslu musel v LLTV sedět, takže v tomto se jinak dokonalý simulátor od reality přece jen lišil. V LLRF trénovali astronauti před lety v LLRV/LLTV.

Zkušební pilot Emil „Jack“ Kluever před nástupem do LLRV v roce 1966

Zkušební pilot Emil „Jack“ Kluever před nástupem do LLRV v roce 1966
Foto NASA

V říjnu 1967 byl s určitým zpožděním (příliš tenké stěny nádrží a odhalení vadných materiálů při závěrečné rentgenové prohlídce) dodán také první exemplář LLTV, který v prosinci následovaly zbývající dva. V prosinci 1967 byly obě LLRV (první z nich po absolvování 198 letů) odeslány na leteckou základnu Ellington AFB, kde již probíhala příprava posádek pro program Apollo.

Astronauti se zde začali prozatím teoreticky seznamovat s budoucími simulátory. Jako první zahájili v roce 1968 výcvik na LLRV astronauti Neil Armstrong a Charles Conrad, s nimiž se počítalo pro první dvě lunární přistání. Mimochodem, v té době se předpokládalo, že blíže nespecifikované dva LLTV budou umístěné přímo na mys Canaveral, aby posádka mohla nacvičovat přistání do posledního okamžiku před startem. Z tohoto plánu nakonec především pro nedostatek času sešlo.

LLTV během zkoušek v aerodynamickém tunelu ve středisku NASA Langley

LLTV během zkoušek v aerodynamickém tunelu ve středisku NASA Langley
Foto NASA

V květnu 1968 měl Conrad na svém „kontě“ už třináct letů s LLRV, Armstrong o sedm víc. Šestého května 1968 pak absolvoval svůj 21. start s LLRV-1. Dosáhl při něm výšky 150 metrů a zahájil přistávací manévr. Byl ve výšce kolem sedmdesáti metrů, když se jeho stroj dostal do neplánované rotace – tuto se Armstrong pokusil korigovat korekčními motory, avšak bezúspěšně.

Naopak, stroj začal neřízeně padat na pravou stranu. Když Armstrong viděl, že situaci nezvládne, katapultoval se. Stroj dopadl na letištní plochu a explodoval. Následné šetření prokázalo, že hélium udržující tlak v nádržích paliva bylo vyčerpáno dřív, než se předpokládalo, takže stroj začal být nestabilní a stal se neovladatelným.

Katapultáž Neila Armstronga z LLRV-1 v květnu 1968

Katapultáž Neila Armstronga z LLRV-1 v květnu 1968
Foto NASA

Do modifikovaných strojů LLRV a LLTV opět usedli zkušební piloti, aby je zalétali pro astronauty. Osmého prosince 1968 uskutečňoval Joe Algranti poslední let s LLTV-1 před obnovením výcviku astronautů. Probíhala čtvrtá minuta z plánovaného šestiminutového letu a pilot snížil výšku ze 160 na 65 metrů. Stroj náhle ztratil stabilitu, převrátil se a začal padat. Včasná katapultáž zachránila Algrantimu život. Tuto havárii totiž zavinil nečekaný závan větru, který stroj doslova „převrátil“ ve vzduchu.

Čtrnáctého června 1969 usedl za řízení LLTV Neil Armstrong (byl to jeho první let od nehody s LLRV-1). Za tři dny pak absolvoval čtrnáct startů a přistání, přičemž nalétal nějakých čtyřicet minut. O měsíc později pak úspěšně dovedl na Měsíc svůj výsadkový modul Eagle (Orel) a stal se prvním člověkem, který otiskl svou botu do netknutého měsíčního prachu.

Trosky LLRV-1 po havárii v květnu 1969

Trosky LLRV-1 po havárii v květnu 1969
Foto NASA

Také další astronauti pokračovali v letech na trenažérech LLRV-2 a LLTV-2 a -3. V době, kdy se na nich zrovna nezacvičovali, udržovali tyto stroje v letuschopném stavu zkušební piloti NASA. Mezi nimi byl i Stuart Present, který v lednu 1971 „zrušil“ LLTV-2. Na nehodě nenesl žádnou vinu, protože byla způsobena selháním řídicí elektroniky. Opět se zachránil katapultáží.

Protože to byla už třetí havárie, objevil se požadavek na zastavení dalších zkušebních i výcvikových letů vzhledem k jejich nebezpečnosti. Donald Slayton, šéf oddílu astronautů, však oponoval: „Nemáme jiný způsob jak simulovat přistání na Měsíci, než s pomocí LLTV.“ A k tomu neoficiálně: „Raději ztratím jednoho muže na základně Ellington, než celou posádku u Měsíce.

Celkový pohled na zkušební plochu LLRV na základně Edwards AFB

Celkový pohled na zkušební plochu LLRV na základně Edwards AFB
Foto NASA

Zajímavá je rozhodně skutečnost, že na těchto strojích se nepřipravovali všichni astronauti vybraní k letu na Měsíc, ale jen velitelé posádek. Přistávací manévr měl totiž na starosti právě a výhradně velitel, takže nebylo zapotřebí, aby druhý člen posádky na trenažéru nacvičoval. Což je rozhodně zajímavá skutečnost, když si uvědomíme, že druhý muž z lunárního výsadku létal ve funkci Lunar Module Pilot (Pilot lunárního modulu). Tato byla ovšem veskrze „čestná“.

Třeba legendární ředitel letových operací Chris Kraft, který nás včera navždy opustil, si důležitost i nebezpečnost zařízení uvědomoval. Nechal se slyšet ve smyslu: „Po posledním přistání na Měsíci zajedu na základnu Ellington a ty stroje vlastnoručně přikovám řetězem k zemi, aby už s nimi nikdy nikdo nelétal.

Neil Armstrong v LLTV-2 na Ellington AFB v červnu 1969

Neil Armstrong v LLTV-2 na Ellington AFB v červnu 1969
Foto NASA

Třináctého listopadu 1972 uskutečnil astronaut Eugene Cernan poslední let na trenažéru LLTV-3 a o měsíc později byl úspěšnou výpravou Apollo 17 projekt završen. Na zdaru Apolla se nemalým dílem podílely také trenažéry LLRV a LLTV.

Přestože postupně došlo v programu ke třem nehodám (naštěstí vždy s dobrým koncem), byl hodnocen jako velmi úspěšný. Dnes se mohou trenažéru LLRV-2 obdivovat návštěvníci kalifornské letecké základny Edwards AFB, LLTV-3 je deponován v Johnsonově kosmickém středisku v texaském Houstonu.

O celém projektu vydala NASA monografii „Unconvential, Contrary, and Ugly“ (Nekonvenční, protichůdné a ošklivé), k níž napsal předmluvu Neil Armstrong: „Jednoho dne se lidé vrátí na Měsíc. Až se tak stane, budou velmi pravděpodobně potřebovat znalosti, technologie a stroje popsané v této knize.“

Týden s Jedenáctkou (8) Trenažér pro lunární přistání aneb těžko na cvičišti..., 5.0 out of 5 based on 19 ratings
Pin It
(Visited 2 326 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (19 votes cast)
(Visited 2 326 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


18 komentářů ke článku “Týden s Jedenáctkou (8) Trenažér pro lunární přistání aneb těžko na cvičišti…”

  1. frank napsal:

    pěkné čtení, to video s havárií je zde

  2. Alois napsal:

    Před padesáti lety se sestava CM+SM americké kosmické lodi Apollo-11 o váze cca 20 tun, pro srovnání ruské Saljuty vážily kolem 18 tun, vracela k Zemi a byla za polovinou dráhy. Navedení bylo úžasně přesné, proto mohla být korekce dráhy MCC 6 vypuštěna, Apollo se pohybovalo s přesností na setinu stupně.

  3. maro napsal:

    Tak evidentně Britové z Rolls-Royce měl v téhle technice víc zkušeností a svůj výzkum na tomto poli dotáhli až do úspěšného nasazení v amerických F-35B, kde se ve stíhačkách používá pro svislý start a přistání.

    • Racek napsal:

      Ten problém řešil kdekdo. Nejprve francouzi u Coleoptéry (ach, zase na počátku ti ukořistění němci) a pak u dvoumachových stíhaček Mirage, u Bellů, němci v prototypech VAK , u sovětů JAKy, posléze zavedené do výzbroje a Britové s Kestrely a poté v sériové podobě Harriery. y poté američané vyráběli v licenci. Ovšem to bylo v padesátých a šedesátých letech, takže dost dlouho před F35 B či F35 C. Takže zkušeností bylo dost.

  4. Tomáš napsal:

    Prosím opravte si v textu “V prosinci 1967 byly obě LLRV (první z nich po absolvování 198mi letů)” číslovku 198mi, takhle se to opravdu nepíše, stačí 198!
    Jinak velmi pěkné čtení!

  5. Alois napsal:

    Smyslem trenažéru bylo imitovat gravitační pole Měsíce. Měsíční gravitační zrychlení je 1,622 m/s2. Gravitační pole Země produkuje gravitační zrychlení 9,807 m/s2. Proudový motor měl zajistit aby trenažér padal se stejným zrychlením jako by padal na Měsíci. S tím váha zařízení nemá nic společného, pouhé snížení váhy na 1/6 tento efekt nepřinese, zařízení stejně padalá zrychlením 9,8 m/s2. Váha tělesa jak známo na gravitační zrychlení nemá pražádný vliv. Proudový motor tedy měl snižovat gravitační zrychlení trenažéru na cílových 1,622 m/s2 nikoli váhu trenažéru. S konstantním tahem toho dosáhnout nemohl.
    Pokud tedy “pouze” snižoval váhu trenažéru bylo by to, pokud se nemýlím, k ničemu.

    • Mr. G napsal:

      Citujem: “Smyslem trenažéru bylo imitovat gravitační pole Měsíce.”
      To nie je tak uplne pravda, skor by sa dalo povedat, ze je to mylne tvrdenie.

      Sestinove gravitacne pole sa da simulovat aj jednoduchsie a bezpecnejsie ako tomu bolo pri LLTV. Zmyslom tohoto trenazeru bolo simulovat velmi specificky sposob letu lunarneho modulu, a to je “vznasanie sa” na tahu raketoveho motora. Toto sa vrtulnikom simulovat neda, preto vzniklo LLTV.

    • David R. napsal:

      1. Tělesa nemají váhu, ale hmotnost. Ta je stále stejná – na Zemi i na Měsíci. Mění se však tím, jak ubývá palivo, to je to o co tu jde.
      2. Motor nemůže snižovat gravitační zrychlení, protože to je fyzikální konstanta.

      Nicméně asi víme všichni, jaký byl smysl toho motoru s pevně nastaveným tahem. Nadlehčovat zařízení silou, která kompenzuje rozdíl mezi podmínkami na Zemi a na Měsíci. A protože paliva bylo v trenažéru málo, jeho hmotnost se během letu příliš neměnila. Takže to na simulaci nemělo velký vliv.

  6. Kamil napsal:

    Bude článek o Chrisu Kraftovi? Někteří muži v pozadí Apolla byli zajímaví.

    • Dušan Majer napsal:

      Pravděpodobně ano.

    • TP napsal:

      Slyšel jsem, že se něco chystá, ale nikoliv v této sérii (Týden s Jedenáctkou).

      Uvažoval jsem o díle věnované “těm v pozadí” letu Apollo 11 (Steve Bales, Clancy Hatleberg, Richard Underwood, Julian Scheer, Joe Schmitt + lidé v řídicím středisku a/nebo na manažerských pozicích), ale nakonec jsem dal přednost jiným tématům. Pak jsem chtěl nápad přesunout do pátečního “Top 5”, ale kolega O.Š., s nímž ho letos páchám, mě taktně upozornil, že prázdniny mají dva měsíce a ne dva roky – a že už teď máme tipů na články tak do nového roku…

      Témat je prostě hrozně, hrozně moc… (Což je dobře, že.)

  7. maro napsal:

    Taky se mi nelíbí ta věta, že motor eliminoval 5/6 hmotnosti stroje. On jen eliminoval 5/6 gravitační síly jíž na ten stroj působila zemská přitažlivost. Hmotnost samozřejmě neeliminoval. Ta se naopak “hodila”. Ten motor prostě dost přesně jen tím svým tahem simuloval šestinovou gravitaci Měsíce.
    Pokud tedy tohle zařízení pustili třeba z výšky sto metrů bez ostatních pomáhajících motorů, tak začalo padat přesně s takovým zrychlením jako šutr na Měsíci a ne jako šutr na Zemi. Jak je to možné?
    Jednoduše. To zařízení má hmotnost 1800 kg, ale motor vyvažuje tahem řekněme 14,7 kN, čímž “vyváží” 1500 kg té hmotnosti. Tedy těch “nevyvážených” 300 kg táhne celý stroj k zemi. Jakoupak silou? 300 krát 9.81, tedy 2.94 kN. Jakým zrychlením tedy bude padat? Ne, 9,81 m/s2 jako šutr na Zemi to opravdu nebude. Ta síla 2.94 kN od těch “nevyvážených” 300 kg totiž tlačí dolů celý stroj, tedy celých 1800 kg hmotnosti. A zrychlení počítáme jako podíl síly působící na těleso a hmotnosti samotného tělesa. Tedy a = F / m = 2940 / 1800 = 1,63 m/s2. Hezké co? To je to zrychlení na Měsíci. A celý ten stroj tedy padá dolů jako šutr na Měsíci. A o tom to, slovy klasika, celé je…

    • Racek napsal:

      No, pane Maro, já bohužel zažil ještě kilogramy jako váhu, hmotu i sílu v jednom, pak nás převedli na pondy a kilopondy a pak na ty Newtony :-)) a watty .. . Tolik změn za život, že … Ale pro představu jsou ty kila pro obyčejný smrtelníky žijící na zemi přece jen nejnázornější. Ještě že úplně nevyhubili ty autokoně, že. Já si na ty kilowaty u  stejně nikdy nezvykl. A to ještě není vše…
      Berte to jako žert. Takové školské výklady jsou jistě užitečné, ale přes různost technických jazyků tím stejně rozumíme totéž, ne?

  8. Karel_II napsal:

    Dobrý den.

    Chtěl bych se podělit o jednu zajímavost týkající se Apollo.
    Skupinka nadšenců V Computer History Museum v Karolíně opravila a oživila počítač AGC, tedy naváděcí počítač lodí Apollo.
    https://www.curiousmarc.com/computing/apollo-guidance-computer

    Celá oprava končí simulovaným přistáním na měsíci, na stránkách je i dokumentace včetně schémat zapojení. Včetně „driverů“ pro připojení AGC na modernímu PC.

    Je zajímavé vidět jak vypadal počítat, který pomohl dostat Lidstvo na Měsíc.

  9. Mr. G napsal:

    Zaujimave video, alebo minidokument 🙂

Zanechte komentář