广告

阿波罗计划的救命Q球

探索阿波罗的发射逃逸系统以及 Q 球气压测量在确保发射期间宇航员安全方面所起到的关键作用。

Google NewsGoogle News Preferred Source

新闻简报

注册我们的电子邮件新闻简报,获取最新的科学新闻

注册

阿波罗发射逃逸系统示意图。NASA。

广告

在土星 V 号火箭的最顶端,在发射逃逸塔的最顶端,有一个上面钻有八个孔的小球。这些孔通向 Q 球,这是一个不起眼的仪器,在确保宇航员乘坐土星 V 号火箭发射的安全方面发挥了巨大作用。

Q 球类似于飞机上的皮托管。当空气流经飞机的皮托管时,有关空速和压力的数据会被发送到飞行器自动驾驶仪的计算机,并显示给飞行员。它们很常见,看起来就像从机头附近的机身侧面伸出的飞镖;下次去机场时可以留意一下!Q 球不测量空速,而是测量火箭穿过大气层上升时的动压。这就是它得名的原因——压力用 Q 表示,因此“测量气压的球”就是 Q 球。

Q 球测得的数据会馈入指令舱的计算机供乘员查看,同时也是发送给地面控制人员的遥测数据的一部分。但这不仅仅是为了测量而测量。它有助于确定火箭是否在预定轨道上飞行。Q 球不仅测量所有方向的空气压力,还足够灵敏,可以判断火箭是否偏离航线,并可以向第一级发动机发出信号以纠正微小的误差。

但 Q 球的主要作用是在发射中止的情况下。阿波罗上的发射逃逸系统是指令舱顶部的格子状结构,里面装有一个固体火箭发动机,其推力比发射水星亚轨道任务的红石火箭还要大。如果发射被中止,例如,火箭在起飞后爆炸,发射逃逸系统就会启动,将航天器从火箭堆中拉出,使其能够避开爆炸并安全着陆。Q 球通过测量所有方向的空气压力,有助于确定航天器和发射逃逸塔的飞行方向。

一些发射录像显示,Q 球在发射前看起来特别凸起。与飞机上的皮托管一样,Q 球在发射前受到保护,以免堵塞孔洞;昆虫在未受保护的皮托管中筑巢曾导致飞机失事,因此风险是真实存在的。盖子在发射前几秒才打开,这是一个相当复杂的过程。

Q 球的盖子由两半组成,中间用一条 2 英寸的橡皮筋固定,橡皮筋后面夹着一把剃刀片。钢丝绳连接到盖子的两半,剃刀片通过发射脐带塔顶部的起重机上的滑轮,然后沿着侧面的管道向下延伸。绳子末端的重物放在管子内的杠杆上。当地面控制中心通过气动电磁阀激活时,杠杆就会旋转,让重物落下,拉动绳子,割断橡皮筋,并将盖子与火箭分离。

对于如此简单的东西来说,这是一个非常冗长而复杂的系统,但这是确保 Q 球在发射前得到正确且安全暴露的最佳方式。毕竟,它是发射中止的关键部分,尽管幸运的是,在七年的土星火箭发射中,没有任何乘员在到达轨道前不得不终止任务。

[embed]https://www.youtube.com/watch?v=SDWEpNx05uA[/embed]

资料来源:NASACollectSpace;David Woods 著《阿波罗如何飞向月球》。

广告

保持好奇

加入我们的列表

订阅我们的每周科学更新

查看我们的 隐私政策

订阅杂志

订阅可享封面价高达六折优惠 《发现》杂志。

订阅
广告

1篇免费文章