Plataforma inercial ST-124-M3 - ST-124-M3 inertial platform

Desenho da plataforma inercial ST-124M.

A plataforma inercial ST-124-M3 era um dispositivo para medir a aceleração e a atitude do veículo lançador Saturno V. Foi transportado pela Unidade de Instrumentos Saturno V , uma seção de 3 pés de altura (0,91 m) e 22 pés de diâmetro (6,7 m) do Saturn V que se encaixava entre o terceiro estágio (S-IVB) e a espaçonave Apollo . Sua nomenclatura significa "mesa estável" (ST) para uso na missão lunar (M) e possui 3 cardan.

Desenvolvimento

Era o número 124 em uma série de dispositivos semelhantes, incluindo o ST-80 (usado no Redstone ), o ST-90 (usado no Júpiter e nos primeiros voos de Saturno I ) e o ST-120 (usado no Pershing míssil). Eles são descendentes do LEV-3 do foguete alemão V-2 . O ST-124 foi projetado pelo Marshall Space Flight Center e fabricado pela Bendix Corporation , Eclipse-Pioneer Division, em Teterboro, New Jersey. Demorou 9 homens de 22 a 24 semanas para montar um ST-124, e 70 por cento desse tempo foi gasto instalando cerca de 3.000 fios.

História da missão

A plataforma estabilizada ST-124 fazia parte do sistema de orientação, navegação e controle do Saturn V. Os dados do ST-124 foram usados ​​pelo Computador Digital do Veículo de Lançamento (outro componente da Unidade de Instrumento) para comparar os dados reais do voo com o voo programado planos e para calcular as correções de orientação. Embora o ST-124 tenha operado durante toda a missão, seus dados não foram usados ​​para orientação enquanto o veículo estava na atmosfera, onde foi submetido a altas forças de arrasto. Nessa região, basicamente no momento da queima do primeiro estágio, o veículo seguia um simples plano de vôo pré-programado. Frank Cornella entregou os instrumentos (Gyro e acelerômetros) de Teterboro New Jersey para o Marshall Space Flight Center em Huntsville, Alabama.

Detalhes internos

A atitude do veículo foi medida em relação a um sistema de coordenadas que foi fixado pouco antes do lançamento com a coordenada X vertical, a coordenada Z na direção da manobra de inclinação (faixa inferior, aproximadamente Leste), e a coordenada Y perpendicular ao outros dois, alcance transversal, aproximadamente ao sul. No coração do ST-124 havia uma plataforma que era mantida em uma orientação fixa; daí o nome "plataforma estabilizada". Ele é conectado por três balancins que permitem ao veículo rolar, inclinar-se e guinar, mas a plataforma estável pode ser mantida fixa no espaço. Estava sendo traduzido, é claro, mas não se inclinou durante o vôo.

A plataforma é estabilizada por três giroscópios montados nela. Um mediu todas as rotações em torno do eixo X, uma em torno do eixo Y e uma em torno do eixo Z. Eles geraram sinais que foram moldados em circuitos de feedback e enviados de volta aos torquers nos balancins interno, médio e externo que se opunham exatamente às rotações, anulando as saídas do giroscópio e mantendo a plataforma estável.

O gimbal interno também carrega três acelerômetros , dois pêndulos e um par de prismas . Os acelerômetros mediram a aceleração do veículo ao longo dos eixos X, Y e Z. Suas saídas foram usadas pelo LVDC para medir o movimento real do veículo, para fins de navegação. Os pêndulos foram usados ​​para definir o eixo X exatamente na vertical, e os prismas foram usados ​​para alinhar os eixos Y e Z, pouco antes do lançamento. Os prismas refletiam feixes infravermelhos enviados para o ST-124 por um teodolito estacionado a 200 metros da plataforma de lançamento. Comandos do teodolito foram transmitidos por cabos para o veículo, para torquers no ST-124 para orientar a plataforma estável em direção ao azimute correto .

Os giroscópios, acelerômetros e pêndulos contêm rolamentos de gás nitrogênio quase sem atrito . Isso exigia usinagem muito precisa e espaços muito pequenos entre as superfícies do rolamento. As dimensões foram mantidas em tolerâncias de 20 micropolegadas (0,5 μm), e a lacuna preenchida pelo nitrogênio é de cerca de 600–800 micropolegadas (15–20 μm). O nitrogênio entrou nos giroscópios a cerca de 15 psi e foi liberado para o espaço por meio de um regulador de pressão no fundo do ST-124 que abriu a 13 psi. A grande esfera de prata à esquerda do ST-124 mantinha o suprimento de nitrogênio para os rolamentos.

O ST-124 inclui muitos componentes feitos de berílio anodizado . Este material foi escolhido por sua rigidez, leveza, usinabilidade e estabilidade. A caixa do ST-124 é um cilindro curto, de berílio com 7,5 pol. (19 cm) de altura e 21 pol. (53 cm) de diâmetro. As extremidades do cilindro são fechadas por duas tampas de alumínio aproximadamente hemisféricas. Os gimbais e várias partes dos giroscópios e acelerômetros também são feitos de berílio.

Em contraste com o berílio, que é leve, os rotores dos giroscópios são feitos de elkonite, uma liga muito densa e forte. Esta é uma forma sinterizada de cobre-tungstênio , W90 / Cu10, para torná-la usinável.

O calor gerado pelos torqueadores e outros equipamentos elétricos dentro do ST-124 era levado por serpentinas de resfriamento embutidas nas tampas de alumínio. Uma mistura de metanol e água a 15 ° C (59 ° F) foi circulada através das bobinas. A temperatura interna do ST-124 estabilizou em cerca de 42 ° C (108 ° F).

Galeria

  • Figura do ST-124M do manual técnico da unidade de instrumento

  • Último modelo ST-124 na coleção do National Air and Space Museum, Washington, DC

  • Diagrama de cardan ST-124

  • ST-124 e técnico

  • ST-124 em exibição na Honeywell Defense Avionics Systems em Teterboro, NJ

  • Conjunto de cilindro interno de giroscópio AB5-K8

  • Conjunto de mancal de giroscópio AB5-K8

  • Giroscópio AB5-K8

  • Desenho em corte do giroscópio AB5-K8

  • Gimbals internos e médios

Referências

Bibliografia

Leitura adicional

links externos