登月航天员的“陪练”
2015-01-18黄昏晨钟
□ 黄昏晨钟
近年来,阿波罗登月是一场骗局的说法甚嚣尘上,美国航宇局却始终置之不理,既不出面澄清,也不予以反驳,似乎在用这种姿态告诉人们这样一句潜台词:那些持怀疑态度的人对阿波罗登月计划缺乏基本了解。
关于阿波罗登月计划,人们普遍知道的是美国为此投入了250亿美元, 先后有两万家公司、120所大学、400多万人参与工作。可是这么大的投资和这么多的人员都用来干什么呢?当然,首先是设计制造土星五号火箭、阿波罗登月飞船,建设新发射场,选拔训练航天员,除此之外,还完成了浩繁的理论研究和工程技术工作,进行了各种必不可少的试验,包括专门研制各类设施、设备。现在让我们把注意力聚焦于登月之前,了解一种鲜为人知的登月训练设备以 及相关试验。
怪异飞行器
阿波罗登月计划之初,科学家们提出了各种登月方案,经过科学论证最终确定了月球轨道交会法,就是当载人飞船抵达月球轨道后分离出一个小型登月舱在月球着陆。登月舱由格鲁曼飞机公司研制,航天员则开始了紧张的地面登月训练。
可是,月球重力仅是地球的六分之一,在地球上找不到类似的环境供航天员训练;再说每艘登月舱价值5千万美元,航天员不可能用这么昂贵的飞船来训练,于是美国航宇局采取了三种训练方法。一是利用休斯顿载人飞行中心的电子模拟器,二是利用兰利研究中心的系缆设备,三是设计制造一种专用的登月训练模拟器。这个想法来自德莱登飞行研究中心的工程师休伯特•德雷克(为纪念登月第一人,2014年3月1日德莱登飞行研究中心正式更名为阿姆斯特朗飞行研究中心)。
1961年12月,鉴于贝尔飞机公司在飞机垂直起飞和着陆方面具有丰富的研究经验,德莱登飞行研究中心与该公司签订合同,出资5万美元用于登月训练模拟器的研究。1963年,航宇局与贝尔公司签订了价值360万美元、研制两套登月训练模拟器的合同。
1964年4月,两架原型模拟器制造完成,全称为月球着陆研究飞行器(LLR V)。当分别名为LLRV-1号和LLRV-2号的两架模拟器交付德莱登飞行研究中心时,人们无不为它们“丑陋傻气”的样子惊讶。
由于设计时没有考虑空气动力的因素,LLRV的结构极其简单,实际上不过是一个用铝合金管组成的框架。它的4条支腿支撑着一台垂直安装的通用电气公司生产的涡轮风扇发动机,所产生的18.6千牛的推力用于托起模拟器六分之五的重量,其余六分之一的重量则由两枚使用过氧化氢的主火箭支撑。两枚火箭的推力可以在0.4千牛~2.2千牛之间调节,不仅能够支撑六分之一的质量,还可以完成上升、下降和水平运动。另外,还有16个小型过氧化氢姿态发动机用于倾斜、偏航和滚动。
飞行员驾驶舱位于地面大约1.8米的高度,它的前面、上面和后面都是敞开的。前面安装一架方形控制台,飞行员根据控制板显示的各种数据,通过控制杆来做倾斜和滚动动作,用脚踏板控制偏航。驾驶舱还装有零高度弹射座椅,训练中如果发生灾难性故障,不管模拟器处于多大速度和高度,飞行员都可以借此把自己弹射出去,依靠降落伞安全着陆。
由于这种奇特的外形,有人把这种模拟器戏称为“飞行床架”,这个说法源于20世纪50年代英国研究飞机垂直起降技术的一种飞行模拟器。于是,LLRV和登月舱一样,成为阿波罗计划的另一个“怪异飞行器”。
1964年10月30日,LLRV-1号在爱德华兹空军基地进行了第一次飞行试验。试飞员乔·沃克驾驶它飞行了三次,最大飞行高达3米,累计时间近一分钟。接着,其他试飞员又进行了试飞。
LLRV-1号的试飞成功,证明它可以较好地模拟登月环境,安全用于航天员地面训练。随后,两套模拟器被运往休斯顿的约翰逊航天中心,供航天员在阿灵顿空军基地训练。在后来的训练中,LLRV-1号飞行7次,LLRV-2号飞行了198次。
三次惊险逃生
两套LLRV的研制成功使美国航宇局累积了经验。1966年该局与贝尔公司签订了另一份合同,要求再造三套模拟器。新模拟器每套造价250万美元,称为月球着陆训练飞行器( LLTV)。它基本与前两套相同,只是个别地方随着登月舱的改进做了修改,包括改用类似登月舱的控制系统;驾驶舱改成半封闭形式,以使飞行员的视野与登月舱相符。
三套训练飞行器分别命名为LLTV-B1、B2、B3。1966年12月和1967年1月,前两套分别运至休斯顿。当LLTV-B3运到时,加上以前的LLRV-1号和LLRV-2号,美国航宇局有了5套登月舱训练模拟器。
登月舱训练模拟器的研制给登月航天员创造了一个训练平台,使准备参加登月飞行的航天员积累了经验,增强了信心。尼尔·阿姆斯特朗曾表示训练给了他完成阿波罗11号登月任务的信心,他说:“没有类似的模拟器,阿波罗登月任务不会成功。”美国航宇局航天员办公室主任唐纳德·赖斯顿也说:“除了LLTV之外,没有其它方法模拟登月飞行。”
在训练过程中,作为一种简陋的飞行器,登月舱训练模拟器难免发生意外,它曾三次因各种故障坠毁,给航天员造成了很大风险。第一次意外事故发生在1968年5月6日。当天,阿姆斯特朗在艾灵顿空军基地驾驶LLRV-1号模拟登月飞行,突然间由于氦气失去压力,姿态控制系统失灵,处于9米高空的LLRV-1号先是向上翻滚,然后直接朝地面扎去,阿姆斯特朗来不及采取任何对策,只有及时弹射逃生。第二次事故发生在1968年12月8日,由于LLTV-B1因阵风失去控制,试飞员约瑟夫·阿尔格兰蒂也被迫紧急弹射。第三次是在1971年1月29日,因为LLTV-B2电气系统故障,航天员斯图·普雷森特除了逃生别无选择。三次事故导致三套登月舱训练模拟器坠地爆炸,所幸飞行员全都安全逃生且没有受到重伤,只有阿姆斯特朗在弹射中咬伤了舌头。
幸存的两套模拟器成了阿波罗计划的纪念品。登月任务圆满结束后,LLRV-2号送回德莱登飞行研究中心公开展览,LLTV-B3则留在约翰逊航天中心供游客参观。它们无形中成为阿波罗登月计划的证据之一。
登月舱训练模拟器的研制和使用,仅是阿波罗登月计划需要解决的千百个技术问题之一。当你了解了这些内容之后或许会说:哇塞,如果这个细致入微的航天工程是一场骗局的话,世界上恐怕没有一个骗子能泡制得出来。