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（转载请注明出处） 两个半月之后的阿波罗5号任务显得平淡无奇，没有装人也没有拿土星V当坐骑，确实不那么吸引眼球。这次任务的关键在于首次试验了格鲁曼公司的登月舱LM1，这只四脚怪装在头锥与土星IB火箭第三级的结合部里。试验项目包括登月舱结构和设计，下降发动机和上升发动机的点火和工作。入轨45分钟后，在222千米的轨道上，土星火箭第三级和登月舱分离。登月舱姿态控制小发动机遥控启动，将其与头锥分离，绕地球两圈后，登月舱下降发动机点火38秒，进行下降试验。过了一段时间，在961千米高度再次点火33秒，进行上升试验。两次试验均获成功，但也出了一些小问题，比如下降发动机推力不够稳定等等。 在5号飞行之后，穆勒等人认为没必要再搞登月舱原型的不载人试验了，毕竟离69年底只有23个月了，干革命一万年太久，只争朝夕。于是原定的LM2发射计划被取消。但是，下降发动机的推力不稳总归是个让人闹心的事，穆勒带人逛了逛格鲁曼和发动机分包商贝尔公司，虽然贝尔保证能在规定时间里改进，但穆勒和乔治.劳还是不踏实，和格鲁曼紧急磋商，提出俩方案：一是用贝尔的发动机和北美航空洛克达因分部的喷注器，二是用贝尔的发动机和喷注器。最后，乔治.劳拍板用A计划，组合试验证明问题最终被解决了。 除了下降发动机，登月舱在飞行时还出了点事，包括窗子破裂、舱体变形等等。为此，格鲁曼加班加点，试验了1400多个部件。因为登月舱有了改变，LM2这个原型也就不能用了，于是作为展品置于华盛顿航空航天博物馆内陈列至今。  LM2，哦，对不起，上错图了  这才是正版 OK，土星V火箭可行，指令舱又可以承受高速再入，登月舱又改过了，就得把这些玩意攒一堆全须全尾地试试了。这就是阿波罗6号。 1968年4月4日，正是马丁.路德.金被种族分子在孟菲斯暗杀的那天，土星V号火箭发射了阿波罗6号，这次主要是检验完整系统的结合特性和适应性，诸如飞船载荷、火箭各级的分离特性、分系统的运行及应急检测系统的工作特性，同时还鉴定了模拟从月球返回地球的条件下，高速再入大气层时指令舱的防热结构。飞船内还带了一台立体成像照相机，对于研制资源类卫星颇具意义。  I have a dream，斯人已逝 飞行规划是：在入轨之后，土星V第三级在运行第二圈时再次点火，然后与飞船系统分离，接着利用飞船服务舱主发点火推进、加速，达到从月球返回时的速度再入大气层。服务舱发动机点火时间达到442秒，比实际登月要求时间还长，服务舱主发把飞船推进到22209千米高度，最后飞船指令舱以每秒10千米的速度再入大气层。整个飞行时间只有10小时。实际飞行也确实完成了全部预定任务，在后来的一份资料里轻描淡写的说：美中不足的一个问题是土星V的一台J2发动机出现过早关机问题，后经分析是箭体晃动所致。 然而，当时的情况可远比这段文字凶险。 火箭发射之后，飞行一切正常，但当第一级即将停止工作时，问题出现了，火箭开始沿着箭体纵轴震动，也就是纵向耦合振动（POGO振动），这是箭体结构与推进系统动力学特性耦合而产生的纵向不稳定振动，详细点说是输送管路内推进剂的压力波动引起发动机推力脉动，导致箭体结构振动，进而加剧管路内压力波动，形成正反馈回路引起结构振动放大。振动会逐渐增大至某个峰值，如果没把火箭振散架的话，又会逐渐减小。但最轻微的也会让一些元件工作失常和工作不稳定。至于人嘛，中国第一名航天员杨利伟就遇到了POGO振动，看看他的描述：“……大漠颤抖、天空轰鸣。火箭逐步地加速，我感到压力在渐渐增加。因为这种负荷我们训练时承受过，我的身体感受还挺好，觉得没啥问题。但就在火箭上升到三四十公里的高度时，火箭和飞船开始急剧抖动，产生了共振。这让我感到非常痛苦。人体对10赫兹以下的低频振动非常敏感，它会让人的内脏产生共振。而这时不单单是低频振动的问题，还是这个新的振动要叠加在大约6G 的一个负荷上。这种叠加太可怕了，我们从来没有进行过这种训练。我担心的意外还是发生了。共振是以曲线形式变化的，痛苦的感觉越来越强烈，五脏六腑似乎都要碎了，我几乎难以承受。心里就觉得自己快不行了。飞行回来后我详细描述了这个难受的过程。”  POGO振动让杨利伟猝不及防 回来说阿波罗6号，当第一级即将完成使命前约10秒钟，整个箭体的振动达到了让人担心的程度。祸不单行的是火箭前端用来保护登月舱的圆锥形整流罩的外皮也脱落了几大块。这个部位将来是要承受因过载而倍增的指令舱重力作用的，其结构完整性一向引人关注。 好歹第一级火箭脱落了，土星V号继续这么七颠八颤地继续飞行，等到二级火箭工作到一半的时候，1台J2发动机也不由自主地哆嗦开了，于是乎控制系统把它关了，没成想这玩意一熄火，另一个也关了，结果剩下三台发动机的推力就不对称了。土星V的控制系统可没有对付2台发动机同时趴窝的设计，但确实打得底子好，居然能抵消偏轴推力，让剩余发动机利用残余燃料工作了更长时间，到底撑到了二级工作结束。三级首次点火就将飞船送入轨道，但随后的二次开机却失败了。总之，这次飞行就是这样子滴。 这下子NASA可发愁了，这POGO振动怎么办啊（这是世界级难题，至今也没有根治），后面的载人任务还等着呢。POGO振动既然根治不了那就想辙压着：在液氧输送管路的空腔里注入氦气以衰减压力波动，强压着第一级的颤动。再看看第二级的事，严格测试J2并审查J2的设计，终于发现液氢管道里的一处设计缺陷，不但导致了二级的J2关机，还阻止第三级的发动机二次开机。  嗯，原因只有你想不到的，没有干不出的 那另一台J2关机的原因呐？居然是接线错了！于是给故障发动机的关机指令送错了，把本来好好工作的另一发动机活活给关了！牛逼吧，所以工匠精神不是那么好做到的，老美这么重要的国字号工程也照出幺蛾子。 整流罩的问题是因为火箭超音速飞行时和大气摩擦发热，导致整流罩软木隔热层分离出的湿气和空气膨胀，特么外皮居然是这么给撑破的。后来在整流罩表皮上凿了一堆排气孔完事。 好了，终于把问题整明白了，阿波罗7号也摩拳擦掌，跃跃欲试了。 |
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