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[涨姿势] NASA 如何解决“Pogo 问题”并让人类登上月球

作者：精品下载站 日期：2024-12-14 01:10:41 浏览：19 分类：涨姿势

NASA 如何解决“Pogo 问题”并让人类登上月球

如果不解决这个问题，人类可能永远无法登上月球。

[涨姿势] NASA 如何解决“Pogo 问题”并让人类登上月球

土星五号在其唯一一次夜间发射。

图片来源：NASA/Flickr。

当美国宇航局第一次开始向太空发射火箭时——距离第一架飞机升空还不到半个世纪——它遇到了所谓的“pogo 问题”。

作为无人阿波罗 6 号任务的一部分，土星五号火箭的第一级燃烧发射期间，火箭沿其长度经历了振荡，就像弹簧在弹簧单高跷上上下运动一样。

“当燃料和氧化剂供给管线中的部分真空到达发动机燃烧室导致发动机跳动时，就会发生 Pogo，”美国宇航局约翰逊航天中心的约翰·乌里解释道。 “这些振动随后沿着运载火箭的轴线传播，导致指令舱产生剧烈振动，并对航天器登月舱适配器（SLA）造成一些表面结构损坏。如果宇航员在船上，他们会经历严重的振动，甚至可能受伤。”

这个问题在之前的火箭发射中就曾出现过，包括用于双子座计划的泰坦二号。尽管这听起来似乎没什么大不了的，而且指挥舱内的机组人员本来可以完全安全，但它导致马歇尔太空飞行中心主任沃纳·冯·布劳恩得出结论，除非解决这个问题，否则“我们就无法登上月球。”

NASA 成立了一个 Pogo 工作组来研究这个问题并提出解决方案，得出的结论是，他们应该“失谐”发动机，并通过用氦气填充液氧供给管线上的预阀腔来改变振动频率。

“在点火前向这些管线中注入氦气将有效地起到减震器的作用，以防止振动在燃料和氧化剂供给管线上上下传播，”乌里解释道。

这种方法效果很好，很快美国宇航局就能够将宇航员送上月球。然而，弹簧单高跷效应继续给航天局带来问题，特别是在近乎灾难性的阿波罗 13 号任务期间。

“在第二阶段燃烧期间，中央 J-2 发动机发生了两次 pogo，正如之前任务所预期的那样，但第三次发生严重偏离，发动机附件的加速度估计达到 34 g（加速度计超出范围）在发动机燃烧室低位压力传感器命令关闭之前，”美国宇航局在一份关于太空飞行中 pogo 的报告中解释道。 “根据飞行后调查的估计，如果不发生灾难性的结构故障，只有再持续一个振幅增长周期。”

在第二次事件（阿波罗 13 号问题中最小的一个）发生之后，美国宇航局在随后的所有阿波罗任务中都安装了 pogo 抑制器。此后，虽然在第二阶段烧伤期间出现了几秒钟的小嗡嗡声，但没有经历过 pogo。

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