"Обра́тная разрабо́тка (обратное проектирование, обратный инжинеринг, реверс-инжинеринг; англ. reverse engineering) — исследование некоторого готового устройства или программы, а также документации на него с целью понять принцип его работы; например, чтобы обнаружить недокументированные возможности (в том числе программные закладки), сделать изменение или воспроизвести устройство, программу или иной объект с аналогичными функциями, но без прямого копирования." - определение в вики.
Факты и не факты.
Во многих областях человеческой деятельности мы постоянно сталкиваемся с некими явлениями, событиями, материальными объектами, про которое есть информация той или иной степени достоверности. И эту степень достоверности можно разделить на несколько градаций - две, три и более. Возьмем для простоты три градации - "факт", "не факт" и среднее - "как бы факт".
Рассмотрим ряд событий, связанных с лунными кораблями, через подобную "призму". Но отдельно (только одни корабли) рассмотреть не получится, только в связи со всем остальным комплексом оборудования.
Сначала про советскую лунную программу:
1. Космонавты на Луне не были - это факт.
2. Лунная ракета (переделанная марсианская Н-1) была - это факт.
3. Советская лунная ракета в испытательных полетах вела себя аварийно или не штатно - это факт.
4. Корабль для полета к Луне (будущий Союз) был - это факт.
5. Облет Луны черепашками - как бы факт.
6. Лунный посадочный корабль разрабатывался - это факт.
7. Был ли он готов к полету - не факт.
8. Лунную ракету Н-1 довели до рабочего состояния - не факт.
9. Лунные ракеты уничтожили (кроме некоторого задела по двигателям) - факт.
И можно много продолжать дальше.
Аполлон - Сатурн-5.
1. Сатурн-5 был и летал - это факт.
2. Двигатель F-1 был - это факт.
3. Выдавал F-1 свои заявленные параметры - как бы факт. Но может и не факт - в отличии от целого ряда других ракетных двигателей он не получил развития и продолжения, а в том виде как был - перестал выпускаться.
4. Сатурн-5 соответствовал своим характеристикам по выведению груза на орбиту - как бы факт. И Скайлэб тому подтверждение. Но Скайлэб не имела развития, есть некие спорные и не достоверные моменты. Потому характеристики Сатурн-5 очень может быть, что и не факт.
5. Аполлон. Экспедиционный модуль, он же возвращаемый аппарат. Был - это факт.
6. С кораблем Аполлон проводились наземные тренировки с экипажем - это факт.
Можно и далее пройтись по всем элементам программы Аполлон, но нас больше всего интересует сам лунный корабль, потому посмотрим через призму факт/не факт на Лунный Модуль.
Что видели сотни репортеров, десятки тысяч зрителей на старте?
Закрытый обтекателем (адаптером) ЛМ. Был ли он там? Как бы факт. А может не факт?
Если попытаться просмотреть в хронологическом порядке ту информацию, которая была доступна рядовому американцу и нашим специалистам (и совсем немного нашим гражданам), то все выглядело при мерно так:
1. ЛМ установленный на Сатурне 5 и закрытый адаптером. Причем, это скорее уже "послезнание". Была ракета Сатурн и был Аполлон. Про ЛМ до полетов информации было совсем мало (если вообще что то было). Старт на Луну.
2. Видео с Луны. Крайне невысокого качества.
И фото, с телеэкрана:
3. После возвращения - фотографии, как в черно-белом, так и в цветном виде.
Причем, на этих, первых фотографиях ЛМ как самостоятельный объект съемок практически не присутствует. Фон, реквизит. Частично или отдельные элементы.
Помню книгу 1972 или 1973 года Пескова и Стрелиникова (Песков - Василий Михайлович) "Земля за океаном" - есть эпизод про астронавтов, и есть фото. Кстати, эпизод в той книге достаточно интересный, с позиции сегодняшнего времени.
4. Тогда же, примерно в 1970 г в различных изданиях, таких как "Ежегодник 1970" появляются основные технические характеристики, схема полета и схема самого ЛМ.
5. Затем, с последующими полетами количество информации лавинообразно нарастает. Появляются фотографии модуля на Луне, появляются схемы, описание устройства.
Вроде бы все логично. Но есть ряд "интересностей".
Тренировки с Аполлонами (экспедиционный или командный модуль) проводятся, а с ЛМ? Ведь сложность работы со вторым намного выше?
Переход в Лунный модуль, его стыковка отстыковка на орбите Земли вроде как проводилась. Причем все это вполне себе изрядный героизм - если бы не удалось состыковаться с командным модулем, то астронавты в ЛМ погибли бы, поскольку приземлиться на Землю ЛМ не мог.
Но ведь много банальных наземных тренировок: надеть и снять скафандр, загерметизировать и разгерметизировать модуль (большая вакуумная камера была) пролезть через люк в раздутом скафандре, потренироваться на лесенка. Простые бытовые вещи - поесть попить, пописать, покакать, утилизировать памперсы - да очень много действий, которые надо проверить на Земле, прежде чем лететь. Где про это информация?
Но только спустя 50 лет были рассекречены фотографии неких наземных тренировок. Где то на дзене про это даже есть статья с несколькими фото. Там действительно было что секретить?
Немного про секретность. Читал интересную книгу: "Личные мемуары моей работы в Локхид"
Тема, во многом секретная до сих пор, однако работавшие над этим специалисты книги пишут.
Есть "Верхом на ракете" от Майка Маллейна
Про полеты на Шаттле и много про внутреннюю "кухню" НАСА.
Эпическое событие с полетом на Луну гораздо более насыщено информацией и событиями, свершениями, нежели даже полеты Шаттлов, не говоря уже о разработках каких то самолетов.
Можно было бы ожидать много интересного от участников всего этого процесса, в частности - решение совсем новой задачи - сделать лунный корабль. Но все очень ограничено - в основном в рамках официальной информации. Секретность?
Аргумент про то, что при задействии большого количества людей подделку (фальшивые полеты) не спрячешь, работает. А правду - разработку модуля, тренировки - оказывается можно спрятать? Там же то же тысячи сотрудников участвовали?
Есть ряд фотографий, показывающие процесс установки ЛМ на ракету Сатурн-5 в монтажном корпусе.
Но не очень понятно, когда они были сняты и когда выложены в открытый доступ. Вполне себе могут быть таким "послезнанием".
Это съемки до полета или после полета? Или вместо полета?
Рассмотрим эпизод с наземными тренировками посадки на тренажере. Было изготовлено несколько (вначале два, затем еще три) аппаратов.
Описание устройства аппарата:
"Аппарат составлен из алюминиевых рам треугольной формы с четырьмя стойками шасси, закреплённых стропами. Кабина пилота располагается между двумя передними стойками, бортовая система управления — напротив, между двумя задними.
Турбореактивный двигатель установлен вертикально в кольце карданного подвеса в центре летательного средства. Во время полёта гироскопы удерживают реактивный двигатель вертикально независимо от положения аппарата. Поскольку сила тяжести у поверхности Луны составляет шестую часть от Земной, тяга этого двигателя поддерживается на уровне 5/6 от веса аппарата. Два основных двигателя — пероксид-водородных, которые закреплены на шасси аппарата, развивают тягу в оставшуюся 1/6-ю часть веса аппарата, осуществляя задачу подъёма и спуска, а также позволяя маневрировать аппаратом в горизонтальной плоскости. Основные двигатели всегда работают в паре, чтобы устранить неравномерную тягу. Реактивный двигатель и два основных создают условия пребывания в поле тяготения Луны.
Управление креном, тангажом и рысканьем осуществляется при помощи 16 малых пероксид-водородных двигателей, связанных с кабиной пилота через электронную систему управления полётом. Для создания необходимого давления в топливной системе на основе пероксид-водорода двух основных и 16 рулевых двигателей используется гелий под высоким давлением, находящийся в баках, установленных на шасси тренажёра.
Кабина пилота находится приблизительно на высоте 1,8 м над Землей и на первых образцах летательного средства (LLRV) она была открытой спереди, сверху и сзади. В модифицированной версии аппарата (LLTV) кабину изменили так, чтобы обеспечить пилоту такой же обзор, как и в реальном лунном модуле. Ручка управления использовалась для контроля за креном и тангажом, а педали — для рысканья. На небольшую панель управления вынесены трекбол, средство индикации работы реактивного двигателя, а также индикаторы вертикальной, горизонтальной и угловых скоростей, связанные с радиолокационным блоком.
Простая система измерительных приборов передаёт режимы работы двигателей, положение аппарата и данные по скорости на наземную приёмную станцию для отслеживания параметров полёта и последующего их изучения.
Конструкция аппарата обеспечивает безопасность пилота на всех стадиях полёта. Для этого система катапультирования позволяла спасти пилота, когда аппарат ещё находился на Земле. В случае выхода из строя двух основных двигательных установок у пилота была возможность посадить аппарат при помощи резервной системы на основе 6 пероксид-водородных двигателей."
Результаты:
"В декабре 1966 первый LLTV был доставлен в Хьюстон, в январе 1967 — второй. Второй борт был модифицирован и в нём уже присутствовали средства управления (в частности, трёхосевой джойстик) и эргономика кабины, которые впоследствии использовались в реальных посадочных лунных модулях.
К моменту прибытия в Хьюстон, где пилоты должны были стать инструкторами для астронавтов, LLRV №2 был в полёте 7 раз, тогда как аппарат №1 — 198.
Впоследствии 3 из 5 летательных тренажёров были разрушены во время тренировочных полётов: LLRV №1 в мае 1968 года и два LLTV в декабре 1968 года и январе 1971 года. Два происшествия в 1968 году, примерно за год до будущего прилунения первых астронавтов, не помешали руководителям проекта продолжить подготовку к высадке."
Результаты - не очень, если мягко сказать. Но мы посмотрим техническую сторону вопроса.
Тренажер:
Максимальная взлетная масса 1780 кг
Лунный модуль:
Масса 15000 кг с топливом в посадочной ступени и 7000 кг без него (округленно).
Упрощенная модель ЛМ с точки зрения теоретической механики - твердое тело в виде цилиндра:
Упрощенная модель тренажера - диск (цилиндр малой высоты)
Вспомним немного теории. 6 степеней свободы твердого тела:
При приложении силы в ЦТ твердого тела, оно, твердое тело, начинает двигаться. С ускорением, в соответствии с F=ma. Что бы остановить движущееся тело, нужно приложить силу, направленную противоположено. Скорость, которую приобретет тело, зависит от массы тела, приложенной силы и времени воздействия силы.
Тренажер, при пропорционально меньших силах тяги двигателей - в сравнении с ЛМ - какое то подобие по линейным перемещениям обеспечивал.
При приложении силы не в ЦМ твердое тело начинает вращаться. С угловым ускорением. Скорость вращения, приобретаемая телом, почти так же как и при линейном перемещении, зависит от приложенной силы, времени воздействия, но добавляется расстояние от ЦМ до точки приложения, определяемое по перпендикуляру к вектору этой силы. А мерой массы при вращении служит момент инерции твердого тела.
Этот момент инерции пропорционален массе твердого тела, квадрату линейный размеров и особенностью распределения массы.
Если сравним тренажер и ЛМ, то обнаружим, что по вращательному движению подобие не соблюдается - тренажер имел меньшую массу и меньшие размеры, а следовательно, намного меньшие моменты инерции.
Кроме того, цилиндр и диск при равной массе имеют различные моменты инерции относительно всех трех осей.
Различие при управлению вращательными движениями примерно как между большим самолетом и маленьким самолетом, или его уменьшенной копией.
Это хорошо знают все летчики, пересаживающиеся с учебного Як-52 на Боинг, Аэрбас, или даже Ан-24. Еще лучше это знают летчики испытатели, которые поднимают в воздух маленькие самолеты.
Моделисты-копиисты на соревнованиях летающих моделей-копий постоянно сталкиваются с этим - по крену, тангажу и курсу модели все гораздо более "вертки" и тяжело обеспечить достаточную похожесть.
То есть что получается по факту?
Тренажер был. Сидячее положение пилота, управление джойстиком и педалями - мало общего с управлением ЛМ.
Результаты тренировок были скорее отрицательные.
Если бы и были эти результаты положительные, то к реальному ЛМ они не применимы. И астронавты полетели на Луну, не умея приземляться.
А как же Bell Helicopter Company? Неужели они не учли таких простых вещей? Это вряд ли...
Скорее всего, они разработали такой, достаточно совершенный тренажер, имея очень "куцее" ТЗ - без тех характеристик ЛМ, которые появились намного позже.
Подытожим.
В комментариях мне постоянного говорят, что мои статьи не законченные - в них нет однозначного вывода - "летали" или "не летали". Но в нашей жизни нет чёткого и однозначного разделения на черное и белое - всегда есть много полутонов и оттенков. Надо думать своей головой, а не принимать на веру то, что вам скажут.
В этой статье можно было бы так же и оставить - тема для размышлений.
Тем не менее выскажу очень предположительный вариант развития событий.
Программа Сатурн-Аполллон была очень сложная, затратная, много векторная. Необходимо разрабатывать двигатели, ракету, орбитальный корабль, скафандр, много биологических вопросов - и все в очень ограниченное время. По многим элементам были наработки, прототипы - тот же двигатель Н-1 есть прототип F-1, Джемини - прототип Аполлона и т.д. У ЛМ прототипов не было - автоматы летели на Луну в одну сторону и были много меньше - опыт, безусловно использовался, но вопросов и проблем было на порядок больше.
К моменту необходимости полета на Луну по ЛМ еще и "конь не валялся" - проработка была в зачаточном состоянии, примерно в объеме эскизного проекта.
Тогда был сделан "реквизит", а что бы специалисты (и не специалисты) не смогли его раскритиковать как "сырой" - сделали его максимально непонятным, большим и с минимумом подробностей. Тем боле, что первая информация по ЛМ была очень ограничена.
Затем применили "реверс-инжиниринг". Сначала ЛМ обрел законченный внешний вид, весь укутанный теплоизоляцией и микрометеоритной защитой - в этом случае даже вид помятой бумаги и скотч находят объяснение.
Все технические параметры - такие как вес, запасы топлива и окислителя, характеристики двигателей - должны быть максимально правдоподобны, ибо легко проверяются расчетами. Их просчитали и выложили в открытый доступ.
От внешнего вида вовнутрь шла проработка модуля. Отсюда вылезло много нелогичных вещей, таких как плоские поверхности под давление или отсутствие газоотводного канала у взлетного двигателя. Но так как этим занимались конструкторы, то каких либо чрезмерных "ляпов" не было.
По разработанной документации были изготовлены модули, которые мы видим на фотографиях и в музеях.
Все это объясняет и неувязки с летающим стендом, и отсутствие в свое время информации о наземных тренировках, и засекреченность этой, вроде как не секретной информации и многое другое.
Я предположил такой упрощенный вариант событий, условно скажем "черный". Официальная информация - "белый" вариант. Истина скорее всего какая то "серая" - что то среднее.
Добавлю.
В виде небольшой шутки.
Есть на просторах интернета известная, определенному кругу пользователей, картинка:
Ее можно попробовать смотреть в обратной последовательности.
Вначале дизайнеры предложили наиболее футуристический вариант:
На что инженеры сказали:
- Ну бред же...
Тогда дизайнеры вид немного подкорректировали:
- Если вот так? - спросили дизайнеры
- Нее... - сказали инженеры
Посовещались и предложили так:
- Теперь хорошо?
- Ну что вы!!!
- Ладно, а вы как видите, по своему, по инженерному?
Вот так:
- Но это же скучно...
- .... много слов по массу, давление, топливо, безопасность, эргономику...
