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阿波罗计划系统工程报告 系统工程案例： 阿波罗计划，又称阿波罗工程，是美国从1961年到1972年组织实施 的一系列载人登月飞行任务。目的是实现载人登月飞行和人对月球的实 地考察，为载人行星飞行和探测进行技术准备，它是世界航天史上具有 划时代意义的一项成就。阿波罗计划始于1961年5月，至1972年12月第6 次登月成功结束，历时约11年，耗资255亿美元。 在工程高峰时期，参 加工程的有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构，总人数超过30 万人。 整个“阿波罗”工程包括：确定登月方案；为登月飞行作准备的4项 辅助计划；研制“土星”号运载火箭；进行试验飞行；研制“阿波罗”号飞 船；实现载人登月飞行。 登月方案 包括论证飞船登月飞行轨道和确定载人飞船总体布局。 从“阿波罗”号飞船的 3种飞行方案中选定月球轨道交会方案，相应地确 定由指挥舱、服务舱和登月舱组成飞船的总体布局方案。 辅助计划 为登月飞行进行准备的 4项辅助计划是：“徘徊者”号探测 器计划(1961～1965年)：共发射9个探测器，在不同的月球轨道上拍摄月 球表面状况的照片1.8万张，以了解飞船在月面着陆的可能性。“勘测 者”号探测器计划(1966～1968年)：共发射5个自动探测器在月球表面软 着陆，通过电视发回8.6万张月面照片，并探测了月球土壤的理化特性 数据。“月球轨道环行器” 计划(1966～1967年)：共发射3个绕月飞行的 探测器，对40多个预选着陆区拍摄高分辨率照片，获得1000多张小比例 尺高清晰度的月面照片，据此选出约10个预计的登月点。“双子星座”号 飞船计划(1965～1966年)：先后发射10艘各载2名航天员的飞船，进行医 学-生物学研究和操纵飞船机动飞行、对接和进行舱外活动的训练。 运载火箭 “阿波罗”号飞船使用大推力的“土星”号运载火箭发射。运 载火箭研制分两个阶段进行：研制“土星”1号和1B号，用以获取大型运 载火箭的研制经验并进行“阿波罗”号飞船的飞行试验。研制“土星”5号巨 型3级运载火箭作为飞船登月的运载工具。 试验飞行 1966～1968年进行了 6次不载人飞行试验，在近地轨道上 鉴定飞船的指挥舱、服务舱和登月舱，考验登月舱的动力装置。1968～ 1969年，发射了“阿波罗”7、8、9号飞船，进行载人飞行试验。主要作 环绕地球、月球飞行和登月舱脱离环月轨道的降落模拟试验、轨道机动 飞行和模拟会合、模拟登月舱与指挥舱的分离和对接。按登月所需时间 进行了持续11天的飞行，检验飞船的可靠性。1969年 5月18 日发射的“阿 波罗”10号飞船进行了登月全过程的演练飞行，绕月飞行31圈，两名航 天员乘登月舱下降到离月面15.2公里的高度。 “阿波罗”号飞船 “阿波罗”号飞船由指挥舱、服务舱和登月舱3个部 分组成。指挥舱 航天员在飞行中生活和工作的座舱，也是全飞船的控 制中心。指挥舱为圆锥形，高3.2米，重约6吨。指挥舱壳体结构分为3 层：内层为铝合金蜂窝夹层结构，中层为不锈钢蜂窝夹层隔热层，外层 为环氧-酚醛树脂烧蚀防热层。舱内充以34.3千帕(0.35大气压)的纯氧， 温度保持在21～24 。指挥舱分前舱、航天员舱和后舱3 部分。前舱内放 置着陆部件、回收设备和姿态控制发动机等，航天员舱为密封舱，存有 供航天员生活14天的必需品和救生设备。后舱内装有10 台姿态控制发动 机，各种仪器和贮箱，还有姿态控制、制导导航系统以及船载计算机和 无线电分系统等。服务舱 前端与指挥舱对接，后端有推进系统主发动 机喷管。舱体为圆筒形，高6.7米，直径4米，重约25吨。服务舱采用轻 金属蜂窝结构，周围分为6个隔舱，容纳主发动机、推进剂贮箱和增 压、姿态控制、电气等系统。主发动机推力达95.6千牛(9.75吨力)，由计 算机控制，用于轨道转移和变轨机动。姿态控制系统由16台火箭发动机 组成，它们还用于飞船与第三级火箭分离、登月舱与指挥舱对接和指挥 舱与服务舱分离等。 登月舱 由下降级和上升级所组成，地面起飞时重14.7吨，宽4.3米，最 大高度约7米。下降级：由着陆发动机、4条着陆腿和4个仪器舱组成。 着陆发动机推力可在 4.67～46.7千牛(476～4760公斤力)范围内调节，发 动机摆动范围为6° 。着陆腿末端有底盘，上面装有