@ 2012.02.02 , 00:10

NASA史记:小成本解决上亿元的难题

前些年,当“星座计划”还未终止时,NASA的工程师们发现“战神I号”(Ares I)有一个关键的问题,这将会危害到整个计划。他们慌了,以为将要付出数亿美元的代价来弥补。

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接着他们发现其实只需要一顿超值套餐的钱就能搞定了

“战神I号”的问题并不是推进系统故障或是计算机失灵,而只是个简单的因果相关的物理现象。是这样,在发射的最后阶段,当固体助推火箭向下方喷射火焰时,整个火箭都会抖得很厉害,当这个震动达到了将乘员舱和推进器分隔开的那个大管子的共振频率时,乘员舱就会像疯了似的振动起来。当人类抖到那种程度时,会连显示屏上的字都看不清楚。如果宇航员看不清字,那么也干不了活;如果干不了活,还执行毛任务啊!

为了评估这个问题的影响程度,NASA召集了“人为因素部门”——他们从基础层面到应用层面来研究人类的感知和表现。事实上,上一轮振动测试就是他们做的。但那还是在50年前,“双子座计划”时期,那时的显示器还是模拟的,同所有东西一样,驾驶舱早就经历了翻天覆地的变化,是时候做一些新测试了。

第一步是做一个只能上下震动的椅子,这也是发射时飞行器震动的方向,振动频率为12Hz(平均值,常在10Hz到13Hz之间波动),所以他们需要一个震动频率在此范围内的机器来模拟震动,幸运的是,所需的机器早就被发明出来了,游乐园中那种模拟驾驶游戏中的座椅就是个完美的原型。

工程师们也考虑到随着“战神I号”速度的增加振动频率也将加大,通过他们的计算,当宇航员们在发射时承受4G的加速度时,还得从震动中额外承受0.7G,此时就算是最大的数字显示器也已经字迹难辨了。

休斯顿,我们有麻烦了...

如果采用弹簧或者反向马达之类的措施,预计将投入数百万美元,再加上数年的计划制定和实施,太耽误事儿了!

这时振动实验室提出了一个实在是非常好的主意:只要适时地选通显示器使其与火箭振动频率相一致,就可以完全解决这个问题了。他们只花了几块钱买了一堆电路,将它们连在显示器上,将选通频率设定为12Hz,搞定!

好吧,是差不多搞定。

显示器的可读性确实得到了极大的改善,但还不够完美。椅子振动频率是12Hz,选通频率也是12Hz,但还不是完美同步。文字看起来更清楚了不假,但总感觉它们晃来晃去的。所以他们又在椅子上面加上了些加速计,现在选通频率就和振动频率完美同步了,显示内容也变得格外清晰了。开销只是他们当初预计的很小很小很小一部分。


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