ST-124-M3慣性プラットフォーム

ST -124-M3慣性プラットフォームは、サターンV型ロケットの加速度と姿勢を測定するための装置であった。これは、第3段（S-IVB）とアポロ宇宙船の間に収まる、高さ3フィート（0.91メートル）、直径22フィート（6.7メートル）のサターンV型ロケットのセクションであるサターンV計器ユニットによって運ばれた。その名称は、月面ミッション（M）で使用するための「安定したテーブル」（ST）を意味し、3つのジンバルを備えている。^[1]

これは、ST-80（レッドストーンで使用）、ST-90（ジュピターと初期のサターンI飛行で使用）、ST-120（パーシングミサイルで使用）を含む一連の類似装置の124番目でした。これらは、ドイツのV-2ロケットのシーメンスVertikant LEV-3誘導システムの後継です。^{[2] ST-124は、}マーシャル宇宙飛行センターで設計され、ニュージャージー州テターボロのベンディックスコーポレーション、エクリプス-パイオニア部門で製造されました。ST-124の組み立てには9人の男性が22〜24週間かかり、その時間の70パーセントは約3,000本のワイヤーの取り付けに費やされました。^[1]

ST-124安定プラットフォームは、サターンVの誘導、航法、および制御システムの一部でした。ST -124のデータは、ロケットデジタルコンピュータ（別の計器ユニットコンポーネント）によって、実際の飛行データとプログラムされた飛行計画を比較し、誘導修正を計算するために使用されました。ST-124はミッション中ずっと稼働していましたが、機体が大気圏内にあり、そこでは大きな抗力にさらされている間の誘導にはデータは使用されませんでした。この領域、基本的に第1段燃焼の時には、機体は単純な事前プログラムされた飛行計画に従いました。^[3]フランク・コーネラは、ニュージャージー州テターボロからアラバマ州ハンツビルのマーシャル宇宙飛行センターに計器（ジャイロと加速度計）を運びました^[要出典]。

機体の姿勢は、発射直前に固定された座標系を基準に測定されました。座標系は、X 座標が垂直、Z 座標がピッチ操作の方向 (ダウンレンジ、おおよそ東)、Y 座標が他の 2 つに垂直でクロスレンジ、おおよそ北から南です。ST-124 の中心には、固定方向に保持されたプラットフォームがありました。そのため、「安定プラットフォーム」と呼ばれています。このプラットフォームは、機体がロール、ピッチ、ヨーできるように 3 つのジンバルで接続されていましたが、機体がコースに沿って移動する間、安定プラットフォームは空間内で固定されていました。

プラットフォームは、搭載された 3 つのジャイロによって安定化されました。1 つは X 軸、1 つは Y 軸、1 つは Z 軸の回転を測定します。これらのジャイロは、フィードバック回路で整形された信号を生成し、内側、中間、外側のジンバルのトルク発生装置に送り返します。トルク発生装置は回転を正確に反転し、ジャイロ出力をゼロにしてプラットフォームを安定させます。

内側のジンバルには、加速度計3 台、振り子2 台、プリズム1 組も搭載されていました。加速度計は、X、Y、Z 軸に沿った車両の加速度を測定しました。その出力は、ナビゲーションの目的で、LVDC によって実際の車両の動きを測定するために使用されました。振り子は、発射前に X 軸を正確に垂直に設定するために使用され、プリズムは、発射直前に Y 軸と Z 軸の位置合わせに使用されました。プリズムは、発射台から 700 フィート離れた地上に設置されたセオドライトから ST-124 に送信された赤外線ビームを反射しました。セオドライトからのコマンドは、車両内のケーブルを介して ST-124 のトルク発生装置に送信され、安定したプラットフォームを正しい方位に向けました。

ジャイロ、加速度計、振り子には、ほとんど摩擦のない窒素ガスベアリングが組み込まれていました。これらには、非常に精密な機械加工と、ベアリング表面間の非常に小さな隙間が必要でした。寸法は20マイクロインチ（0.5μm）の許容誤差に抑えられ、^[4]窒素で満たされた隙間は約600〜800マイクロインチ（15〜20μm）でした。^[5]窒素は約15psiでジャイロに入り、 13psiで開くST-124の底部の圧力調整器を介して宇宙に放出されました。ST-124の左側にある大きな銀色の球には、ベアリング用の窒素が供給されていました。

ST-124 には、陽極酸化処理されたベリリウム製の部品が多数含まれていました。この材料が選ばれたのは、その剛性、軽量性、機械加工性、安定性のためです。ST-124 のケースは、高さ 7.5 インチ (19 cm)、直径 21 インチ (53 cm) のベリリウム製の短い円筒形でした。円筒の両端は、ほぼ半球形の 2 つのアルミニウム カバーで閉じられていました。ジンバルと、ジャイロと加速度計のいくつかの部品もベリリウム製でした。

軽量のベリリウムとは対照的に、ジャイロのローターはエルコナイトという非常に密度が高く、強度の高い合金で作られていました。これは、機械加工しやすいように銅タングステン ( W90/Cu10) を焼結させたものです。^{[説明が必要]}

ST-124内部のトルク発生装置やその他の電気機器から発生する熱は、アルミニウムカバーに組み込まれた冷却コイルによって放出された。15 ℃（59℉）のメタノールと水の混合液がコイル内を循環した。ST-124の内部温度は約42℃（108℉）で安定した。^[6]

• 
  計器ユニット技術マニュアルのST-124Mの図
• 
  ワシントン DC の国立航空宇宙博物館に所蔵されている後期型 ST-124
• 
  ST-124 ジンバルの図
• 
  ST-124と技術者
• 
  ST-124 はニュージャージー州テターボロの Honeywell Defense Avionics Systems で展示されています。
• 
  AB5-K8 ジャイロ内筒アセンブリ
• 
  AB5-K8 ジャイロガスベアリングアセンブリ
• 
  AB5-K8 ジャイロ
• 
  AB5-K8ジャイロの断面図
• 
  内側と中間のジンバル

• ビルシュタイン、ロジャー E. (1980)。「8: チェックアウトから打ち上げまで: 典型的なコンピュータ」。土星への段階: アポロ/サターン打ち上げロケットの技術史。NASA 歴史シリーズ。NASA。pp. 243–253。hdl : 2060/ 19970009949。ISBN 0-16-048909-1. NASA SP-4206; 97N-15592。
• Haeussermann, Walter (1970 年 7 月)。サターン打ち上げロケットのナビゲーション、誘導、および制御システムの説明と性能 (レポート)。NASA。hdl :2060/ 19700023342。NASA TN-D-5869; 70N-32653。
• Thomason, Herman E. (1965 年 9 月)。ST-124M 慣性プラットフォーム システムの概要 (レポート)。NASA。hdl : 2060/19650024833。NASA TN-D-2983; 65N-34434。これは、IU に関するほとんどの PDF ドキュメントよりも鮮明な図であり、ジャイロとガス ベアリングの内部を最もよく表示します。

• アストロニクス システム ハンドブック: サターン打ち上げロケット。IBM 社、アストロニクス研究所。1968 年 11 月 1 日。MSFC No. IV-4-401-1、IBM No. 68-966-0002、70N-70002。
• Moore, Richard L.; Thomason, Herman E. (1962 年 5 月)。ST-124 安定プラットフォームのジンバル形状と姿勢検知 (レポート)。NASA。hdl :2060/ 19620002325。NASA TN-D-1118; 62N-12325。ST-124 の初期の、説明的ではなく数学的な説明。この時点で ST-124 は 4 ジンバルのコンセプトでしたが、実際に飛行したバージョンには 3 ジンバルしかありませんでした。
• O'Connor, BJ (1964)。ST-124M 慣性安定プラットフォームの説明とサターン V ロケットへの応用。Hermann -Oberth-Gesellschaft。1964年 6 月 26 日。ドイツ、ダルムシュタット。Bendix Corporation ナビゲーション & コントロール部門。

• ウィキメディア・コモンズの ST-124-M3 慣性プラットフォームに関連するメディア