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LE SYSTEME SPECIAL D'ALIMENTATION ELECTRIQUE DU MODULE LUNAIRE






Cette partie traite du sous-système d'alimentation électiruqe du module lunaire.
Il est décrit dans la partie 5 du manuel du module lunaire.
Lien vers le manuel du module lunaire





Ils disent:
"Le retour à la terre dans le module lunaire est généralement accompli à travers la structure métallique, alors que le retour à la terre dans le module de commande est isolé de la structure métallique."
Le problème est que, lorsque le module lunaire est arrimé au module de commande, et le module de commande fournit la puissance au module lunaire, la structure métallique du module lunaire fait contact avec celle du module de commande, ce qui signifie que le retour à la terre du module lunaire est aussi la structure métallique du module de commande.







Ceci est le schéma du circuit de contrôle de courant et tension des batteries.







Un ampèremètre, cerclé de rouge, mesure le courant qui le traverse; à propos de cet ampèremètre, ils disent ceci:
"l'échelle de mesure est graduée de 0 à 120 ampères, quoique le signal d'entrée soit considérablement plus petit."
En effet, le courant qui le traverse ne peut être plus grand que 2 ampères, car il passe à travers un fusible de 2 ampères que j'ai cerclé de rouge.
Utiliser une échelle de 0 à 120 ampères pour mesurer un courant plus petit que 2 ampères n'a pas de sens.
L'indication lue sur l'ampèremètre sera moins que précise, insignifiante.







Maintenant, un fan d'Apollo m'a fait remarquer qu'il y avait une branche partant sur la gauche, et que le courant important pouvait provenir de cette branche.
J'ai donc regardé ce qu'il y avait sur la gauche, et j'ai vu qu'elle allait à un interrupteur rotatif; tous les contacts de cet interrupteur rotatif passent à travers des fusible 1/8 AMP; j'en montre deux d'entre eux, cerclés d'orange, mais les autres contacts proviennent également de tels fusibles.






Donc, même depuis la branche gauche, un important courant ne peut provenir qui justifierait l'emploi d'un ampèremètre gradué jusqu'à 120 ampères.







Ceci est le schéma du circuit primaire de contrôle de la tension du bus.






Une porte OU, que j'ai cerclée d'orange, reçoit trois signaux qui indiquent si la tension est plus petite que 112 volts, ou si sa fréquence est plu petite que 298 hertz ou plus grande que 402 hertz, et, dans l'une de ces occurrences, sa sortie est mise à 1, et alimente un relais qui permet d'allumer une lampe d'avertissement.
Le courant alternatif est envoyé dans des convertisseurs qui le convertissent, l'un sa tension en un courant continu, et l'autre sa fréquence en un courant continu.
Mais ces convertisseurs ne font qu'un travail de conversion, ils ne font pas de comparaison du courant qu'ils produisent avec des tensions correspondant aux contrôles qui doivent être effectués (i.e. la tension du courant alternatif ne doit pas tomber en dessous de 112 volts, et sa fréquence doit rester comprise entre 398 et 402 hertz).
Il manque des comparateurs derrière ces convertisseurs pour faire ces comparaisons.







Sur ce circuit modifié, j'ai rajouté les comparateurs qui manquent, et qui permettent de faire les contrôles nécessaires.







Un voltmètre permet de mesurer la tension de l'un des signaux arrivant sur un interrupteur rotatif.
Chacun de ces signaux est compris entre 0 et 5 volts, ce qui signifie que, quel que soit la position de l'interrupteur rotatif, le signal qui traverse la voltmètre est également compris entre 0 et 5 volts.
Le problème est que ce voltmètre est gradué de 20 à 40 volts.
Expliquez moi comment un voltmètre qui est gradué de 20 à 40 volts peut indiquer une tension qui est plus petite que 5 volts?







Ceci est le schéma de détection de mauvais fonctionnement des batteries.







Une porte OU, que j'ai cerclée de rouge, reçoit les sorties de défaut des batteries, une entrée par sortie défaut de batterie.







Par exemple, la sortie défaut de la batterie 2 (colorée en orange) rentre dans une entrée de la porte OU, et la sortie défaut de la batterie 3 (colorée en violet) rentre également dans une entrée différente de la porte OU.
Si l'une des sorties défaut monte haut, la sortie de la porte OU monte également, et allume une lampe d'avertissement.







Maintenant, ce qui est anormal est que les sorties défaut des batteries 2 et 3 sont reliées ensemble (par la liaison que j'ai colorée en rouge), alors qu'elles devraient rentrer séparément dans des entrées de la porte OU.
Le résultat est que, si l'une des sortie défaut est à l'état bas, elle forcera aussi à l'état bas l'autre sortie défaut, même si celle-ci devrait passer à l'état haut, empêchant ainsi la sortie de la porte OU de monter, et d'allumer la lampe d'avertissement.







Ceci est le schéma de la logique de transfert de la puissance entre le module de commande et le module lunaire.
Ils disent ceci à propos de cette logique:
Pour transférer la puissance sur le module lunaire depuis sa puissance interne vers celle du module de commande:
- Le module de commande désactive la puissance du module lunaire
- Le module de commande initie la puissance du module de commande sur le module lunaire.
Inversement, pour transférer la puissance sur le module lunaire du module de commande vers le circuit interne du module lunaire:
- Le module de commande désactive la puissance du module de commande sur le module lunaire.
- Le module de commande active la puissance du circuit interne du module lunaire.








Le module de commande désactivant la puissance du module lunaire signifie que l'interrupteur que j'ai cerclé de rouge doit être changé de position.






L'interrupteur est à présent que la position basse, mais cela ne signifie pas que la puissance du module lunaire est déjà connectée à celle du module de commande, car la position basse de l'interrupteur n'est pas couramment connectée à la puissance du module de commande.






Les interrupteurs que j'ai cerclés en rouge doivent aussi être changés pour connecter la puissance du module de commande; c'est ce qu'ils appellent "Initier la puissance du module de commande au module lunaire".






Après que les interrupteurs aient été changés, la puissance du module lunaire est maintenant connectée à celle du module de commande.







Inversement "Désactiver la puissance du module de commande vers le module lunaire" signifie changer les interrupteurs que j'ai cerclés de rouge.







A présent ils ont été changés, de sorte que la puissance du module de commande n'arrive plus à l'interrupteur cerclé de rouge.
"Le module de commande initiant la puissance du module lunaire vers son circuit interne" signifie basculer cet interrupteur.







Après que l'interrupteur ait été basculé, la puissance du module lunaire a été transférée vers son circuit interne.







Mais ce n'était pas nécessaire de compliquer autant; La position basse de l'interrupteur cerclé de rouge pourrait être directement connectée de manière permanente à la puissance du module de commande, de sorte qu'il n'y ait qu'à basculer cet interrupteur pour changer la source de puissance du module lunaire.







Ceci est le schéma de la logique de relais de commande.







Le bouton d'abandon alimente des relais électromécaniques que j'ai cerclés de rouge; ces relais électromécaniques changent les interrupteurs que j'ai cerclés d'orange et de violet.
Ils disent ceci:
"Après que l'interface ait placé les batteries de remontée en service, des relais additionnels fournissent un signal de désactivation aux batteries de descentes et autres relais".
Les batteries de remontée sont mises en service par les interrupteurs que j'ai cerclés d'orange, et les relais additionnels sont ceux que j'ai cerclés de violet; le problème est que les premiers et le second sont basculés en même temps.
Les interrupteurs cerclés de violet sont changés simultanément avec ceux cerclés d'orange, et non après comme ils essaient de le faire croire.
S'ils avaient voulu retarder le basculement des relais additionnels relativement à l'activation des batteries de remontée, ils auraient dû les connecter à des relais électromécaniques commandés par l'action retardée du bouton d'abandon (ce qui était parfaitement possible, mais pas fait dans l'interface qu'ils montrent).







Ceci est le schéma du contrôle électrique de l'étage de descente.
Ils disent ceci à propos de ce contrôle:
"Les contrôles sont électroniquement verrouillés pour empêcher de permet un contact HV lorsqu'un contact LV est déjà fermé, et vice versa".







Deux barres parallèles barrées, annotées "HV", sur le chemin de l'activation HV, signifient que la commande d'activation du HV ne peuvent être prise en compte que si HV n'est pas couramment activé.
De même, deux barres parallèles barrées, annotées "LV" sur le chemin de l'activation du LV, signifient que la commande d'activation du LV ne peut être prise en compte que si le LV n'est pas couramment activé.
Mais ces contrôles n'empêchent pas d'activer HV si LV est déjà activé, ou d'activer LV si HV est déjà activé, ce qui sont les contrôles qui devraient être effectivement faits.
Empêcher l'activation de HV s'il est déjà activé n'est pas très utile, car, si HV est déjà activé, l'activer une seconde fois ne va pas changer son état.







Ceci est la manière dont les contrôles auraient dû être faits sur ce schéma modifié:
- L'activation de HV devrait être empêchée sur LV est déjà activé (j'ai changé l'annotation de "HV" en "LV").
- L'activation de LV devrait être empêchée si HV est déjà activé (j'ai changé l'annotation de "LV" en "HV").







Ceci est le schéma d'un inverseur.







Un convertisseur de courant continu fourni un signal régulé entre 53 et 60 volts.
Ce signal est converti en signal alternatif.
Le signal alternatif rentre ensuite dans un régulateur de tension qui fournit une sortie de contrôle qui rentre dans le convertisseur de courant continu, de sorte que la tension du courant alternatif est stabilisée à 115 volts AC.
Mais c'est une complication inutile, car il est plus simple de réguler un courant continu qu'un courant alternatif (cer le courant alternatif doit être converti en courant continu pour faire cette régulation).







En fait le régulateur aurait du directement faire la régulation depuis la sortie continue du convertisseur de courant continu, de sorte que la sortie de ce dernier soit directement régulée à 57,5 volts (qui devient 115 Volts AC après conversion en courant alternatif), comme je le montre sur ce schéma modifié.







Ils disent:
"Lorsque les batteries EPS sont en usage, la boucle de refroidissement de glycol doit être en opération; si cette restriction n'est pas observée, les composants de la batterie seront endommagés. la seule échappatoire à ceci est à basse puissance (200 watts ou moins); alors les batteries peuvent opérer 8 heures d'affilée sans refroidissement".
Et, après ces huit heures, elles ont besoin d'être refroidies?
Comment ont-ils déterminé ce chiffre?
Cela dépend aussi de la température ambiante qui peut changer!
Ils ne spécifient pas à quelle température ambiante cette estimation est valide.







Ils disent:
"Lorsque la puissance est fournie, la température doit être maintenue entre +29° and +100° F.
Si cette restriction est dépassée, la batterie serait endommagée, ou la tension de sortie pourrait sortir des spécifications (moins que 26,6 volts DC)."
29°->100° dans l'échelle Fahrenheit représente -1,6°->37,7° dans l'échelle Celsius.
Ce n'est pas très tolérant; il semble que vos batteries de voiture font mieux que les batteries du module lunaire!
Maintenant, qu'est ce qui permet de contrôler la température dans le module lunaire?
Les batteries bien sûr!
Si les batteries ne sont pas capables de maintenir la température au-dessus du seuil bas de leur plage de bon fonctionnement, elles en seront encore moins capables une fois qu'elles ont perdu de la puissance après que la température ait franchi le seuil bas.






Donc, parce qu'elles perdent de la puissance et sont moins capables de maintenir la température, la température va tomber davantage; et, parce que la température tombe davantage, les batteries perdent plus de puissance, et, parce que les batteries perdent plus de puissance, la température tombe davantage, et parce que la température tombe davantage, les batteries perdent plus de puissance, et ainsi de suite...
C'est un cercle vicieux!







Ils disent:
"La puissance continue maximum inversée ne doit pas dépasser 350 volt-ampères. Elle peut aller jusqu'à 525 volt-ampères pendant 10 minutes. Si cette limitation est dépassée, les composants de l'inverseur pourraient être endommagés."
Si la puissance continue ne peut dépasser 350 volt-ampères, cela signifie qu'un excès de puissance au-delà de cette limitation causerait rapidement un dommage.
525 volt-ampères est bien au-delà de cette limitation, et il est donc évident que cela serait rapidement dommageable, dans un temps bien plus rapide que 10 minutes!







Ils disent:
"La puissance maximale du module de commande vers le module lunaire durant les phases d'arrimage est approximativement de 296 watts maximum (en moyenne approximativement de 108 watts).
Si cette restriction n'est pas observée, des coupeurs de circuits rentreront en action sur le module de commande, coupant la puissance au module lunaire.
Oh vraiment?
C'est plutôt brutal!
Pourquoi ne pas simplement limiter la puissance fournie à cette restriction plutôt que de carrément tout couper si elle est dépassée?







Ils disent;
"L'énergie électrique disponible de remontée est de 17,8 kilowatt-heures avec un courant de fuite maximal de 50 ampères par batterie, à 28 volts dc."
et ceci:
"L'énergie électrique disponible de descente est de 58,6 kilowatt-heures avec un courant de fuite maximal de 25 ampères par batterie, à 28 volts dc."
La puissance individuelle d'une batterie de remontée est égale à 17,8/2=8,9 kilowatt-heures, alors que la puissance individuelle d'une batterie de descente est égale à 58,6/5=11,72 kilowatt-heures.
Maintenant, les puissances ne sont pas données pour un même courant d'utilisation; la puissance indiquée pour les batteries de remontée correspond à un courant double de celui des batteries de descente.
Plus le courant sur lequel une batterie travaille est élevé, et moins longtemps elle durera, et, inversement, plus faible est le courant sur lequel travaille la batterie, et plus longtemps elle durera.
Pour une batterie idéale, elle durera deux fois moins longtemps pour un courant double; sa puissance serait exprimée comme: P=I*T, où I est le courant de décharge, et T le temps de la décharge.
Toutefois, un ingénieur allemand, Punkert, a montré que la puissance d'une batterie était en fait exprimée par la formule: P=T*I^k, où k est la constante de Punkert (^ est le symbole pour l'opérateur de puissance); plus la constante de Punkert est élevée, et plus vite la batterie de déchargera si le courant de décharge est augmenté.
Pour des batteries de qualité normale, cette constante est comprise entre 1 et 1,2.
Toutefois, pour des batteries de moindre qualité, cette constante peut aller au-delà de 1,2.
La puissance de la batterie de remontée étant exprimée pour un courant double des batteries de descente, si les batteries de remontée et de descente sont identiques, leur constante de Punkert est alors telle que: 0,5^(k-1)=8,9/11,72 (8,9 étant la puissance de batterie de remontée, et 11,8 étant celle de la batterie de descente pour un courant moitié de la batterie de remontée).
La résolution de cette équation donne: k=1,4.
Mais 1,4 ne correspond pas à une batterie de qualité, comme nous pourrions nous attendre à ce que la NASA les utilisent sur le module lunaire, mais à une batterie de médiocre qualité au lieu de cela.
Donc, soit les batteries de remontée sont moins puissantes que les batteries de descente, soit elles sont toutes deux de médiocre qualité:
Et utiliser des batteries de basse qualité pour la remontée n'est pas vraiment un choix avisé, surtout lorsque, en plus de leur travail normal de guidage...






...Elles doivent aussi assurer le fonctionnement du RCS qui doit constamment corriger le couple créé par le désalignement de la ligne de poussée avec le centre de gravité à cause du placement absurde d'un réservoir de remontée...







...Et elles ont aussi à assurer la maneuvre d'arrimage du module lunaire au module de commande.








Ils disent:
"Pendant les allumages du moteur de descente, les batteries correspondantes de descente et de remontée doivent être mises en parallèle pour prévenir une basse tension du bus due à une défection d'une batterie de descente"
C'est vrai, la mise en parallèle des batteries de descente avec les batteries de remontée assure qu'il n'y aura pas de chute de tension du bus dans la descente (à moins que les batteries de remontée n'aient aussi un problème); mais, si les batteries de descente ne sont pas assez fiables pour garantir la sécurité de la descente pour ce besoin, cela signifie que le même problème existe aussi sur la remontée.
Pourtant, sur la remontée, il n'y aura pas de batteries à mettre en parallèle avec les batteries de remontée pour garantir qu'il n'y aura pas de chute de tension du bus, et les batteries de remontée auront été partiellement déchargées dans la descente par cette mise en parallèle.
Cela signifie que, de manière à rendre la descente plus sûre, ils rendent la remontée encore moins sûre...







...Alors que les batteries de remontée ont encore plus de travail à faire, car elles doivent s'assurer que le RCS corrige constamment le couple créé par le désalignement de la ligne de poussée avec le centre de gravité, un problème qui n'existe pas dans la descente!
L'absurde à son sommet!







Ils disent:
"Pour les deux EPS: les coupeurs de circuits "CROSS TIE" sur le panneau 16 doivent être ouverts pendant les allumages du moteur de descente. Si cette restriction n'est pas observée, un court-circuit sur un bus pourrait affecter l'autre bus."
Ouvrir un coupeur de circuit est suffisant pour empêcher qu'un court-circuit sur un bus affecte l'autre.







Ils disent:
"Les EPS: le coupeur de circuit CROSS TIE BAL LOADS sur le panneau 11 doit être fermé en permanence: Si cette restriction n'est pas observée, la puissance redondante du système d'instrumentation et les affichage des EPS ne seront pas disponibles."
S'il doit être fermé en permanence, alors pourquoi ne pas simplement le remplacer par une connexion directe?







Ils disent:
"Le courant maximal sur une batterie de remontée durant les allumages du moteur de remontée (condition d'abandon) est de 104 ampères. A des courants plus élevés, la tension du bus peut tomber en dessous de la limite de fonctionnement."







Prenons une batterie qui produit une tension de 28V à un courant maximal de 50A.
Cela signifie que, si le courant de décharge reste en dessous de 50A, la tension entre les bornes de la batterie reste à 28V.
Le système relié à la batterie fonctionnera correctement si la tension reste au-dessus de 26V, mais cessera de fonctionner si la tension de la batterie tombe sous 26V.







A présent le système relié à la batterie lui demande un courant de 55A.
Ce courant est au-dessus du courant maximal que la batterie peut fournir à sa tension nominale, et ce courant excessif fait tomber la tension de la batterie à 25.99V.







La tension courante de la batterie est en-dessous de la limite de fonctionnement du système relié à la batterie, et ne lui permet pas de fonctionner.
Il cesse donc de tirer du courant de la batterie.







Parce que le système relié à la batterie ne lui tire plus de courant, car il a cessé de fonctionner, la tension de la batterie revient à la normale, un état qui permet à nouveau au système de fonctionner.






Donc, si le système relié à la batterie essaie de tirer un courant qui fait tomber la tension de la batterie en dessous de sa limite de fonctionnement, la tension de la batterie ne va pas rester sous cette limite de fonctionnement de manière persistante, mais va alterner entre sa tension nominale et la limite de fonctionnement du système.
La tension du bus continu ne va pas vraiment tomber sous la limite de fonctionnement, car, dès qu'elle l'atteint, elle remonte immédiatement.
Ce qui est sûr est que le système relié à la batterie ne va pas fonctionner correctement s'il essaie de tirer un courant qui ferait tomber la tension de la batterie en-dessous de sa limite de fonctionnement.






Ils disent:
"La tension de l'inverseur ne devrait jamais tomber en dessous de 110 volts ac; sinon le système de contrôle de l'étage de descente pourrait devenir inopérant."
Le DECA ne devrait pas devenir inopérant si la tension de sortie de l'inverseur tombe en dessous de 110 volts.
Si c'était le cas, cela voudrait dire qu'il est plus que peu sûr.
(Mais ne vous inquiétez pas pour eux; Souvenez-vous: Ils sont sur le plateau de la fausse lune!)