混合装置(V-2制导计算机)文章草稿

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 混合装置(V-2制导计算机)

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Mischgerät(混合器设备)于 1941 年由 Helmut Hölzer 设计,是第一个全电子计算设备,用于在动力飞行期间实现 Hölzer 的 V-2 火箭稳定性控制逻辑。

它区分“Vertikant”(偏航和横滚)和“Horizo​​nt”(俯仰)陀螺仪的电压,以感测陀螺仪平台在俯仰、偏航和横滚方面与其原始方向的偏差,并向转向伺服系统输出放大的校正电压,以实现排气叶片和外舵。

使用较小的 Aggregat#A5_(1938–1942)|A-5 研究火箭测试的技术概念包括使用带有速率陀螺仪的​​西门子 Vertikant 稳定性控制系统。事实证明,将其扩大规模以与 V-2 一起使用既昂贵又难以生产。

根据 20 世纪 30 年代中期远程控制稳定电路的经验,Hölzer 意识到他可以通过使用电阻器、电容器和电子管放大器网络处理低成本位置陀螺仪的输入来实现稳定性控制方程的电气近似。与竞争方法相比,最终的设备具有更好的性能、更轻的重量和 1/280 的成本。

Hölzer 扩展了 Mischgerät 设计,开发了第一台通用电子模拟计算机,他用该计算机以 Mischgerät 为例执行 2 自由度(力学)|DOF 飞行模拟。

“Mischgerät”这个名字暗示了一个简单的信号混合器,掩盖了设备的真实功能。

Mischgerät 模拟电子计算方法成为 20 世纪 60 年代美国和苏联工程师构建更加复杂和精确的火箭飞行控制系统的基础。

==发展历程==
1935 年,赫尔穆特·霍尔泽 (Helmut Hölzer) 在德国达姆施塔特技术大学就读时,还是一名滑翔机新手,他想要一种测量地面速度的方法。他的理论是,使用电子电路,可以实现积分或微分等数学运算。系统输入将通过测量连接到三轴质量弹簧阻尼系统的电容器的电压来获得。他想将其作为一个本科项目,但大学教授劝他放弃。
直到 1939 年,他才得以重新审视这项工作,当时一份民事征兵令将他从柏林德律风根的职位调离,在沃纳·冯·布劳恩 (Werner von Braun) 的技术指导下,在佩内明德陆军研究中心|佩内明德的德国陆军火箭研发基地工作。

计划采用陀螺仪航向控制来控制计划中的 A-4 短程弹道导弹。陀螺仪无法解释侧风,因此计划使用无线电遥控器来解决这个问题。 Hölzer 被指派负责这项任务。

不久之后,冯·布劳恩博士告诉遥控实验室的工作人员,所有签约开发陀螺控制系统的四家公司都表示,他们的计算表明该系统在飞行中会不稳定。

这些公司使用的是飞机零部件,其中一些零部件,特别是用于移动火箭推进器的伺服电机,速度太慢。与飞机不同,火箭只有 60 秒的动力飞行来纠正航向偏差。解决方案将涉及。更快的伺服系统或添加速率陀螺仪。这些改变需要时间和金钱,A-4 项目无法提供。

霍尔泽、奥托·穆勒和实验室的其他人告诉冯·布劳恩,他们第二天就能找到解决方案。他们将自己开发的用于测试远程控制系统的电子模拟器的设计扩展为原型自动稳定计算机。霍尔泽估计,每个副本的成本仅为几个德国马克,而不是增加速率陀螺仪的​​数千个。随后的台架测试验证了这种“计算机控制”方法。

==技术细节==

==生产==
Mischgerät 是在 C. Lorenz AG 公司的 Berlin-Tempelhof 工厂,并运往 Peenemünde 和后来的 Mittelbau-Dora 集中营|Mittelbau-Dora 与 A-4 导弹集成。

在美国对捕获的 V-2 火箭进行 Hermes 计划测试期间,主承包商通用电气在其位于纽约州斯克内克塔迪的工厂使用当地组件额外建造了 80 个装置,当时该项目用完了德国制造的样品来装备其他已完成的导弹。

第 885 号科学研究所 使用本地组件建造了数量不详的装置,以装备第一个苏联短程弹道导弹,即 R-1(导弹)|R-1,它本身就是本地制造的V-2 的重建。

==操作==

==战后使用==

== 幸存的例子 ==
* 澳大利亚战争纪念馆
* 柏林德意志科技博物馆
* 白沙导弹靶场博物馆,V-2 大楼

==另见==
* V-2火箭
* 爱马仕计划
* 逆火行动(第二次世界大战)

==注释==

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