Orbital Instruments

交互式工程收藏

收藏 01 / 模拟计算

证据与局限

上升号时代的机电航法仪

Globus IMP

一条用黄铜、钢与运动算出的轨道。

ИМП · 评审 v2

拖动可旋转 · Shift + 拖动可平移 · 点击可查看

外观视图
参考照片复原 · 并非经过验证的 1:1 复制品

正在装配这台仪器…

初始条件与标定

解析周期并非复原自 IMP 的标定值

分钟

轨道相位 · О

参考经度 · Э

固定的演示倾角

圆轨道模型。各项设定仅为示意，并非某次具体飞行任务的复原。

地面轨迹标称 ±半圈

● 当前星下点○ 着陆预览

仪器电源展品控制

展品控制项。关闭电源会同时冻结脉冲驱动机构与预览电机。

复核版本 2 · 已修复机构与状态处理。确切的硬件标定与隐藏传动级仍未得到验证。

阅读复原说明来源、已确认的原理与模型假设

上升号 IMP · 并非后来联盟号的 INK

这是一件功能性的教学复原作品，而非经过计量验证的数字孪生模型。示例中的代表性减速传动，通过一个明确公开的理想增益驱动参考轨道累加器；这仍然不是一套完整复原的 IMP 齿轮系。可选的后期 INK 凸轮示例默认隐藏，并不算作经验证的 IMP 硬件。本模型不得用于航天器导航、再入规划或硬件制造。

本模型复原了什么

早期仪器的面板布局、俄文标注、地球仪、组合坐标显示、计数器与修正控件，均依据 François Guay 拍摄的 IMP 照片解读而来。保留了单个脉冲驱动机构与独立的着陆预览电机。后期 INK 才有的第二个电磁铁、独立坐标刻度和明暗显示，本展品有意未予还原。

对象	证据等级
面板布局与部件类型	依据照片复原；比例为估算值
坐标计算及地球仪与读数的一致性	解析圆轨道模型；已经数值验证
各个齿轮、凸轮轮廓及内部精确布置	代表性几何形状；现有参考资料未能确定原始齿数与尺寸
65° 倾角，90 分钟初始周期	固定的教学场景，并非某次实际飞行装置的标定值
1 秒或 5 秒脉冲间隔，60 齿棘轮	教学取值，并非已验证的 IMP 规格
120° 着陆前置量与电机转换速率	示意性预览，并非弹道再入模型
锤纹涂层、黄铜、钢、亚克力与纸材	程序化生成的视觉近似；未使用实测 PBR 扫描
地球仪地图	依据 Natural Earth 海岸线数据重新绘制；并非苏联原版印刷地图

操作这件复原作品

拖动可环绕观察；按住 Shift 拖动或用鼠标右键可平移。点击模型即可捕获滚轮，随后滚动或双指捏合可缩放。正面视图按钮会让相机对齐固定十字线。点击 Э 和 О 旋钮，可分别将经度参考与轨道相位推进 5°；Shift + 点击则反向转动。修正手柄用于调节数字轮：点击其中心可选择要修改的十进制位。历史资料记载了一个周期指示装置，但其确切刻度与修正传动关系未能复原，因此解析周期被单独保留为一项独立设定。小型计数器手轮每次点击增加一圈显示读数，Shift + 点击则减少一圈（步进量为教学取值）。展品另设有单独的计数器归零按钮。

当模型处于键盘捕获状态时，空格键可暂停或运行轨道时钟，效果与传送控制相同。单步按钮会让时序器前进一个假定的脉冲。X 键切换透视视图；E 键切换爆炸图；R 键恢复相机；Esc 键释放捕获。即使轨道时钟处于暂停状态，着陆模式仍会使用独立模拟的预览电机。关闭电源会同时冻结两个驱动机构。指示灯标明当前所选模式；显示部会明确标出电机正在转换中，这并非已确定的着陆结果。轨道计数器不包含额外加上的预览角度。爆炸图会把各组件分离开以便检查，并非处于连接运行状态的配置。

复核版本 2：连接状况一览

运动路径	已实现／未解决
脉冲 → 棘轮 → 复合正齿轮系	60 齿的复原棘轮；24:96、20:100、20:92 三对齿轮。模数、中心距与相位均已匹配。棘轮行程为运动学表现，并非力／接触仿真。
末端轴 → 轨道	施加明确公开的理想增益 +92 × 脉冲间隔 / 周期（分钟）。原始的可变传动未能复原；不隐含机构完整性的断言。
地球分支 → 赤道环	已匹配环齿轮与小齿轮的传动比，并声明了同心轴的抵消关系。隐藏的传动几何并未复原。
坐标凸轮 → 刻度鼓轮	有限半径滚子包络轮廓；杠杆标定为解析计算所得。原始凸轮曲线与齿条／杠杆均未复原。
预览电机 → 蜗轮 → 相位加法器	32:1 的复原蜗杆传动比；绝对行程及差动行星轮符号均已修正。蜗轮齿面为视觉近似，并非滚齿加工出的共轭齿面。
数字显示	真实带纹理的旋转鼓轮。进位为运动学表现；原始的进位轮系并未复原。
可选的 INK 对照	闭合整流锥凸轮、有限半径从动件包络与单向输出，与 IMP 的修正传动相互独立。
无线电可见范围圆	其用途在上升号资料中有记载。半径为示意值，并非已标定的无线电覆盖解。

数学范围

对于纬度幅角 u、固定倾角 i 与以东为正的参考经度 λ₀：φ = asin(sin i sin u)，λ = atan2(cos i sin u, cos u) + λ₀ − ω⊕t。仿真采用球形地球模型，恒星自转周期取 86164.0905 秒。不包含轨道偏心率、进动、摄动、大气阻力、齿轮回差、摩擦及实际凸轮误差。着陆视图会在假定的前置时间内同时推进轨道相位与理想化的地球自转。

主要参考资料

Yu. Tyapchenko · 东方号／上升号信息显示系统图 16：十进制周期显示、数字选择、无线电可见范围圆、上升号轨道计数器与修正手轮。包含原系统团队的回忆记述。

François Guay · IMP 正面视图原件实物照片，摄于 2009 年 2 月 26 日。CC BY-SA 3.0 协议。

François Guay · IMP 内部原件实物照片。展示黄铜机架、红色接线与鼓轮布置。

François Guay · 上升号 Globus 的研究与展示第一手拆解观察记录。涉及驱动机构、无源元件及脉冲间隔的不确定性。

Ken Shirriff · Globus INK 内部揭秘用于区分后期型号并说明赤道传动原理，不作为 IMP 的标注尺寸图纸使用。

Ken Shirriff · 逆向解析 Globus INK用作凸轮与差动原理的对照证据，并非 IMP 的齿轮清单。

Natural Earth · 公共领域地图数据仅采用其海岸线几何数据；地球仪的配色、网格与文字均为重新绘制。

构建方式

不依赖第三方库的 WebGL 2 实现。几何体、着色器与贴图均在页面中生成；海岸线数据与三块加工板件的资源文件则从本站自有素材加载。无需 CDN、账号或上传文件。复原几何与生成外观采用 CC BY-SA 3.0 协议；原创应用与渲染器代码采用 MIT 协议。参考照片以链接形式引用，未作再分发。

将当前渲染视图保存为 PNG 图像。这是复原作品的图像，并非照片或测量结果。

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约 1964 年 · 计算

Globus IMP 导航仪

这台仪器由人工设定起始位置，仅靠时序器脉冲驱动，用齿轮、凸轮与一套差动机构，推算出上升号乘员所在的位置——它从未真正测量过这个位置。

上升号的乘员没有任何计算机可以问自己此刻在哪里。他们拥有的是这个：一只装在壳体里的地球仪，由人工设定起始位置，随后仅靠一种输入驱动——飞船时序器发出的脉冲——并通过齿轮、凸轮与一套差动机构，把这些脉冲转化为一个预测位置。由于原始的脉冲间隔并未确证，本展品允许您假设每秒或每五秒发出一个脉冲。

在这件复原品中，一个电磁铁将棘爪推入六十齿棘轮的下一个齿，随后三级配套齿轮将其减速九十二比一。两次脉冲之间，一切都静止不动：单步时序器一次，仪器先是纹丝不动，随后猛然一跳。纬度取自一片按轨道几何反正弦切出的凸轮；经度修正则取自第二片凸轮，因为倾斜的星下点轨迹在半圈内落后于轨道角，另外半圈又领先于它。地球自身的自转随后被叠加进去，这正是每一圈都会落在上一圈以西的原因。

一台独立的着陆预览电机会把地球仪转向一个示意性的着陆地点。它拥有自己的时钟：暂停轨道并不会使其停止，只有关闭仪器电源才能做到，显示状态会一直标记为“运行中”，直到电机稳定下来。

有两件事，这份复原拒绝凭空捏造。设定轨道周期的那套可变传动装置从未被找回，因此本展品把该传动比作为一个公开标注的理想增益直接应用，而不是去模仿一套机构。三位数的修正码也只按代码本身转动与报告，因为它折算成分钟究竟意味着什么并不清楚。每个子系统都各自附有说明依据；齿数、凸轮轮廓与接线均为代表性还原，并非找回的原始数据。

规格

输入: 假设时序器每 1 秒或 5 秒发出一个脉冲；每个脉冲拨过一齿
轮系: 复原的 60 齿棘轮，经 24:96、20:100、20:92 三级传动（合计 92:1）
函数: 纬度与经度修正，各自切成一片凸轮
时钟: 脉冲驱动的轨道时钟，与一台独立的着陆预览电机
输出: 基于时间推算出的位置预测，并非导航测量值
适用范围: 依据照片资料的重建，并非厂商图纸或经过验证的 1:1 复制品

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Globus IMP

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