100 рассказов о стыковке. Часть 1
Шрифт:
Еще раз следует остановиться на ряде важных особенностей нашего проекта.
Во–первых, как упоминалось, стыковочные агрегаты вместе со средствами управления требовалось разместить и на корабле, и на станции, и только в космосе они соединялись между собой. К тому же корабль и станция создавались на разных предприятиях разными коллективами конструкторов, у нас в Подлипках и в Филях, поэтому сначала нужно было состыковаться на Земле. Таким образом, впервые пришлось обеспечивать, как сейчас говорят, космический интерфейс. Кстати, этот опыт очень пригодился в международном масштабе, когда началась программа «Союз» — «Аполлон»,
Во–вторых, сложность заключалась в том, что впервые в космосе требовалось герметично соединить корабль со станцией, а у нас вообще не было опыта по созданию герметичных
В–третьих, к этому герметичному космическому стыку предъявлялось несколько специфических, можно сказать, уникальных требований. После выполнения автоматического соединения он должен оставаться прочным и жестким под действием многотонных внутренних и внешних нагрузок. Надежность и безопасность стыка также должна соответствовать самым высоким космическим стандартам. Причем эти требования относились как к способности сохранять соединение, так и к возможности разъединяться, отстыковывать корабль от станции, в том числе экстренно, в любой момент.
В–четвертых, стыковочный механизм, в отличие от уже созданных нами конструкций, требовалось сделать достаточно компактным, портативным, чтобы его можно было установить на крышке переходного люка.
В–пятых, вся эта новая техника нуждалась в новых методах проверок и испытаний, и их требовалось разработать.
И, наконец, последнее, но немаловажное, в–шестых: новые методы наземных испытаний требовали многочисленного наземного оборудования, которое тоже надо было создать.
Если не считать стыковочного механизма, при выполнении задачи в целом у нас практически не было прототипов, на которые можно было опереться. По сути дела, пришлось начинать с чистого листа. Забегая вперед, надо сказать, что в целом мы справились с поставленной задачей. Этому способствовал ряд правильных основополагающих решений.
Мы начали с того, что использовали тот же самый рациональный подход, который применили шесть лет назад к стыковочному механизму, а его спроектировали в виде единого конструктивно и технологически законченного узла. И тогда, на заре техники соединения космических кораблей на орбите, и теперь этот метод оказался действительно эффективным и избавил нас от многих осложнений на всех последующих этапах, а также во всех наших последующих стыковочных проектах, включая международные программы.
В целом стыковочное устройство состоит из двух агрегатов: активного и пассивного, каждый выполнен и виде конструктивно законченного узла. В соответствии с той самой схемой деления — одного из основополагающих конструкторских документов — активный стыковочный агрегат со штырем приравняли к самостоятельному отсеку космического корабля; второй пассивный агрегат с конусом стал почти отсеком орбитальной станции.
В корабле «Союз» три основных отсека: спускаемый аппарат (А), приборно–агрегатный отсек (Б) и бытовой отсек (В). В схеме деления стыковочный агрегат получил статус самостоятельного отсека под индексом Г. Вместе с управленцами мы стали также создавать систему стыковки. Она состоит из нескольких контуров управления, включающих датчики, преобразователи информации, коммутационные приборы, механизмы с исполнительными приводами и пульты управления. Эти элементы расположены в разных местах и связаны между собой электрическими кабелями. Кроме того, система стыковки связана с другими системами корабля, которые обеспечивают электропитание, радиокоманды и телеметрический контроль, обмен другой информацией. В целом это непростая совокупность электронных и электротехнических компонентов, работающая в трех режимах: автоматическом, по радиокомандам с Земли, и ручном — по командам, выдаваемым космонавтами с пульта управления корабля.
Основой системы стыковки является все же стыковочный агрегат, там расположены все ее датчики и все исполнительные механизмы с электроприводами.
В свою очередь активный стыковочный агрегат состоит из двух главных частей. На корпусе со стыковочным шпангоутом смонтирован комплект замков, жестко соединяющих его с ответным агрегатом. Вторая часть — это стыковочный механизм, выполняющий основные функции по соединению кораблей от первого касания до соприкосновения шпангоутов. Кроме двух основных частей, в состав агрегата вошли крышка переходного
Таким образом, в отличие от середины 60–х годов, когда мы создавали только стыковочный механизм для первых «Союзов», теперь нам предстояло разрабатывать целый агрегат. Его приравняли к отсеку космического корабля не просто формально, не только на бумаге. Сборку агрегата поручили цеху главной сборки, где изготавливались остальные отсеки корабля «Союз»; там появился наш сборочный участок.
Подчеркну, что создание герметичных стыковочных агрегатов с переходным тоннелем стало для нас новой и самой сложной конструкторской задачей, и мы не имели в те годы аналогов. Концепцию шпангоута с комплектом замков, которые обеспечивали соединение космического корабля с будущей орбитальной станцией, его надежность и безопасность в целом, удалось найти и обосновать довольно быстро. Набросав несколько вариантов, выбрали, как показала вся будущая практика, действительно очень удачную конструкцию, именно то, что требовалось. В ней сложилось всe: и силовая схема тяжело нагруженной конструкции, и подход к обеспечению несущей способности и герметичности, и принцип нераскрытия стыка, и удачный механизм стягивания с активными и пассивными крюками, и обеспечение высокой надежности и безопасности как при стыковке, так и при расстыковке, и даже универсальность, которую позднее назвали андрогинностью. В конце концов эта многофункциональная конструкция стала классической, в разных модификациях ее применили во многих стыковочных устройствах, в том числе в агрегатах для проекта «Союз» — «Аполлон», причем как в советском, так и в американском варианте. Еще двадцать лет спустя наши крюки стали стыковать американский «Спейс Шаттл». В XXI веке эти крюки стали соединять модули и корабли МКС — международной космической станции.
Иными словами, можно сказать, что мы предвосхитили перспективные требования многих космических проектов.
Вся работа над новым проектом, ответственное задание, о котором я мог только мечтать, стало идеальным полем для моих творческих способностей, которые благодаря приобретенному к этому времени опыту приблизились к периоду зрелости. Должен, однако, отметить, что моя деятельность не стала творчеством изобретателя–одиночки: мы работали по–настоящему коллективно, как классная футбольная команда, постигавшая вершины мастерства. Даже наши изобретения мы оформляли коллективно, не забывая, конечно, начальство, чтобы не мешало.
Одной из причин, которая пару лет спустя привлекла внимание к нашей конструкции американцев — разработчиков первого международного проекта со стыковкой оказалась так называемая андрогинность стыковочных шпангоутов вместе с системой замков, спроектированных в конце 1968 года. Тогда мы еще не знали этого термина, означающего двуполость, похоже, сказался недостаток воспитания в вопросах секса, во всяком случае, мы познакомились с новой для нас терминологией только благодаря стыковке и будущим американским партнерам. Идея создать два стыковочных шпангоута, которые были бы совершенно одинаковыми и, несмотря на это, могли соединяться, спариваться между собой, также относилась к числу фундаментальных достижений того времени.
В то время я не раз вспоминал нашего Главного конструктора, нашего Короля: он не только хотел, чтобы мы создали стыковочное устройство с герметичным переходом, но и предвосхитил андрогинность.
В технике известны примеры соединения идентичных конструкций: фланцы пожарных шлангов, автосцепка на железной дороге. Однако в данном случае стояла более сложная задача: требовалось соединить два одинаковых, идентичных шпангоута непростой конфигурации, содержащих большое количество различных элементов. Мы решили не только данную конкретную задачу при конструировании шпангоутов, андрогинно расположив на них все, что требовалось: замки, разъемы и другие элементы. Мне удалось сформулировать общий принцип, в соответствии с которым любая конструкция могла бы отвечать требованию андрогинности. Универсальное правило получило название принципа обратной симметрии; обратной, потому что все соединяемые при стыковке элементы располагались попарно симметрично относительно общей оси: штырь — гнездо, вилка — розетка, выступ — впадина.