Тридцать девять лет в почтовых ящиках
Шрифт:
На высоте семи километров в соответствии с планом полёта Гагарин катапультировался, после чего капсула и космонавт стали спускаться на парашютах раздельно. После катапультирования и отсоединения воздуховода спускаемого аппарата, в герметичном скафандре Гагарина не сразу открылся клапан, через который должен поступать наружный воздух, так что Гагарин чуть не задохнулся. Последней проблемой в этом полёте оказалось место посадки – Юрий Гагарин мог опуститься на парашюте в ледяную воду Волги. Ему помогла хорошая предполётная подготовка: управляя стропами, он увёл парашют от реки и приземлился в полутора – двух километрах от берега. Эту информацию спустя много лет после легендарного полёта я узнала из Википедии.
Если бы в то время нам официально сообщили обо всех обстоятельствах этого полёта, я бы ещё выше оценила личный героизм Юрия Гагарина. А тогда, если честно признаться, запуск первого искусственного спутника Земли четвёртого октября 1957 года психологически потряс меня даже больше, чем первый полёт человека в космос. В школе на уроках физики мы усвоили: чтобы космический корабль вышел на околоземную
На самом же деле всё оказалось значительно сложнее, что и показал полёт Юрия Гагарина. А сколько ещё трагедий разыгралось в космосе, вплоть до гибели космических кораблей и их экипажей – космонавтов Владимира Комарова, Георгия Добровольского, Владислава Волкова, Виктора Пацаева! Какие трудности испытали Герман Титов, Алексей Леонов и другие космонавты! Все они получили высокие, заслуженные награды, но мы едва ли догадывались обо всех сложностях, с которыми им довелось столкнуться на орбите и в процессе снижения космического аппарата. Мы не догадывались, насколько незавершёнными, неотработанными были конструкции космических кораблей, которые в “сыром виде” запускались в космос в стремлении не уступить США свой приоритет в космической области.
В то время я ещё не знала, что в отдалённом будущем, в последние двенадцать лет моей научной деятельности, и мне придётся поработать в области создания космического приборостроения, и мне придётся преодолеть много трудностей при решении поставленных передо мной задач. В самом же начале своего трудового пути в ЦНИИАГ я работала с наземными гирокомпасами, а потом принимала участие в разработке гироблока. В конце шестидесятых годов мой непосредственный руководитель Юрий Иванович Ушанов предложил мне заняться разработкой системы датчиков угловых скоростей. Эта работа была совершенно новой для меня и связанной с постоянными поездками на полигон в Капустин Яр. К этому времени я уже поступила в аспирантуру МВТУ имени Баумана и прекрасно сознавала, что совместить новую тематику и работу над диссертацией мне не удастся. Тогда мне нужно было бы поставить крест на всех моих предыдущих изысканиях. Поэтому мне пришлось отказаться от порученной работы. Такое тоже произошло в моей жизни.
Юрий Иванович всегда отличался чрезвычайной тактичностью. Он не стал настаивать на том, чтобы я взялась за предложенную им работу. Он понимал, что без горения, без настроя решить поставленную задачу у меня всё равно мало что получится. Меня выручил Валерий Белоусов, тоже выпускник МВТУ, годом моложе меня, который в то время казался мне насмешливым, ироничным и уж никак не серьёзным. В течение нескольких лет он под руководством Юрия Ивановича самоотверженно работал над этим заданием.
Когда впоследствии гироскопическая тематика в ЦНИИАГ была ликвидирована, Валера сменил направление своей профессиональной деятельности и стал специалистом в совершенно другой отрасли – в экономике – и даже защитил в этой области кандидатскую диссертацию. Затем он снова вернулся в ЦНИИАГ, где работает по сей день. Спустя годы я поняла, что Юрию Ивановичу и Валере я обязана тем, что получила возможность завершить работу над своей диссертацией.
Мы, шестеро сотрудников лаборатории, вновь встретились в 2010 году. В числе моих гостей был и Валера Белоусов. Я поразилась тому, насколько он трансформировался. Он стал более весомым, значительным, широко эрудированным. К тому же, он оказался хорошим товарищем, единственным из всех сотрудников, кто навещал и ухаживал вплоть до самой его смерти за тяжело больным и одиноким нашим коллегой, Юрой Бибиным. Я была рада, что в тот вечер среди моих гостей были также и другие мои коллеги по прежней работе: Юрий Ушанов, Ира Эстрина, Люда Данилова и Рита Шевякина. Само их присутствие, свет их душ вернул меня в мою молодость, когда всё ещё было только впереди.
Постоянный поиск научных решений в то время, когда в ЦНИИАГ я работала над диссертацией, значительно повысили мой потенциал, обеспечив возможность в дальнейшем решать сложные задачи, в частности, в области космического приборостроения. Мне захотелось рассказать, с какими проблемами моим коллегам и мне пришлось столкнуться уже в МИЭА при разработке гироскопических приборов, предназначенных для использования в космических аппаратах.
В 1987 году в нашем направлении была проведена большая работа по анализу и экспериментальному исследованию характеристик и работоспособности трёхстепенного поплавкового гироскопа ГПА-Л2 при воздействии линейного ускорении 10g, десятикратно превышающего ускорение силы тяжести. Проведение этой работы, ответственным исполнителем которой был отдел Валентина Дмитриевича Татаринова, было связано с исследованием возможности использования гироскопа ГПА-Л2 в космических условиях и при выводе космического аппарата на околоземную орбиту. В секторе Яшуковой Веры Васильевны была выполнена теоретическая часть этой работы. Я составила методику расчёта и провела анализ прочности цапф и точностных характеристик гироскопа ГПА-Л2 при воздействии линейного ускорения 10g. В этом мне помог опыт, приобретённый ранее при расчёте влияния технологических погрешностей сборки гироскопа ГПА-Л2 на его точность.
При воздействии линейного ускорения в гироскопе возрастают возмущающие моменты, зависящие и не зависящие от ускорения силы тяжести, и дополнительно возникают инерционные моменты и моменты, обусловленные упругостью смазочного слоя газодинамической опоры ротора гироскопа ГДО. В качестве источников погрешностей, вызывающих изменение дрейфа гироскопа ГПА-Л2 при воздействии линейного ускорения, я исследовала моменты трения в опорах карданова подвеса, моменты дисбаланса, гидродинамические моменты, обусловленные колебаниями и поступательными перемещениями гироузла, моменты, обусловленные упругостью смазочного слоя ГДО, а также инерционные моменты. Расчёт моментов сопротивления токоподводов, также вызывающих дрейф гироскопа при воздействии ускорения, выполнила старший инженер Татьяна Степанова .
Величина погрешности, возникающей при воздействии линейного ускорения и вызывающей изменение дрейфа гироскопа, зависит от ориентации вектора линейного ускорения относительно вектора кинетического момента. В гиростабилизованной платформе использовались два гироскопа – верхний и нижний, у которых векторы кинетического момента были взаимно перпендикулярны. В этой связи теоретическое исследование точности ГПА-Л2 я проводила отдельно для верхнего и нижнего гироскопа, при этом предполагалось, что линейное ускорение нарастает мгновенно и действует максимально 5 секунд.
Существенным фактором, обеспечивающим работоспособность и точность гироскопа при воздействии линейного ускорения 10g, являлось сохранение прочности ГДО и цапф карданова подвеса, отсутствие контакта вращающейся части электродвигателя с неподвижными деталями ГДО, а также сохранение точностных характеристик гироскопа ГПА-Л2 после воздействия линейного ускорения.
Характер движения гироузла при воздействии линейного ускорения определялся величиной разности рабочей температуры в приборе и температуры нейтральной плавучести гироузла. В зависимости от знака этой разности гироузел имел остаточный вес или остаточную плавучесть и либо касался накладных и сквозных камней в опорах подвеса в различных точках, либо перемещался в пределах зазоров этих опор. После прекращения действия линейного ускорения гироузел под действием остаточного веса или остаточной плавучести гироузла возвращался в исходное положение, однако его движение происходило в десять раз медленнее, чем при действии ускорения. За время возвращения гироузла в исходное положение после прекращения действия ускорения могло наблюдаться монотонное изменение дрейфа гироскопа.
Экспериментальное определение работоспособности гироузла ГУС-Л2 при динамических воздействиях под руководством ведущего научного сотрудника Игоря Владимировича Яковлева проводила Тамара Еремеева. Испытания гироузла на центрифуге и в процессе сборки газодинамической опоры показали, что ГДО может выдержать воздействие линейного ускорения 10g. Результаты теоретического анализа не противоречили данным экспериментов, проведённых Татьяной Степановой под руководством начальника сектора Веры Васильевны.
С целью уменьшения погрешностей гироскопа при воздействии линейного ускорения 10g были даны рекомендации уменьшить отклонение рабочей температуры от температуры нейтральной плавучести гироузла, погрешность компенсации маятниковых моментов по координатным осям гироскопа, неравножёсткость ГДО, эксцентриситет кардана в корпусе, а также собственную вибрацию гироузла за счёт уменьшения допуска на динамический дисбаланс ротора. Эта работа заложила основы для дальнейших исследований поведения гироскопа при воздействии линейных ускорений, а также в невесомости.
В 1988 году совместно с инженером Т. И. Степановой, начальником сектора В. В. Яшуковой, начальником отдела В. А. Гаранкиным я подготовила отчёт “Уточнение зависимости и стабильности дрейфа гироскопа ГПА-Л2-3 от величины и направления действия ускорения в заданном диапазоне величин”. Продолжением этой работы явилось исследование характеристик гироскопа ГПА-Л2-3 в условиях длительного воздействия ускорения до 5g и в условиях невесомости, проведённое в 1989 году.
При выполнении этого отчёта мне удалось установить основные причины снижения точности гироскопа ГПА-Л2 с вертикальным расположением вектора кинетического момента. Гироскоп имел конструктивную и тепловую симметрию относительно вертикальной координатной оси при расположении вектора кинетического момента в горизонтальной плоскости. При развороте же корпуса прибора на 90 градусов эта симметрия нарушалась: изменялись условия обогрева прибора, конвективные потоки поддерживающей жидкости, градиенты температуры между элементами конструкции гироскопа и слоями поддерживающей жидкости, положение токоподводов и, следовательно, их тяжение.
К сожалению, по огромной теме, связанной с исследованием трёхстепенного поплавкового гироскопа при воздействии ускорений, я не опубликовала ни одной статьи. Исключение составила лишь написанная совместно с Татьяной Степановой и опубликованная в 1993 году в журнале “Авиационная промышленность” статья “Дрейф трёхстепенного поплавкового гироскопа от моментов токоподводов при воздействии линейных ускорений”. Логическим продолжением всех этих изысканий явилась работа “Исследование гироскопа ГПА-Л2-3 при переходе на орбитальный участок и в невесомости”, выполненная в 1990 году, поскольку возникла задача о возможности использования этой модификации гироскопа в космических аппаратах.