Воспоминания о Лунном корабле
Шрифт:
ОБЛИК ЛУННОГО КОРАБЛЯ
Как же посадить корабль на Луну? Какие нюансы нужно знать? Что учитывать? Что предусмотреть? Как спрогнозировать? На эти и многие другие вопросы нужно отвечать. Но кому? Проектировщикам NASA? Они были далеко, а из идеологических соображений вряд ли захотели бы помочь. Опыт создания космической техники, энтузиазм молодости вселял уверенность, что все проблемы мы одолеем. Созданный из разных коллективов проектный сектор по Лунному кораблю представлял тогда как бы единое творческое товарищество, помыслы которого были направлены на поиск оригинальных изобретательских решений по каждому агрегату корабля.
Но
Было видно невооруженным глазом, что они стремились к созданию легкого ракетного блока. Понимая, что объект будет более устойчивым при невысоком расположении центра масс, аппаратуру, обеспечивающую функционирование корабля при посадке, они поместили в специальный торовый отсек, который за счет своей деформации обеспечивал гашение остаточной кинематической энергии, а за счет своей формы — равностороннюю устойчивость объекта во всех направлениях при соприкосновении с поверхностью.
Прикинули «центровку» корабля, так называли мы высоту расположения центра масс корабля от «опорной» поверхности. Она оказалась порядка 2,5 м. Даже оценочные расчеты показали, что торовое лунное посадочное устройство (ЛПУ) при заданных размерах не обеспечивает устойчивость корабля на поверхности. К выбору ЛПУ мы еще вернемся в специальном разделе, но было ясно, что четырехлапая схема (каждая с двумя подкосами) наиболее оптимальна для посадочных аппаратов.
Понимая, что аппаратура, расположенная в торе, должна еще работать после посадки на Луне, ее сразу же перенесли в навесной приборный отсек. Рождается второй вариант схемы. Однако второй вариант схемы (рис. 5) не дал существенных преимуществ перед первым, так как только поднял центровку аппарата, а значит потребовал значительного увеличения базы ЛПУ. Под базой ЛПУ понимался размер между крайними точками опорного устройства.
Началась буквально мозговая атака на центровку. У входа в зал стоял большой кульман, и каждый предлагал свою схему в виде рисунка. Оставить свои предложения на кульмане мы, разработчики ЛК, просили каждого, кто к нам входил. Запомнился рисунок только что слетавшего в космос К.П.Феоктистова, который не только изобразил облик корабля, но дал оценку массы посадочных опор: приблизительно 800 кг.
На рисунке 6 показана схема аппарата в представлении нашего сотрудника В.Н.Шаурова, которому была поручена разработка кабины. Как хотелось в то время заглянуть в будущее и увидеть в металле аппарат!
Борьба за центровку и массу ЛК шла по всем направлениям. Это были и сама кабина экипажа, и ракетный блок, и посадочное устройство. Кабина экипажа — это не только дом, но и место работы. Для Лунного корабля кабина должна быть особой. Ведь из нее осуществлялось управление ЛК на участке посадки, выбор места посадки и обеспечение самой посадки. Хочешь — не хочешь, а высота ее должна быть выше человеческого роста, ведь управление при прилунении можно было осуществлять только стоя, так как была необходимость обеспечить обзор нижней сферы, т. е. смотреть вниз. Расположенные как в первой схеме (см. рис. 4), приборные отсеки были неудобны и с точки зрения обеспечения условий работы аппаратуры, и с точки зрения удлинения связей между приборами. Просился еще один отсек, так и приняли. Эволюция кабины видна на рисунке 7.
На этом же рисунке видна и эволюция приборного отсека, объемы которого задавались с учетом опыта работы над другими объектами. Можно долго рассказывать о преимуществах и недостатках той или иной схемы, но специалистам безусловно ясно, что в первую очередь предпочтение отдавалось схеме, обеспечивающей меньшую массу, хотя учитывались и условия эксплуатации, и технология изготовления, и применяемость материалов, и сложность расчетной прочностной схемы, и многое другое. Выбор формы кабины (на схеме это вариант «д») был неразрывно связан с выбором общей компоновки корабля.
Наибольшее влияние на центровочные характеристики комплекса оказывает самый тяжелый элемент в общей схеме. Этим элементом в Лунном корабле являлся ракетный блок. Первоначально предложенный ракетчиками блок стали «утаптывать» по высоте — загонять двигатель блока внутрь баков (рис. 8). И в конечном итоге двигатель прорезал бак окислителя и превратил его в тор.
Теперь очередь дошла до ЛПУ. Мы понимали, что амортизационные ноги должны замкнуться в силовом отношении на собственный каркас. Размеры этого каркаса определило расстояние от среза сопла двигателя до силового шпангоута на баке окислителя. Это расстояние составляло всего 600 мм. Было много решений по каркасу, но осталось два варианта (рис. 9).
На этом фоне разгорелись бои между проектантами (вариант «а») и разработчиками рабочей документации, по которой уже работало производство. Каждый доказывал свой вариант. К этой казалось бы чисто технической стороне вопроса привлекались специалисты других ведомств. Объективности ради нужно сказать, что иллюстративные и расчетные материалы делались качественно с обеих сторон. Споры по каждому фитингу, панели, заклепке велись до хрипоты, до нервных срывов. В конечном итоге предпочтение было отдано варианту с нервюрами.
Схемы кабины с приборным отсеком, ракетного блока были выбраны, каркас ЛПУ определен, опоры приняты, осталось решить общие вопросы: как управлять Лунным кораблем, как стартовать, как обеспечить тепловой режим, энергетику, связь, выход на поверхность, размещение оборудования и т. д.
Нахождение основного ракетного двигателя в той же части, где располагался центр масс всего корабля, не позволяло использовать его как средство управления ЛК. Было просмотрено много вариантов, и остановились в конце концов на модульном варианте: и топливные баки, и средства подачи топлива к двигателям, и сами двигатели у правления установить на единой конструкционной раме. Безусловно, для повышения эффективности нужно было их отдалить от центра масс ЛК. Так и оказался блок управления на «голове» у космонавта — его установили на кабину корабля.
Совершенно не представляли себе, как обеспечить старт взлетной ступени. Сейчас многие видят по телевидению старты ракет и имеют представление о наземных сооружениях, обеспечивающих этот процесс. А здесь задача! На Луне, откуда надо взлетать, стартовых устройств нет, значит, все стартовые средства должны быть привезены с собой. Первое, что сразу пришло в голову, использовать для этой цели каркас Лунного посадочного устройства. Свою основную роль он уже выполнил, так пусть теперь послужит стартовым столом. Кстати, у американцев роль стартового стола выполняла посадочная ступень. Борьба за низкую центровку привела к увеличению поперечного размера ракетного блока, при этом его пришлось еще «утопить» в ЛПУ. Выход из туннеля всегда сложен, да еще там на Луне, когда не ясно, какую неожиданность преподнесет незнакомая поверхность. А вдруг под соплом окажется яма, и отраженная струя газов двигателя перевернет взлетный аппарат? Все гениальное просто. А.А.Саркисьян предложил избежать этого при помощи специального экрана сферической формы, центр которого находился в центре масс взлетного аппарата. Тогда любое воздействие газов даст результирующую силу, проходящую через центр масс. Это значит, что аппарат может смещаться вбок, но не опрокидываться. Но это было полдела. Им же был предложен и отражатель газовой струи. Он представлял собой две створки, которые подводились под сопла двигателей после посадки и обеспечивали упорядоченное движение газов. Кроме того, отражатель прижимал посадочную часть ЛК к поверхности Луны при старте взлетной ступени. Выигрыш, как видим, был двойной.