Константин Феоктистов - Научный орбитальный комплекс

• Название: Научный орбитальный комплекс
• Автор: Константин Феоктистов
• Издательство: Знание
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1980

В брошюре рассказывается об орбитальных комплексах «Салют» — «Союз». Ее автор, один из создателей этого комплекса летчик-космонавт СССР профессор К. П. Феоктистов, приводит интересные данные о системах, оборудовании и экспериментальной базе этого комплекса, обсуждает перспективы его развития.

Брошюра рассчитана на инженеров, преподавателей и студентов вузов и техникумов, учащихся старших классов, а также на более широкий круг читателей, интересующихся современными достижениями космонавтики.

---

Пневмовакуумный костюм является герметичной емкостью, надеваемой космонавтом на ноги и нижнюю часть тела и герметизируемой на поясе. Вакуумный насос создает разрежение внутри полости порядка 30–60 мм рт. ст., что позволяет создать некоторую дополнительную гидростатическую нагрузку на сердце.

Велоэргометр расположен на «потолке» станции. Дорожка и пневмовакуумный костюм — на «полу», в районе конического переходника. В соответствии с бортовой инструкцией (которая является законом на борту станции) экипаж должен проводить на этих тренажерах 2–2,5 ч в сутки. Практика полетов показала, что такие средства для опробованных продолжительностей полета достаточно эффективны.

В задней части станции расположена туалетная кабина с ассенизационным устройством, которое обеспечивает сбор отходов жизнедеятельности экипажа и очистку станционной атмосферы. Моча и твердые отходы собираются в специальные герметичные контейнеры, выбрасываемые затем по мере их наполнения, во внешнее пространство через шлюзовые камеры. В районе поста № 4 при необходимости разворачивается душевая кабина. После приема душа кабина убирается.

Спальные места экипажа находятся на боковых панелях и на «потолке», где могут закрепляться спальные мешки. Завтракают, обедают и ужинают космонавты за столом, расположенным в районе поста № 1. Здесь же располагаются подогреватели пищи, столовые принадлежности, средства для фиксации бака с водой и пищи.

Кроме герметичных отсеков, в состав станции входят еще два негерметичных отсека: отсек научной аппаратуры и агрегатный отсек. Корпус отсека научной аппаратуры (см. рис. 3), как уже говорилось ранее, является частью герметизирующей оболочки рабочего отсека. Он представляет собой усеченный конус, внутренний объем которого открыт во внешнее пространство. В корпусе устанавливается научная аппаратура, которая не может «работать» через иллюминаторы (на станции «Салют-6» это субмиллиметровый телескоп БСТ-1М, на станции «Салют-4» — солнечный телескоп ОСТ-1, рентгеновские телескопы «Филин» и РТ-4, инфракрасный телескоп ИТСК, спектрометры). На участках орбиты, где научные приборы не используются, отсек закрывается от внешнего пространства негерметичной крышкой с экранно-вакуумной теплоизоляцией, предназначенной для защиты научных приборов от солнечных лучей и обеспечения теплового режима отсека (чтобы отсек не выхолаживался за счет излучения во внешнее пространство).

Агрегатный отсек по своему виду представляет собой цилиндр диаметром 4,15 м и длиной 2,2 м, с двумя торцовыми шпангоутами, один из которых прикреплен к нижнему торцовому шпангоуту рабочего отсека, а другим агрегатный отсек соединяется с опорным шпангоутом ракеты-носителя. В агрегатном отсеке размещаются баки, пневмо-гидроавтоматика, арматура, маршевые и управляющие двигатели объединенной двигательной установки. Кроме того, на этом отсеке устанавливаются антенны, мишени и световые индексы системы сближения, а также антенны других радиосистем.

БОРТОВЫЕ СИСТЕМЫ СТАНЦИИ «САЛЮТ-6»

Система ориентации и управления движением станции (СОУД). Совместно с исполнительными органами (управляющие и маршевые двигатели объединенной двигательной установки) при помощи этой системы решаются следующие задачи: 1) автоматическая ориентация станции (в орбитальной или инерциальной системах координат) для выполнения научных наблюдений или экспериментов; 2) выдача корректирующих направленных импульсов движения для подъема или коррекции орбиты станции (при подготовке орбиты к сближению с транспортными кораблями); 3) ориентация станции в процессе сближения на приближающийся транспортный корабль, участие в радиообмене сигналами с транспортным кораблем, необходимом для определения параметров относительного движения станции и корабля; 4) ориентация станции (в орбитальной или инерциальной системах координат) при «ручном» управлении экипажем.

В состав СОУД входят различные чувствительные элементы: гироскопы, датчики угловых скоростей, интеграторы продольных ускорений, инфракрасные построители местной вертикали, солнечные и ионные датчики, а также оптические приборы ориентации: по горизонту Земли (для построения местной вертикали при ручной ориентации в орбитальной системе координат), по кажущемуся направлению «бега» местности (для построения ориентации относительно направления полета), по звездам (астроориентаторы и секстан). Кроме того, СОУД включает в себя радиоаппаратуру сближения, обеспечивающую совместно с радиоаппаратурой транспортного корабля измерение относительных параметров движения, а также электронные логические, счетно-решающие и коммутационные приборы.

Выполнение той или иной задачи, как правило, может быть обеспечено СОУД в различных режимах и при использовании разных наборов приборов. Так, например, ориентация в орбитальной системе координат может обеспечиваться за счет работы инфракрасного построителя местной вертикали совместно либо с ионными датчиками (с соответствующими счетно-решающими блоками), либо с солнечными датчиками, либо с системой экономичной ориентации «Каскад» и, наконец, ручным управлением.

Это свойство СОУД обусловливает глубокое функциональное резервирование в данной системе.

Объединенная двигательная установка (ОДУ). Ее задачами являются: 1) выдача импульсов движения для изменения скорости и направления движения станции с целью подъема или коррекции орбиты, 2) создание управляющих моментов движения за счет работы управляющих двигателей для ориентации станции или для поддержания заданного положения станции в пространстве. Причем выдача импульсов может осуществляться за счет работы одного или двух маршевых жидкостных реактивных двигателей, расположенных на срезе агрегатного отсека, тягой 300 кгс каждый.

Поскольку требуемый диапазон управляющих моментов достаточно широк (от минимальных для поддержания экономичной ориентации до весьма значительных во время сближения с транспортным кораблем, особенно когда к станции пристыкован уже один корабль), то по каждому из каналов управления установлено несколько управляющих реактивных двигателей, и они могут включаться как поодиночке, так и группами. По каналам тангажа и курса (т. е. для создания моментов вокруг осей, перпендикулярных продольной оси станции) могут включаться от одного до шести управляющих двигателей, а по каналу крена (т. е. вокруг продольной оси) — два или четыре. Тяга каждого управляющего двигателя (всего их 32) около 14 кгс.

Кроме маршевых и управляющих двигателей, в состав ОДУ входят шесть баков (где хранится топливо), баллоны наддува с газом (для выдавливания топлива из баков в магистрали, откуда оно поступает к двигателям), компрессоры, гидропневмоавтоматика (редукторы давления, пневмогидроклапаны, датчики давления и температуры), коммутационные и логические приборы, гидропневмомагистрали.

В баках топливо отделяется от газа наддува с помощью металлических сильфонных разделителей. Если бы таких разделителей не было, то газ и топливо в условиях невесомости перемешались, и к двигателям поступало бы то топливо, то газ, то газожидкостная эмульсия, что могло привести к выходу из строя двигателей или к другим недопустимым отклонениям. Обычно в качестве разделителей топлива и газа наддува в двигательных установках космических аппаратов использовались гибкие разделители из органических пленок. В ОДУ станции «Салют-6» пришлось перейти на металлические разделители с целью обеспечения многократной заправки баков и длительного хранения топлива.

Компрессоры используются для подготовки к заправке ОДУ, во время которой осуществляется откачка газа из газовой полости баков с топливом в баллоны наддува (и маршевые, и управляющие двигатели питаются из одних и тех же баков). В качестве окислителя используется азотный тетраксид, а в качестве горючего — несимметричный диметилгидразин.

Все агрегаты и пневмогидроавтоматика ОДУ размещены в агрегатном отсеке. Внутри отсека и на его поверхности (где расположены двигатели) поддерживаются положительные температуры за счет прокачки жидкого теплоносителя по трубкам, приваренным к оболочке отсека. Температура теплоносителя регулируется системой терморегулирования станции. Приборы двигательной установки установлены в рабочем отсеке.

Система электропитания (СЭП). Ее задачей является, как это следует из названия, снабжение электроэнергией бортовых систем и научной аппаратуры постоянным и переменным электрическим током. В состав СЭП входят солнечные батареи, аккумуляторы, преобразователи постоянного тока в переменный, автоматика управления.

Фотоприемники солнечных батарей устанавливаются на трех панелях, каждая из которых имеет площадь около 20 м2 и представляет собой многократно складывающуюся рамочную конструкцию. Последнее вызвано тем, что на участке выведения станции на орбиту солнечные батареи должны быть уложены в тесном пространстве между головным обтекателем и цилиндрическим корпусом рабочего отсека.