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.

---

Радиоконтроль орбиты осуществляется с помощью находящихся на борту станции двух приемников-ответчиков и наземных измерительных средств. Обработка этой информации в наземных вычислительных центрах позволяет вычислить орбиту станции и выдать на борт, в центр управления полетом и в сеть наземных командно-измерительных пунктов информацию, необходимую для коррекций орбиты, определения моментов стартов кораблей, проведения маневра дальнего сближения кораблей и станции, организации сеансов связи, для привязки результатов исследований к положению станции относительно поверхности Земли.

Прием на борту командной и цифровой информации обеспечивается с помощью приемных, дешифрирующих и коммутирующих приборов.

Стыковочное устройство. Оно состоит из двух типов специальных агрегатов (стыковочных узлов): пассивного и активного. Два пассивных стыковочных агрегата (конусы) установлены на станции, активные стыковочные агрегаты (типа «штырь») — на пилотируемых и грузовых транспортных кораблях. Стыковочное устройство обеспечивает: I) выбор допустимых отклонений при причаливании и механический захват в момент контакта кораблей и станции; 2) гашение относительных угловых колебаний (корабля и станции), возникающих из-за того, что направление относительной скорости корабля не пересекает центр массы станции; 3) выравнивание осей корабля и станции; 4) стягивание последних до контакта торцовых плоскостей стыковочных узлов; 5) герметизацию стыка; 6) проход экипажей из корабля на станцию и обратно. Все эти функции осуществляются при совместной работе механизмов и автоматики стыковочного устройства.

Активный стыковочный узел состоит из стыковочного механизма (типа «штырь») и стыковочного шпангоута с механизмами герметизации, электро- и гидроразъемами. Аналогично пассивный стыковочный узел состоит из приемного конуса с гнездом для захвата головки штыря активного стыковочного механизма и стыковочного шпангоута с механизмами. При стыковке корабля со станцией одновременно осуществляется соединение электроразъемов и гидромагистралей.

После стягивания стыковочных шпангоутов защелки на головке штыря убираются и штанга штыря втягивается внутрь. На этом процесс стыковки заканчивается и начинается процесс проверки герметичности стыка, который проводится либо экипажем пристыковавшегося пилотируемого корабля, либо с Земли (при стыковке к станции грузового корабля). Проверка герметичности по стабильности давления осуществляется в два этапа: в маленькой полости между двумя кольцевыми резиновыми уплотнениями (предварительно эта полость на небольшое время соединяется с внутренним объемом корабля и таким образом наддувается), а затем в большой полости стыковочных механизмов (в объеме между кольцевым резиновым уплотнением, внутренним объемом конуса и поверхностью штыря).

На каждом из узлов (пассивном и активном) имеется люк (с системой его закрытия и герметизации) для перехода экипажа из корабля в станцию и обратно. В состав люка входят крышка, привод открытия и закрытия крышки и привод герметизации (на крышке активного узла и устанавливается штырь).

Для расстыковки сбрасывается давление из большой полости, приводы периферийных замков выводят захваты из зацепления и четыре пружинных толкателя разводят корабль и станцию. Расстыковку можно производить как по командам с корабля, так и по командам со станции. Кроме того, имеется пиротехническая система расстыковки.

Система управления бортовым комплексом (СУБК). Эта система позволяет управлять станцией, ее системами, приборами, агрегатами, научной и экспериментальной аппаратурой как со стороны Земли, так и со стороны экипажа. Одновременно СУБК должна обеспечивать первоначальный логический анализ относительно проведения тех или иных операций по включению отдельных систем и приборов в данной сложившейся ситуации (так называемый анализ на простейшие требования непротиворечивости). Например, нельзя включать маршевый двигатель, если система ориентации не готова к работе, или нельзя разарретировать гироскопы, если не имеется сообщение о том, что гироскопы раскручены.

СУБК состоит из логических устройств, коммутаторов, программно-временных устройств, пультов управления и индикации, приборов подключения электропитания. Команды на управление (включение или выключение отдельных систем, приборов и т. п., введение условий, при которых могут включаться те или иные приборы или процессы) могут подаваться с Земли (по командной радиолинии), с пультов станции (экипажем), с программно-временных устройств или с работающих систем (так называемые команды взаимного управления).

Логические устройства СУБК принимают эти команды, проверяют на непротиворечивость с идущими на станции процессами и выдают дальнейшие команды на исполнение. Программно-временные устройства позволяют проводить автоматическое управление системами станции в часто повторяющихся стандартных процессах (сеансы связи, подготовка ориентации, проведение коррекций и т. п.), обеспечивая последовательную выдачу команд в заданные моменты времени. При этом могут отрабатываться несколько параллельно идущих программ, включаемых либо с пультов, либо по командной радиолинии с Земли.

Чтобы экипаж мог осуществлять управление станцией и научной аппаратурой, имеются пульты управления и индикации, расположенные на семи постах управления. Органами управления являются командно-сигнальные устройства (на посту № 1), клавишные поля и ручки управления (ориентацией). Индикация и сигнализация выполнения команд и параметров, характеризующих работу систем и станции в целом, обеспечивается на пультах электролюминисцентными табло, мнемосхемами (например, индикатор программ на главном пульте или схема заправки на пульте управления объединенной двигательной установкой) и звуковой сигнализацией. На всех постах управления имеется возможность связи с Землей и по внутреннему переговорному устройству с членами экипажа, работающими на других постах.

Научная аппаратура. Ее состав и задачи меняются от одной станции к другой в зависимости от принятых программ проведения исследований и от развития работ в ходе полета данной станции. Большинство научных приборов имеет выход на радиотелеметрическую систему для передачи на Землю измеряемых параметров и данных, характеризующих их работу. Приборы, как правило, снабжены органами и средствами управления, контроля их работы со стороны экипажа. Многое из научного оборудования доставляется на станцию постепенно в ходе ее полета.

Часть научного оборудования устанавливается вне герметичного объема станции, остальные — внутри герметичных отсеков. Тепловой режим приборов, устанавливаемых на внешних поверхностях, обеспечивается за счет теплообмена их с термостатированным корпусом станции, экранновакуумной изоляции и, в некоторых случаях, специальных крышек, закрывающих прибор от внешнего пространства в то время, когда данный прибор не работает. Электропитание научной аппаратуры, как правило, осуществляется от единой системы энергопитания станции. На станции предусмотрены свободные электроразъемы («розетки») для подключения к электропитанию вновь доставляемого оборудования. Часть научного оборудования (как правило, переносного или с малым электропотреблением) имеет собственные источники энергии в виде батарей, встроенных внутрь приборов.

ТРАНСПОРТНЫЕ ПИЛОТИРУЕМЫЕ КОРАБЛИ «СОЮЗ»

В настоящее время транспортный корабль стал основной модификацией корабля «Союз» и в автономных полетах почти не используется. Как транспортный корабль он должен обеспечивать выведение экипажа на орбиту, сближение и стыковку с орбитальной станцией, переход экипажа на ее борт, полет корабля в составе орбитального комплекса достаточно продолжительное время, отделение от станции, спуск экипажа на Землю с приемлемым для космонавтов уровнем перегрузок при возвращении в атмосферу, приземление спускаемого аппарата с приемлемым уровнем перегрузок, воздействующих на космонавтов во время приземления, а также спасение экипажа в случае аварии ракеты-носителя на участке выведения корабля на орбиту.

Решение этих задач осуществляется совместной работой бортовых систем корабля и его конструктивными особенностями. В конструкции корабля «Союз» можно выделить три основные части: спускаемый аппарат, приборно-агрегатный и орбитальный отсеки. Спускаемый аппарат размещен между приборно-агрегатным и орбитальным отсеками (см. последнюю страницу обложки). По своей форме спускаемый аппарат напоминает автомобильную фару (рис. 6). Эта форма выбрана не случайно, она обеспечивает возникновение аэродинамической подъемной силы (помимо силы лобового сопротивления) при движении аппарата в земной атмосфере, что снижает разброс точек приземления относительно заданной, а также уменьшает уровень перегрузок при спуске в атмосфере.