Владимир Сыромятников - 100 рассказов о стыковке

• Название: 100 рассказов о стыковке
• Автор: Владимир Сыромятников
• Издательство: Логос
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2003
• ISBN: 5-94010-226-3

Книга рассказывает о жизни и деятельности ее автора в космонавтике, о многих событиях, с которыми он, его товарищи и коллеги оказались связанными.

В. С. Сыромятников — известный в мире конструктор механизмов и инженерных систем для космических аппаратов. Начал работать в КБ С. П. Королева, основоположника практической космонавтики, за полтора года до запуска первого спутника. Принимал активное участие во многих отечественных и международных проектах. Личный опыт и взаимодействие с главными героями описываемых событий, а также профессиональное знакомство с опубликованными и неопубликованными материалами дали ему возможность на документальной основе и в то же время нестандартно и эмоционально рассказать о развитии отечественной космонавтики и американской астронавтики с первых практических шагов до последнего времени.

Часть 1 охватывает два первых десятилетия освоения космоса, от середины 50–х до 1975 года.

Книга иллюстрирована фотографиями из коллекции автора и других частных коллекций.

Для широких кругов читателей.

---

В июле 1972 года, в Хьюстоне академик Петров, добрый, на вид мягкий человек, в плавательном бассейне (наверно, чтобы не подслушали американцы) с каменным лицом сказал нам с Бобровым: «Вы за ваш АПАС отвечаете головой, ваша судьба в ваших руках». Мы это понимали.

Оглядываясь назад, должен отметить: нет, я не боялся, хотя понимал опасность. Проект уже вовсю катился вперед, другой концепции мы не разрабатывали, запасного варианта не существовало. Положение, действительно, сложилось очень серьезное: если бы идея оказалась порочной, вся концепция могла рухнуть. Моя профессиональная карьера на этом, возможно, закончилась бы, ведь речь шла о первом международном проекте космического масштаба. Престиж страны, всей советской космической техники был поставлен на карту. Нет, мне бы наверняка несдобровать.

Эти политические соображения не прибавляли оптимизма, необходимо было срочно проверить идею.

Сначала я попытался организовать практическую проверку новой кинематики параллельно с основной деятельностью по ходу проекта. Для этого нужно было создать действующую модель. Сделать это было трудно, так как требовались большие материальные затраты, связанные с ее изготовлением. Следовало найти повод, чтобы включить моделирование в основное русло международной деятельности. Идеальным выходом мог бы быть дополнительный модельный этап совместных работ, если бы американцы согласились в нем участвовать. К счастью, удалось подыскать хороший повод: весь метод, с помощью которого решили обеспечивать совместимость, также был новым, беспрецедентным. Его тоже следовало бы предварительно проверить практически, сначала на моделях.

Такова предыстория всей дальнейшей модельной деятельности.

В сентябре мне удалось уговорить нашего технического директора Бушуева, а уже в октябре, на встрече в Москве, я убедил своего коллегу Д. Уэйда в необходимости промежуточного экспериментального шага. Моей радости не было предела, когда после некоторых дебатов и консультаций Г. Ланни согласился с предложением, хотя и без энтузиазма. Как раз на этой встрече принимали план совместной разработки и испытаний стыковочного устройства. В нем предусмотрели дополнительный этап: обе стороны должны построить масштабные модели своих АПАСов и провести совместные испытания.

После окончания встречи мы, засучив рукава, приступили к детальному конструированию. К весне 1972 года рабочие чертежи были подготовлены, а состоявшаяся в апреле встреча в Хьюстоне, на которой согласовали интерфейсы, открыла дорогу для изготовления моделей. Совместные испытания наметили на конец года.

Модели назывались масштабными, то есть выполненными в меньшем масштабе, чем настоящие АПАСы. Масштабный коэффициент по предложению американцев выбрали несколько необычным, нецелым: 1:2,5. Они интерпретировали его как 2:5, но их единицам измерения удивляться не приходилось. Тем не менее интуиция и здравый смысл наших коллег не подвели, масштаб они угадали правильно. В этом мы убедились, когда модели были уже готовы: они получились не слишком громоздкими, но достаточно большими, чтобы без особых трудностей воспроизвести основные, существенные детали. Это оказалось особенно важно для нашей модели, в которой воспроизводились все действующие элементы механизма, включая дифференциальные связи. Так что нашим сборщикам из цеха точной механики не пришлось «подковывать блоху».

Работа проводилась независимо, параллельно в обеих странах. Приехав в Хьюстон в июле 1972 года, мы не ожидали увидеть уже готовые модели. В это время наши механизмы находились в процессе изготовления. Сроки совместных испытаний были еще далеки, но, возвратившись в Москву и заручившись поддержкой Бушуева, стыковщики вместе с заводчанами срочно приняли меры для ускорения работ. Это был очень полезный урок. На всех последующих этапах мы уже не отставали от своих партнеров ни в подготовке документации, ни в изготовлении оборудования.

Нужно еще раз подчеркнуть, что в изготовлении наши модели оказались более трудоемкими, чем американские. Модели воспроизводили будущие полномасштабные конструкции, поэтому они были полностью действующими. Ведь нам требовалось не только проверить общую конфигурацию и взаимодействующие элементы, но и воссоздавать работу дифференциального механизма, поскольку именно он вызывал сомнения. Для меня эта задача была тогда главной.

Производство моделей завершилось уже к концу августа. Для динамических испытаний построили специальный стенд. Первый прототип этого стенда с горизонтальной тележкой и качающимся грузом спроектировали еще в середине 60–х годов. Его построили сначала в Казани, а затем в Азове для проверок стыковочных механизмов штырь—конус. На стенде хорошо имитировались основные фазы стыковки, это позволяло проверить работоспособность нового стыковочного механизма. После довольно продолжительных хлопот удалась добиться специального помещения: нам выделили небольшое здание, где раньше располагалась ацетиленовая станция, рядом с приборным корпусом. С «ацетиленкой» связан важный этап развития стыковочной техники; здесь позднее испытывались полномасштабные АПАСы, включая тот, который состыковал корабли «Союз» и «Аполлон» в космосе.

Помню, с каким нетерпением я ожидал, когда умельцы, настоящие файн–механики, из инструментального цеха изготовят шарико–винтовые пары (ШВП), а сборщики из цеха электромеханики соберут первую модель. Каждый день я бегал в оба цеха, на первое и второе производство, чтобы не пропустить важного момента. И все?таки мне это не удалось, откровенно говоря, я просто проспал. Утром Бобров рассказал, что сборку закончили ровно в 12 часов ночи. Недаром говорят, что настоящие чудеса происходят в полночь: механизм заработал.

Уже первая проверка еще на сборочном верстаке убедила, что основная идея была правильной, стыковочный механизм дифференциального типа оказался вполне работоспособным. Динамические испытания на стенде подтвердили это. Основные сомнения сразу отпали. Это был первый настоящий успех, такой важный на этом этапе.

Руководство настолько поверило в новую конструкцию, что решилось пригласить к нам самого Д. Устинова, в те годы секретаря ЦК КПСС, кандидата в члены Политбюро. Мне пришлось выступить в качестве гида в нашей скромной «ацетиленовой» лаборатории. Для стыковщиков это было большой честью: всемогущий Устинов очень редко опускался до столь детального уровня.

Испытания масштабных моделей сыграли большую роль в становлении нашего АПАСа, позволив не только проверить новый дифференциальный механизм, но и значительно усовершенствовать его. Пожалуй, самым важным оказалось то, что модели заставили думать, как упростить конструкцию, как одновременно сделать ее более простой и эффективной.

Еще раньше мне отчасти помогла критика оппонентов. Уже при выпуске чертежей на масштабную модель стало ясно, насколько сложным получился механизм, который связывал между собой штанги. Они соединялись при помощи десяти дифференциалов: пять основных обеспечивали пять степеней подвижности кольца, а пять дополнительных — работу пружин. К тому же большое число подвижных элементов увеличило потери на трение. Эти недостатки заставляли искать пути упрощения схемы. К счастью, такой путь нашелся и оказался действительно блестящим: в результате удалось сократить число дифференциалов в пять раз, вместо десяти их осталось всего два!

Только эта измененная кинематика механизма сразу превратила АПАС в законченную конструкцию, которая стала по–настоящему смотреться, «а значит, должна летать». Именно она сработала на орбите 19 июля 1975 года и продемонстрировала свои достоинства в неожиданно тяжелых условиях второй стыковки, которую заранее назвали тестовой, то есть испытательной. Позднее кинематика стыковочного механизма практически без изменений перекочевала в АПАСы нового поколения. В начале 90–х годов агрегаты под названием АПАС-89 установили на американский «Спейс Шаттл». И они стали стыковывать «Орбитеры» с нашим «Миром», а затем с МКС — международной космической станцией.

Недаром английская пословица гласит: потребность — мать изобретательства. Сейчас трудно восстановить подробности того, как пришла в голову эта идея, как произошло то, что называется словом «осенило». Такие моменты, когда работает, наверно, подкорковое мышление, в течение моей инженерной карьеры случались лишь считанное число раз.

Механизм винт—гайка в принципе имеет три степени подвижности, поэтому он почти неисчерпаем. В частности, его можно использовать как дифференциал. Именно это и требовалось найти и применить, эти лишние дифференциалы, которые обеспечили необходимую подвижность кольцу с пятью степенями свободы.

В масштабной модели вращались только гайки, а винты прикреплялись к кольцу через 2–степенной шарнир. Как оказалось, достаточно дать дополнительную вращательную свободу винтам и связать их попарно в каждой паре: винты — между собой, а гайки — между собой. Правда, дополнительно пришлось применить винты с правой и левой нарезкой. При этом 2–степенные шарниры винтов превратились в 3–степенные. Самое главное заключалось в том, что в результате осталось только два настоящих дифференциала (меньше, чем в автомобиле–вездеходе). Три дополнительные степени подвижности обеспечили три пары винтов, получивших дополнительную свободу вращения. Этим, однако, упрощение не закончилось.