Владимир Сыромятников - 100 рассказов о стыковке

• Название: 100 рассказов о стыковке
• Автор: Владимир Сыромятников
• Издательство: Университетская книга Логос
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2008
• ISBN: 978-5-98704-307-7

В ваших руках, уважаемый читатель, — вторая часть книги «100 рассказов о стыковке и о других приключениях в космосе и на Земле». Первая часть этой книги, охватившая период от зарождения отечественной космонавтики до 1974 года, увидела свет в 2003 году. Автор выполнил свое обещание и довел повествование почти до наших дней, осветив во второй части, которую ему не удалось увидеть изданной, два крупных периода в развитии нашей космонавтики: с 1975 по 1992 год и с 1992 года до начала XXI века. Как непосредственный участник всех наиболее важных событий в области космонавтики, он делится своими впечатлениями и размышлениями о развитии науки и техники в нашей стране, освоении космоса, о людях, делавших историю, о непростых жизненных перипетиях, выпавших на долю автора и его коллег. Владимир Сергеевич Сыромятников (1933—2006) — член–корреспондент Российской академии наук, профессор, доктор технических наук, заслуженный деятель науки Российской Федерации, лауреат Ленинской премии, академик Академии космонавтики, академик Международной академии астронавтики, действительный член Американского института астронавтики и аэронавтики. Известный в мире специалист по космической технике, в области разработки и испытаний космических аппаратов, автоматических систем, космической робототехники, больших космических конструкций, основатель и руководитель отечественной школы стыковочных узлов космических аппаратов, получившей мировое признание. По мнению автора, эту книгу стоит прочитать каждому, кому интересна история космонавтики.

---

Любопытно, что два года спустя, уже, по существу, закончив работу над своим «гидравлическим АПАСом, НАСА заключило контракт с одной из фирм на создание экспериментального чисто электромеханического стыковочного механизма.

Гидравлика и электромеханика диктуют выбор существенно разных элементов кинематики, в первую очередь поэтому наши агрегаты так же похожи друг на друга. Но для специалистов более важно принципиальное построение всей амортизационно–приводной схемы стыковочного механизма.

В прежних своих механизмах американцы применили независимые амортизаторы. Такая схема параллельной работы амортизаторов и привода была фактически перенесена на АПАС для корабля «Аполлон».

В старых стыковочных механизмах «Союза» амортизаторы и привод соединены последовательно. Эта идея принципиально перенесена и на АПАС «Союза».

Так и пошла дальше работа двумя во многом различными путями в соответствии с особенностями советской и американской школ конструирования стыковочных устройств. Начали создавать две разные конструкции на основе одной общей идеи для достижения одной цели, выполняя согласованные требования. Как две спортивные команды, бригады космических специалистов СССР и США, одновременно взяв старт, начали настоящую гонку. Иного слова и не подберешь чтобы охарактеризовать ход и объем выполненных за такие короткие сроки работ. Судите сами. На создание менее сложных стыковочных устройств для предыдущих, и советских, и американских, космических проектов затрачивалось в полтора–два раза больше времени. При этом не требовались многочисленные согласования и совместные испытания.

Словом, это была беспрецедентная работа.

Наступил 1972 год. В КБ и лабораториях полным ходом шла разработка конструкции будущего АПАСа, когда в США поехала небольшая группа наших инженеров для того, чтобы создать первые совместные чертежи.

Будущий агрегат насчитывал около 1500 оригинальных деталей и сборок. Приблизительно столько же требовалось чертежей. У советского и американского стыковочных агрегатов не было ни одной одинаковой детали. И тем не менее существовало четыре чертежа, выполнить которые обязаны были обе страны. Это — своеобразный межгосударственный стандарт на стыковочное устройство, нарушение которого по общей договоренности не допускалось.

Такие чертежи появились после апрельской встречи рабочей группы в Хьюстоне в 1972 году. Здесь мы впервые познакомились со специалистами фирмы «Рокуэлл Интернэшнл» (в то время еще «Норт Америкэн Рокуэлл»), с которыми нам пришлось тесно сотрудничать все последующие годы. Дело в том, что эта фирма была основным подрядчиком НАСА по советско–американскому проекту. Кроме ранее изготовленных командного и служебного модулей, конструкторы фирмы спроектировали, а на ее заводе изготовили стыковочный модуль и стыковочный агрегат.

Полученные чертежи «интерфейса», то есть взаимодействующих элементов стыковочного устройства, позволяли начать изготовление моделей, готовить выпуск документации по полномасштабным конструкциям и вести подготовку к первым совместным испытаниям.

В мае было подписано соглашение между правительствами СССР и США о сотрудничестве в деле освоения и исследования космического пространства. Это заставило нас еще больше прочувствовать всю меру той ответственности, которую мы несли за сроки и качество работы.

Сюрприз ждал нас в Хьюстоне. Когда в июле 1972 года мы там снова появились, нам продемонстрировали готовые масштабные модели стыковочных агрегатов. Наши же модели еще находились в работе. Но коль речь зашла о сроках изготовления, справедливости ради нужно отметить, что наши модели намного полнее и точнее воспроизводили будущие полномасштабные конструкции, поэтому были и более сложными, и более трудоемкими в изготовлении. Тем не менее пришлось, возвратившись в Москву, принимать соответствующие меры, хотя согласованные сроки были еще далеки. На всех последующих этапах и многочисленных промежуточных финишах мы уже никогда не отставали от наших партнеров при подготовке оборудования или документации, больше того, иногда оказывались даже впереди.

Наши масштабные модели были готовы к концу августа. Их подвергли необходимым испытаниям и продемонстрировали на октябрьской встрече в Москве в том же году. С помощью моделей удалось проверить общую идею, компоновку и взаимодействие элементов, как то было согласовано, а мы кроме того воспроизвели кинематику и даже динамику работы стыковочного механизма.

Это было важно потому, что для стыковочного механизма в советском проекте выбрали принципиально новую и довольно хитроумную кинематику. На первых порах, да и впоследствии, она вызывала у многих сомнения и даже несправедливые, как мы считаем, нападки. Помогло доверие руководителей и твердость, убежденность авторов и исполнителей в правильности и преимуществах выбранной принципиальной схемы. Иначе, конечно, не удалось бы довести это дело до конца и создать конструкцию, оказавшуюся действительно очень эффективной. Недаром она получила высокую оценку многих авторитетных советских и американских специалистов по космической технике, а самое главное — отлично сработала в космосе. Спору нет, деловая критика тоже не оказалась лишней. Она заставляла авторов совершенствовать кинематику, находить новые возможности ее упрощения.

В отличие от американской конструкции мы применили кинематику с дифференциальной связью между всеми шестью штангами стыковочного механизма. Примерно так связаны задние колеса и двигатель обычного автомобиля. При удлинении одной или нескольких штанг другие благодаря таким связям укорачиваются. В результате при наклоне одной стороны кольца другая сторона поднимается, оно как бы качается вокруг своего центра. При боковом перемещении кольца оно движется практически параллельно шпангоуту. Приблизить кольцо к шпангоуту удается только при приложении значительно большей силы. В результате механизм обеспечивает сцепку в очень широком диапазоне начальных условий при больших промахах, больших и малых скоростях, Кроме того, механизм хорошо выравнивает корабли после сцепки; при стягивании не возникает никаких дополнительных усилий, более того, кольцо фиксируется в выровненном положении, и космонавты смогут постоянно контролировать это.

Американцы применили в своем стыковочном механизме для подтягивания кольца с направляющими привод с тросовой связью. Такая схема подкупает своей относительной простотой, но, к сожалению, она не лишена и ряда недостатков. Основным из них, пожалуй, является меньший диапазон перемещений кольца при малых усилиях амортизации, поэтому сцепка происходит в меньшем диапазоне начальных смещений кораблей, особенно если есть ошибки сразу по нескольким координатам. Так, кстати, случалось при наших совместных испытаниях. Можно упомянуть и о другой особенности. Она относится к выдвижению кольца, которое происходит только за счет усилия пружин амортизаторов при ослаблении тросовой связи, так как усилие пружин для обеспечения сцепки выбрано сравнительно небольшое, оно оказывается недостаточным, например, для того, чтобы выдвинуть кольцо, преодолевая его силу веса. На Земле — это неудобство при испытаниях, в состоянии космической невесомости — потенциальная ненадежность.

Демонстрация моделей на октябрьской встрече в Москве вызвала всеобщий живой интерес.

Успех проведенных через месяц испытаний этих моделей открывал дорогу для работы над полномасштабными конструкциями. На пороге был 1973 год — год отработки настоящего АПАСа.

НА СТЕНДЕ В ХЬЮСТОНЕ

Любая система космического корабля, перед тем как попасть в полет, должна поработать в условиях, достаточно близких к тем, в которых она может оказаться в космосе. Разумеется, практически невозможно одновременно имитировать на Земле все условия, присущие космическому полету: глубокий вакуум, невесомость, различные формы облучений, широкий диапазон возможных температур, действие вибраций и перегрузок выведения на орбиту. Поэтому испытателям приходится как бы расчленять воздействие космоса на составные части и с большим или меньшим приближением последовательно их воспроизводить. При этом одна из наиболее сложных задач состоит в выявлении самых трудных или, как говорят, критических условий для каждой системы. Стыковочные агрегаты последовательно проходят испытания в самых разнообразных условиях. Но все же наибольшие хлопоты стыковщикам доставляет невесомость.

Как заставить многотонные корабли парить перед стыковкой в воздухе и двигаться только по инерции, под воздействием сил соударения и реактивных струй управляющих двигателей так, как это происходит в невесомости?

Как добиться, чтобы корабли со стыковочными агрегатами свободно, без действия силы тяжести, сближались с заданными скоростями и смещениями до соприкосновения, сцеплялись, выравнивались и стягивались, а амортизационная система и другие механизмы при этом работали точно так же, как им предстоит работать в космосе?