100 рассказов о стыковке. Часть 1, стр. 81
И все это надо было сначала спроектировать и разработать, затем изготовить и испытать и наконец установить на обновленный транспортный корабль «Союз» (7К–Т) и на новую станцию «Салют». Перед тем как лететь в космос, все вместе требовалось проверить всесторонне и во взаимодействии на земле. Большая часть этих задач решалась нами впервые. Мы работали и учились одновременно, а также учили других, включая первые экипажи орбитальной станции.
Подробнее о том, как все это происходило, включая полеты в космос, — в следующих трех рассказах.
За сравнительно короткое время нам предстояло столкнуться со многими трудностями и проблемами. В целом путь к совершенству, к системе ССВП, которая с годами стала незаменимой, оказался и длиннее, и сложнее, чем предполагалось. Но, наверно, нам этого и хотелось, когда мы вносили свое предложение. Мы были молодыми и честолюбивыми и искали приключений, мы рвались в большие дела.
В конце 1968 года наш проект находился еще в самом начале. Впереди была еще одна «война». До первого полета оставалось два с половиной года.
1.20. Снова ПРО
Американцы, люди деловые и рациональные, очень любят сокращения, особенно в технике и прежде всего в космической. Одно из них — RD&D (Research, Design & Development), по–нашему ПРО (поиск — разработка — отработка). За свою инженерную карьеру мне пришлось много раз заниматься этим самым ПРО, в разных проектах, на всех этапах: от идей до летных испытаний. С конца 1968 до весны 1971 года ПРО системы стыковки для первой орбитальной станции «Салют» явилось, пожалуй, наиболее значительным этапом, можно сказать, событием для моего становления как конструктора, специалиста по орбитальной стыковке. Благодаря этому ПРО техника и технология стыковки поднялись на новый уровень, а мы сами стали лидерами в этой области. Когда число стыковок в космосе при помощи ССВП за 25 лет полетов приблизилось к 200, скупой на похвалы В. П. Легостаев, к тому времени вице–президент нашей корпорации, сказал: «Вам надо поставить памятник при жизни за вашу систему».
Как всегда, путь от идеи, от концепции до полностью отработанной, отлаженной системы был длинным и трудным и на Земле, и в космосе.
В лекциях по проектированию я также рассказываю своим студентам о том, что любая работа начинается с технического задания — ТЗ. Составление ТЗ — один из самых важных этапов проекта. Задание должно быть ясным и полным, а для этого надо хорошо понимать, что хочешь иметь в конце, во многих деталях и подробностях. В конце 1968 года, еще не представляя конечный результат, нам удалось, можно сказать, почти интуитивно, сформулировать ТЗ для будущей системы стыковки.
Еще раз следует остановиться на ряде важных особенностей нашего проекта.
Во–первых, как упоминалось, стыковочные агрегаты вместе со средствами управления требовалось разместить и на корабле, и на станции, и только в космосе они соединялись между собой. К тому же корабль и станция создавались на разных предприятиях разными коллективами конструкторов, у нас в Подлипках и в Филях, поэтому сначала нужно было состыковаться на Земле. Таким образом, впервые пришлось обеспечивать, как сейчас говорят, космический интерфейс. Кстати, этот опыт очень пригодился в международном масштабе, когда началась программа «Союз» — «Аполлон»,
Во–вторых, сложность заключалась в том, что впервые в космосе требовалось герметично соединить корабль со станцией, а у нас вообще не было опыта по созданию герметичных конструкций.
В–третьих, к этому герметичному космическому стыку предъявлялось несколько специфических, можно сказать, уникальных требований. После выполнения автоматического соединения он должен оставаться прочным и жестким под действием многотонных внутренних и внешних нагрузок. Надежность и безопасность стыка также должна соответствовать самым высоким космическим стандартам. Причем эти требования относились как к способности сохранять соединение, так и к возможности разъединяться, отстыковывать корабль от станции, в том числе экстренно, в любой момент.
В–четвертых, стыковочный механизм, в отличие от уже созданных нами конструкций, требовалось сделать достаточно компактным, портативным, чтобы его можно было установить на крышке переходного люка.
В–пятых, вся эта новая техника нуждалась в новых методах проверок и испытаний, и их требовалось разработать.
И, наконец, последнее, но немаловажное, в–шестых: новые методы наземных испытаний требовали многочисленного наземного оборудования, которое тоже надо было создать.
Если не считать стыковочного механизма, при выполнении задачи в целом у нас практически не было прототипов, на которые можно было опереться. По сути дела, пришлось начинать с чистого листа. Забегая вперед, надо сказать, что в целом мы справились с поставленной задачей. Этому способствовал ряд правильных основополагающих решений.
Мы начали с того, что использовали тот же самый рациональный подход, который применили шесть лет назад к стыковочному механизму, а его спроектировали в виде единого конструктивно и технологически законченного узла. И тогда, на заре техники соединения космических кораблей на орбите, и теперь этот метод оказался действительно эффективным и избавил нас от многих осложнений на всех последующих этапах, а также во всех наших последующих стыковочных проектах, включая международные программы.
В целом стыковочное устройство состоит из двух агрегатов: активного и пассивного, каждый выполнен и виде конструктивно законченного узла. В соответствии с той самой схемой деления — одного из основополагающих конструкторских документов — активный стыковочный агрегат со штырем приравняли к самостоятельному отсеку космического корабля; второй пассивный агрегат с конусом стал почти отсеком орбитальной станции.
В корабле «Союз» три основных отсека: спускаемый аппарат (А), приборно–агрегатный отсек (Б) и бытовой отсек (В). В схеме деления стыковочный агрегат получил статус самостоятельного отсека под индексом Г. Вместе с управленцами мы стали также создавать систему стыковки. Она состоит из нескольких контуров управления, включающих датчики, преобразователи информации, коммутационные приборы, механизмы с исполнительными приводами и пульты управления. Эти элементы расположены в разных местах и связаны между собой электрическими кабелями. Кроме того, система стыковки связана с другими системами корабля, которые обеспечивают электропитание, радиокоманды и телеметрический контроль, обмен другой информацией. В целом это непростая совокупность электронных и электротехнических компонентов, работающая в трех режимах: автоматическом, по радиокомандам с Земли, и ручном — по командам, выдаваемым космонавтами с пульта управления корабля.
Основой системы стыковки является все же стыковочный агрегат, там расположены все ее датчики и все исполнительные механизмы с электроприводами.
В свою очередь активный стыковочный агрегат состоит из двух главных частей. На корпусе со стыковочным шпангоутом смонтирован комплект замков, жестко соединяющих его с ответным агрегатом. Вторая часть — это стыковочный механизм, выполняющий основные функции по соединению кораблей от первого касания до соприкосновения шпангоутов. Кроме двух основных частей, в состав агрегата вошли крышка переходного люка, комплект электро- и гидроразъемов и других элементов.
Таким образом, в отличие от середины 60–х годов, когда мы создавали только стыковочный механизм для первых «Союзов», теперь нам предстояло разрабатывать целый агрегат. Его приравняли к отсеку космического корабля не просто формально, не только на бумаге. Сборку агрегата поручили цеху главной сборки, где изготавливались остальные отсеки корабля «Союз»; там появился наш сборочный участок.
Подчеркну, что создание герметичных стыковочных агрегатов с переходным тоннелем стало для нас новой и самой сложной конструкторской задачей, и мы не имели в те годы аналогов. Концепцию шпангоута с комплектом замков, которые обеспечивали соединение космического корабля с будущей орбитальной станцией, его надежность и безопасность в целом, удалось найти и обосновать довольно быстро. Набросав несколько вариантов, выбрали, как показала вся будущая практика, действительно очень удачную конструкцию, именно то, что требовалось. В ней сложилось всe: и силовая схема тяжело нагруженной конструкции, и подход к обеспечению несущей способности и герметичности, и принцип нераскрытия стыка, и удачный механизм стягивания с активными и пассивными крюками, и обеспечение высокой надежности и безопасности как при стыковке, так и при расстыковке, и даже универсальность, которую позднее назвали андрогинностью. В конце концов эта многофункциональная конструкция стала классической, в разных модификациях ее применили во многих стыковочных устройствах, в том числе в агрегатах для проекта «Союз» — «Аполлон», причем как в советском, так и в американском варианте. Еще двадцать лет спустя наши крюки стали стыковать американский «Спейс Шаттл». В XXI веке эти крюки стали соединять модули и корабли МКС — международной космической станции.