Владимир Сыромятников - 100 рассказов о стыковке

Для выполнения сближения по так называемому методу свободных траекторий, который обеспечивал энергетические и некоторые другие выгоды и которым пользовались американцы, требовалось определять параметры орбит обоих космических аппаратов и проводить вычисления по законам орбитального движения, а эти задачи были под силу лишь настоящему цифровому компьютеру.

Мы использовали аналоговую технику, стыкуя пилотируемые и беспилотные корабли «Союз», а позднее и грузовики «Прогресс» и орбитальные станции «Салют», аж до самого конца 70–х, пока в космосе не залетал первый компьютеризированный «Союз–Т». Бортовой компьютер позволил не только усовершенствовать и расширить навигационные измерения, но и вычислять в реальном времени оптимальные траектории сближения, существенно экономя топливо и повышая надежность операции. Тем не менее на конечном участке сближения (ближе 400 м) управление переключалось в режим параллельного сближения.

Часть приборов и подсистем изготавливались на смежных предприятиях. Среди них надо выделить бортовой радиолокатор с образным названием «Игла» — уникальную систему, не имевшую аналогов в прошлом и пока не воспроизведенную нигде в мире. Разработчики «Иглы» из НИИ точных приборов во главе с ее ветеранами почти 20 лет спустя усовершенствовали этот вариант радиолокатора, который под новым названием «Курс» продолжает сближать и стыковать «Союзы» и «Прогрессы», а также модули орбитальных станций.

«Игла», которая создавалась под руководством талантливого инженера и ученого Е. В. Кандаурова, обеспечивала автоматический поиск на орбите космического аппарата — цели, а затем с расстояния от 25 км до собственно механического касания космических аппаратов определяла направление на цель, дальность и относительную скорость сближения, которые как раз и были необходимы для реализации на орбите метода параллельного сближения. Именно эта система позволила советским космическим специалистам открыть целую эпоху в космонавтике: провести первую автоматическую стыковку на орбите, автоматически соединить беспилотные и пилотируемые корабли «Союз», создать грузовые корабли снабжения «Прогресс», а позднее собирать в космосе орбитальные комплексы.

Мой старинный товарищ В. В. Сусленников, Владик, начинавший молодым специалистом у Кандаурова и ставший главным конструктором системы «Курс», до последнего времени руководил этим важным направлением на всех этапах: в КБ и в лабораториях, на полигоне Байконур и в Центре управления полетом.

Еще раз подчеркну: новый корабль проектировали, следуя одному из ключевых принципов советской пилотируемой космонавтики. Все основные системы могли управляться в трех режимах: автоматически, дистанционно (по командной радиолинии) и с бортового пульта корабля. Эта принципиальная техническая линия, по–прежнему вызывавшая нарекания и критику, проводилась Королёвым и его соратниками последовательно и настойчиво. В условиях сжатых сроков и недостаточной экспериментальной базы для наземных испытаний она себя оправдывала. На последующих этапах это давало большую гибкость, а еще позднее обеспечило создание целых орбитальных комплексов.

Начиная с 1962 года ряд отделов ОКБ-1 — проектный, общеконструкторский и наш отдел электромеханики — приступили к разработке различных вариантов стыковочных узлов.

Первый вариант получил название плоского, поскольку его основой стали два плоских кольца, или «блина»: подвижного — на одном корабле и неподвижного — на другом. При стыковке кольца соприкасались и совмещались за счет поворота подвижного кольца, при этом инициировались несколько «бегающих» крюков, которые содержали спусковой механизм и направлялись в «углы» неподвижного кольца, производя сцепку и выравнивание. Несколько приводов использовались для того, чтобы взводить этот механизм перед стыковкой, а также фиксировать подвижное кольцо для жесткого соединения и раскрывать крюки при расстыковке.

Хотя работа над первым вариантом продвинулась довольно далеко, она не удовлетворила никого: ни проектантов, ни конструкторов, ни самого Королёва. Пришлось продолжить проектирование, искать более простые решения. В конце концов появилась концепция, получившая название «штырь—конус». На активном космическом аппарате устанавливался штырь, который при стыковке входил в приемный конус, закрепленный на другом — пассивном — аппарате. Такой принцип стыковки «смотрелся», выглядел более естественным, можно сказать, очевидным, подсказанным природой. Недаром в разговорах и даже в технической литературе его иногда называли «папа — мама» по–русски, и, как мы узнали позднее, «male- and- female» — «самец и самка» — по–английски. Аналогия и связанная с ней терминология сопровождали технику стыковки на всех последующих этапах ее создания и применения, при испытаниях стыковочных устройств сначала на Земле, а затем и на космических орбитах. Однако в то время я еще не знал ни слова по–английски, ни других заморских терминов. До самой космической стыковки тоже было еще далеко. Мы делали только первые шаги. По мере развития работ стала складываться настоящая профессиональная терминология.

Стыковочное устройство состоит из двух агрегатов, установленных на стыкуемых космических аппаратах. На одном из них, называемом активным, расположен стыковочный механизм со штырем; он выполняет все активные операции по стыковке и последующей расстыковке. На пассивном агрегате расположен приемный конус с гнездом, в который при стыковке попадает головка штыря, осуществляя, таким образом, начальную механическую сцепку. Стыковочный механизм содержит амортизаторы, поглощающие энергию соударения космических аппаратов. После сцепки производится выравнивание агрегатов до стягивания и совмещения стыков. При стягивании электроразъемы, расположенные на стыке, соединяются между собой, производя так называемую электрическую стыковку. После завершения совместного полета космические аппараты расстыковываются, головка механизма и гнездо расцепляются.

Важнейшей, самой сложной частью устройства является стыковочный механизм. Он выполняет большую часть операций по стыковке и расстыковке космических аппаратов.

К весне 1963 года было спроектировано несколько вариантов стыковочного механизма. Моя конструкторская группа разработала вариант, который был оригинальным и перспективным. А вот вариант С. Денисова — талантливого конструктора, который сам чертил «за щитком», то есть за кульманом, и внес большой вклад в общее дело, не имел такого законченного вида и состоял из нескольких автономных узлов. Предполагалось, что они будут проектироваться разными подразделениями КБ, а затем изготавливаться в разных цехах завода. Два основных варианта обсуждались на нескольких совещаниях. Этот решающий момент для выбора пути развития техники стыковки в ОКБ-1 на долгие годы в большой мере предопределил и мою инженерную карьеру.