Авиация и космонавтика 2004 04

Попытаемся реконструировать мысль Сергея Павловича:

«Мы сумели обогнать американцев, выйдя в космос первыми. И на орбите, похоже, тоже должны быть первыми, так как с орбитальным вариантом «Меркурия» у них дела не очень хорошие. Барахлят ракеты: у первого «Меркурия» ракета-носитель «Атлас» разрушилась на активном участке; второй пуск прошел успешно, но был суборбитальным, всего 5,5 км/сек. ускорение набрали; не рискнули сразу на орбиту выйти, конструкцию ракеты надо усиливать. Третий пуск через месяц; собираются выйти на орбиту и тут же выполнить сход; значит, корабль пока даже на виток не способен. Но все же полет пилотируемого «Меркурия» по баллистической траектории близок: провели уже два беспилотных пуска – 19 декабря и 31 января. Даже обезьянка слетала, правда, не штатно, но ведь жива – здорова. Последняя отработка САС (системы аварийного спасения) будет на днях, и вполне они могут в апреле пойти на пилотируемый пуск «Меркурия». Правда, по баллистической траектории, но все же… Если будем с ЗКА №1 разбираться, дорабатывать, перепроверять… может получиться так, что американцы окажутся в космосе первыми».

Он не мог допустить, чтобы советский человек в космосе был не первым. Такого быть не должно! В конце концов, что такое неотделение гермоплаты с кабель-мачтой при разделении? Ведь весь остальной полет прошел без замечаний по кораблю. Да и спускаемый аппарат все-таки отделился от приборного отсека при перегорании кабель-мачты. Кстати, а почему эту ситуацию нельзя считать еще одним вариантом резервного отделения? Метку программно-временного устройства на разделение в целом дублирует команда от термодатчиков. Так почему команду на отстрел гермоплаты от СА нельзя дублировать перегоранием кабель-мачты в плотных слоях атмосферы?

Значительно позже теоретики логики управления космическими кораблями введут понятие рассмотренных и нерассмотренных нештатных ситуаций (НШС). Рассмотренная НШС – это когда проектно предусмотрено парирование этой НШС. В нашем случае это введение дублирующей команды на разделение от термодатчиков. В нерассмотренной НШС выход из нее, если он возможен, осуществляется с помощью ситуационного управления. В данном случае мы имеем типичный пример нерассмотренной НШС и блестящего выхода из нее, который выбирает С.П.Королев. Он верит в свою систему обеспечения безопасности космического изделия.

«В данном случае сама природа, вписываясь в систему, подсказывает необходимые решения. И, в конце концов, впереди еще один корабль с манекеном. Опробуем на нем эту, теперь уже рассмотренную, «нерассмотренную» ситуацию»!»

Полет ЗКА №2 повторяет результат ЗКА №1 – работа без замечаний за исключением замечания по отделению кабель-мачты.

Для того, чтобы не вносить сумятицу в головы своих молодых коллег, С.П.Королев не предает широкой гласности эту акцию. Доработка схем и конструкций кораблей «Восток» будет реализована в этой части только после полета «Восток-2» с Германом Титовым.

А доработка заключалась в следующем: кабели, по которым транслировалась команда на пиропатроны отделения гермоплаты, были проложены по штатным трактам, этим исключалось ошибочное действие пироножей, разрубающих при разделении кабели связей между спускаемым аппаратом и приборным отсеком.

Кроме так называемых нерассмотренных нештатных ситуаций, описанных выше, не минули гагаринский корабль и нештатные ситуации рассмотренные.

Выражались они в следующем:

– после выключения тормозной двигательной установки (ТДУ) космический аппарат начал неконтролируемое ускоряющееся вращение по всем трем осям;

– разделение спускаемого аппарата и приборного отсека произошло не через 1 0 секунд после выключения ТДУ, а приблизительно через 10 минут.

Обе эти нештатные ситуации являлись следствием одного отказа. Давайте разберемся, каким образом они сформировались:

1. При включении тормозной установки осуществляется предварительный наддув баков горючего и окислителя за счет подачи сжатого газа из шар- баллона в разделительные мешки баков. Горючее и окислитель поступают в камеру сгорания ТДУ, в которой происходит самовоспламенение компонентов топлива, двигатель запускается. Для организации более надежного распыления и воспламенения топлива был применен предварительный наддув камеры сгорания газом из шар-баллона наддува. Для развязки полости сопла двигателя и разделительного мешка бака горючего был установлен обратный клапан наддува камеры (ОКНК), который должен был закрыться при появлении рабочего давления в камере сгорания. Однако при реальном полете ОКНК закрывался не полностью, в результате чего горючее поступало как в камеру сгорания, так и (нештатно) в полость разделительного мешка. То есть имела место нерасчетная потеря горючего. Это не могло быть использовано для выработки тормозного импульса. В результате такой «перекачки» горючего не хватило на отработку штатного импульса тяги, и прекращение нормальной работы двигателя произошло за секунду до формирования интегратором главной команды (ГК), по которой произошло бы штатное выключение двигателя.

Дальше происходит следующее. Арматура ТДУ остается открытой, по открытым трактам газ наддува и окислитель под давлением порядка 60 атмосфер продолжают поступать в камеру сгорания и в рулевые сопла по тангажу, крену и рысканию. Поскольку процесс истечения смеси газа наддува и окислителя через камеру и, в особенности, через рулевые сопла был произвольным и неконтролируемым, возникло мощное возмущающее воздействие на космический аппарат, что привело к его ускоряющейся закрутке вокруг центра масс.

2. Из-за неформирования главной команды не запускается цикл «Разделение» программно-временного устройства (ПВУ), обеспечивающий метку на разделение спускаемого аппарата и приборного отсека через 10 секунд и не вводится условие на включение пиропатронов от ПВУ.

К счастью, разобранные нами нештатные ситуации относятся к категории «рассмотренных» НШС, т.е. для парирования их имелись заранее проработанные выходы:

– для приведения в необходимое состояние тормозной двигательной установки в системе ее управления имелось резервное временное устройство с гарантированным временем выключения ТДУ – 44 секунды, которое (что и произошло в нашей ситуации) не допустило раскрутки корабля до аварийных скоростей;

– для формирования резервной команды на разделение ПО и СА служит еще и система термодатчиков, взведенная по команде включения ТДУ. Система термодатчиков сработала при нагреве до 150 градусов, во время полета в атмосфере Земли.

Рассмотренные НШС, так же как и нерассмотренные, на гагаринском корабле благополучно парировались – Королёвская система обеспечения безопасности полетов полностью подтвердила свою действенность и эффективность.