Валентин Бобков - Космические корабли

Выбранная схема приземления позволила решать ряд задач в случае возникновения аварийной ситуации и обойти часть не до конца ясных (в то время) проблем. Например, катапультирование кресла с космонавтом предусмотрели также на случай аварии РН на старте и на начальном участке полета.

Итак, была выбрана схема приземления КК «Восток». Как очевидно, эта схема во многом определила компоновку и конструкцию СА и КК в целом. При ее выборе и, как мы увидим дальше, при решении других проблем руководствовались чаще всего двумя соображениями: во-первых, сделать все надежнее, а во-вторых, легче.

Одним из фундаментальных вопросов при проектировании КК является также выбор формы СА. Эта форма определяет ряд важнейших параметров полета при спуске в атмосфере (нагрузки, устойчивость, нагрев и т. д.). Для КК «Восток» выбрали СА, имеющий форму сферы диаметром 2,3 м. Такая форма наиболее проста, гарантировала устойчивость движения, не требовала управления. Масса необходимой теплозащиты сферического СА составила около 800 кг, перегрузки при неуправляемом, так называемом баллистическом спуске в атмосфере не превышали 9 — 10 единиц; значения этих параметров оказались приемлемыми для данного проекта.

При выбранном подходе стремились расположить в СА только те системы и приборы КК, которые необходимы в течение всего полета, в том числе и на участке спуска и приземления, или те, которые непосредственно используют космонавты. Все остальное оборудование размещалось в приборном отсеке. Свободный объем герметической кабины СА составлял 1,6 м 3.

Две основные системы поддерживают необходимые условия в кабине КК — система жизнеобеспечения и система терморегулирования. Как известно, человек потребляет кислород, выделяет углекислый газ, тепло и влагу. Эти две системы как раз и обеспечивают поглощение углекислого газа, пополнение кислородом, отбор из воздуха избыточной влаги и отвод тепла. В кабине КК «Восток» поддерживалась «земная» воздушная атмосфера с давлением 755–775 мм рт. ст. и 20–25 %-ным содержанием кислорода.

В некоторой части система терморегулирования (и частично система жизнеобеспечения) напоминала знакомый многим бытовой кондиционер. Система содержала воздушно-жидкостной теплообменник, по змеевику которого протекала охлажденная жидкость (хладоноситель). Вентилятор прогонял через теплообменник теплый и влажный воздух кабины, который охлаждался и на его холодных поверхностях конденсировалась влага. В кабине имелась также дополнительная резервная система охлаждения, действие которой основано на поглощении тепла при испарении жидкости (в данном случае воды).

Хладоноситель поступал в СА из приборного отсека КК. Поглотившая тепло жидкость принудительно, насосом, прогонялась через радиатор-излучатель, расположенный на нижней наружной конической оболочке приборного отсека. Температура хладоносителя автоматически поддерживалась в нужном диапазоне при помощи специальных жалюзи, закрывавших радиатор. Створки жалюзи могли открываться или закрываться, изменяя потоки тепла, излучаемые и поглощаемые радиатором. С помощью того же радиатора отводилось тепло из приборного отсека.

Чтобы поддерживать нужный состав воздуха, в кабине СА имелось регенерационное устройство. Воздух кабины при помощи вентилятора непрерывно прогонялся через специальные сменные патроны, содержавшие надперекиси щелочных металлов. Такие вещества (например, К 2О 4) способны эффективно поглощать углекислый газ и выделять при этом кислород. Установка содержала также фильтры для удаления нежелательных или вредных примесей из воздуха.

Системы жизнеобеспечения и терморегулирования включали в себя элементы автоматического и ручного регулирования, а также элементы контроля основных параметров, который осуществлялся на борту и на Земле.

Жизнь человека на Земле в наше время немыслима без электричества. В КК она практически и невозможна. Требуют электрической энергии элементы систем жизнеобеспечения, терморегулирования и всех других систем КК. На корабле «Восток» имелась система электропитания, основу которой составляли серебряно-цинковые аккумуляторы: основная батарея размещалась в приборном отсеке, а дополнительная, обеспечивающая электропитание на спуске и при приземлении, — в СА.

Подключение и отключение различных систем КК от источников электрического питания производились при помощи командно-логических и электрокоммутационных приборов. В последующих проектах эти приборы были объединены в систему, названную системой управления бортовым комплексом. По командам, выдаваемым космонавтом и с Земли, производилось включение различных систем и отдельных приборов. Иногда по одной команде необходимо было произвести сразу несколько действий, в том числе в определенной последовательности. Нередко на эти действия накладывался ряд условий и запретов, в этом случае требовалась логическая отработка нескольких управляющих команд и сигналов от датчиков состояния той или иной аппаратуры.

Для того чтобы осуществлять программное управление (с включением и выключением аппаратуры в заданные моменты времени), на КК имелось устройство, которое так и называлось — программно-временным. Таким образом, имелось, образно говоря, два пульта для общения с такого рода автоматическим диспетчером: один — бортовой, т. е. пульт космонавта, другой — наземный, в центре управления полетом.

Следующая важнейшая часть КК — это система ориентации и управления движением в пространстве: в нее входило несколько подсистем. Первая из них навигационная, состоявшая из ряда датчиков положения КК в пространстве и направления его полета: датчик Солнца, гироскопические датчики, оптическое устройство ручной ориентации, носившее название «Взор», и др. Сигналы от датчиков поступали в управляющую часть системы, которая могла работать в автоматическом режиме или с участием космонавта. На пульте космонавта имелась ручка управления ориентацией КК с тремя степенями свободы, а также другие управляющие и контрольные приборы.

Моменты для разворота КК в пространстве создавались с помощью так называемой системы исполнительных органов, представлявшей собой целый набор определенным образом расположенных небольших реактивных сопел. Сопла работали на «холодном» газе, поступавшем из баллонов со сжатым азотом. Всего на приборном отсеке (рис. 2) имелось два комплекта сопел (по 8 в каждом), которые могли подключаться к трем группам баллонов (двум основным и одной резервной). Система на холодном газе энергетически не очень эффективна, и ее применение оправдано только при ограниченности задачи полета. Ее же достоинством является простота, что положительно сказывается на надежности системы.