Константин Феоктистов - Траектория жизни

• Название: Траектория жизни
• Автор: Константин Феоктистов
• Жанр: История

---

Как же быть? И вот родилась идея! Использовать метод параллельного сближения, менее экономичный, но зато более простой, против которого сначала активно возражали и мои товарищи проектанты, и управленцы. Метод этот известен из теории управления зенитных ракет. Суть метода в том, что двигатель активного объекта при своих включениях гасит, сводит к нулю угловую скорость "линии визирования", соединяющую два сближающихся объекта, и обеспечивает регулирование скорости вдоль этой линии. Замерить составляющие относительной скорости (одна перпендикулярна "линии визирования", другая - вдоль нее), как и расстояние между объектами, сравнительно нетрудно с помощью радиолокатора с гиро-стаблизированой антенной наведения. Удалось нам найти и организацию, где могли сделать нужную систему измерений параметров относительного движения.

Главным конструктором этой системы (ее назвали потом "Игла") был выдающийся инженер Евгений Васильевич Кандауров. Вычисления, которые нужно было осуществлять в процессе сближения при использовании этого метода, оказались достаточно просты, с ними могли справиться небольшие аналоговые счетно-решающие устройства, которые мы могли изготовить и сами. Метод параллельного сближения решено было применить, начиная с расстояния между кораблями около 20 километров, а до этого осуществлять сближение на основе наземных радиоизмерений. Радиолокатор с гиростабилизированной антенной должен был измерять угловую скорость линии визирования, дальность и радиальную скорость, а также выдавать управляющие сигналы на взаимную ориентацию сближающихся аппаратов. Сразу было решено автоматизировать весь процесс сближения и стыковки и в то же время предусмотреть возможность ручного управления процессом причаливания с расстояния менее 200-400 метров.

Далее предстояло решить задачу причаливания и создать стыковочный узел. И здесь было много вариантов, вплоть до самых фантастических. Специалисты по системам управления во главе с В.П. Легостаевым предложили, например, установить на одном из кораблей ("пассивном") большую петлю, а на другом крючок, который бы цеплял за петлю и затем удерживал корабль. Точность сближения, действительно, требовалась при этом существенно меньшая (это, главным образом, и нравилось самим управленцам). Но мы считали это предложение не просто технически неубедительным, неоправданным, но и несерьезным. Однако легостаевцы настаивали на своей идее. Обсуждалась она едва ли не на каждом совещании по проблеме стыковки. Вместо того чтобы заниматься делом и согласовывать схему работы и параметры системы, мы тратили время на пустые споры, уводящие в сторону. Мы называли эту петлю "удавкой" и вынуждены были доказывать очевидные вещи: ведь если принять "удавку", то нужно придумать, сделать и отработать механизм раскрытия петли, создать специальные лебедки для стягивания объектов, стабилизировать и взаимно ориентировать аппараты во время стягивания и, в конце концов, все равно сделать стыковочный узел для обеспечения жесткого соединения. К тому же реализация этой идеи сложна и с точки зрения динамики. Значительно проще и надежнее осуществлять сближение кораблей вплоть до контакта, а затем сразу провести захват и жесткое соединение с помощью стыковочного узла. Из наших оценок процесса сближения на заключительном этапе следовало, что процесс можно закончить попаданием в стыковочный узел с диаметром не более метра, что и подтвердилось впоследствии. Споры между проектантами и управленцами по этому поводу шли долго и иногда были, мягко говоря, достаточно острыми. "Да удавитесь вы сами на вашей "удавке", а мы не будем!" Выиграли это сражение мы. Но и они давиться не стали.

Еще в 1961 году у нас прорабатывался узел жесткой стыковки по схеме "штырь - конус" с винтовой системой стяжки. Конкретный вариант конструкции штыря предложил, кажется, в 1962 году ветеран нашего конструкторского бюро Александр Коновалов. Это был тогда уже немолодой, но очень изобретательный человек, хотя и не имевший инженерного диплома. После того как эту схему исследовали специалисты по динамике работы механизмов, к ее окончательной разработке приступила группа конструкторов во главе с В.С. Сыромятниковым.

Немного труднее на этот раз было с весом, хотя теперь мы исходили из существенно большей грузоподъемности ракеты-носителя - 6,5 тонн вместо 4,5 (была создана более мощная третья ступень ракеты-носителя).

Новый корабль должен был не только осуществлять сближение и стыковку, но и позволять летать двум-трем космонавтам в течение нескольких недель (пределом "Вос-тока" было десять дней), а в условиях совместной работы со станцией (мы, естественно, намеревались со временем превратить этот корабль в транспортное средство для обслуживания орбитальных станций) - до нескольких месяцев. Существенно лучшими хотелось сделать и условия для работы экипажа, для проведения наблюдений и экспериментов, условия для жизни и отдыха, иметь на борту отдельный туалет, улучшить условия спуска и приземления.

Самыми трудными задачами были создание и отработка средств управления процессом сближения и причаливания, механической и электрической стыковки, создание маршевых и координатных двигателей, обеспечивающих процессы сближения и стыковки, систем ориентации и управления спуском с использованием аэродинамической подъемной силы и мягкой посадки.

На "Востоке" спускаемый аппарат имел форму сферы, которая при движении в атмосфере не может иметь аэродинамической подъемной силы, и поэтому спуск его идет по довольно крутой траектории, по мере снижения все быстрее растет плотность атмосферы, и в результате при входе в плотные слои атмосферы перегрузки, действующие на космонавтов, возрастают до 8-10 единиц. Космонавты воспринимают эти перегрузки как увеличение своего веса, то есть при спуске с перегрузкой десять единиц они ощущают свой вес в десять раз большим, чем на земле. Для космонавтов, недолго пробывших на орбите, это не страшно. Но при длительных полетах ослабленному невесомостью организму космонавта, рассуждали мы, большие перегрузки наверняка противопоказаны. Если у корабля есть хотя бы небольшая подъемная сила, еще лучше - регулируемая, то корабль идет в атмосфере по более пологой траектории, тормозится медленнее, перегрузки снижаются. Кроме того, регулирование подъемной силы позволяет менять крутизну спуска, и, следовательно, можно управлять положением точки приземления, что уже позволяло осуществлять посадку в выбранном районе с точностью до нескольких десятков километров, а затем, может быть, и тысяч метров. Поэтому пришлось искать новую форму спускаемого аппарата, которая обеспечивала бы возможность не только торможения, но и создания хотя бы небольшой аэродинамической подъемной силы.

Этой проблемой еще на фоне работ над "Востоком" занялись наши оппоненты по выбору формы и расчету тепловой защиты спускаемого аппарата "Востока" специалисты по аэродинамике и теплообмену во главе с Андреем Решетиным, очень энергичным человеком, решительным и инициативным инженером, способным искать и находить новые и в то же время достаточно прагматичные решения. Изучив возможные варианты, они пришли к заключению, что наиболее выгодно, исходя из наших возможностей по массе и по размерам, использовать способность любого несферического тела развивать подъемную силу при определенных углах атаки.

Говоря о "Востоке", я уже упоминал различные формы тел, оптимальных с точки зрения объема, веса, теплозащиты и подъемной силы. На этот раз все эти формы были исследованы заново, и выбор пал на усеченный конус с небольшим, в несколько градусов, углом раскрытия конуса, нижний и верхний обрезы которого закрыты сферическими сегментами, летящий нижним (большим) основанием вперед. Подобную форму имеет круглая автомобильная фара. Такая форма при смещении центра масс от оси симметрии позволяет при движении в атмосфере получить аэродинамическую подъемную силу, действующую в плоскости, проходящей через центр масс и ось симметрии аппарата. Спускаемые аппараты всех американских кораблей также имели форму "обратного" конуса - "Меркури" и "Джемини" с углом раскрытия около 55 градусов, а "Аполлон" - более 60 градусов. У "Союза" угол раскрытия был всего 14 градусов. У "Аполлона" аэродинамиче-ское качество было несколько выше. Но, с другой стороны, у "Союза" получался больший объем при том же диаметре аппарата, проще решалась задача центровки и размещения оборудования, мы могли уложиться в меньшие размеры.

Итак, спуск корабля должен был быть управляемым, и разброс точек приземления мог не превышать нескольких десятков километров и в перспективе мог быть снижен до нескольких километров. Управление положением точки приземления достигалось изменением вертикальной составляющей подъемной силы спускаемого аппарата за счет поворота его вокруг продольной оси, так как при этом вместе с корпусом поворачивается и аэродинамиче-ская подъемная сила. Перегрузки при спуске должны были составлять до 3-4 единиц (у "Востока" 8-10). Система посадки включала парашюты и твердотопливные двигатели, которые, включаясь на высоте 1-2 метра, должны были гасить скорость примерно до 4 метров в секунду.