Владимир Сыромятников - 100 рассказов о стыковке

• Название: 100 рассказов о стыковке
• Автор: Владимир Сыромятников
• Издательство: Логос
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2003
• ISBN: 5-94010-226-3

Книга рассказывает о жизни и деятельности ее автора в космонавтике, о многих событиях, с которыми он, его товарищи и коллеги оказались связанными.

В. С. Сыромятников — известный в мире конструктор механизмов и инженерных систем для космических аппаратов. Начал работать в КБ С. П. Королева, основоположника практической космонавтики, за полтора года до запуска первого спутника. Принимал активное участие во многих отечественных и международных проектах. Личный опыт и взаимодействие с главными героями описываемых событий, а также профессиональное знакомство с опубликованными и неопубликованными материалами дали ему возможность на документальной основе и в то же время нестандартно и эмоционально рассказать о развитии отечественной космонавтики и американской астронавтики с первых практических шагов до последнего времени.

Часть 1 охватывает два первых десятилетия освоения космоса, от середины 50–х до 1975 года.

Книга иллюстрирована фотографиями из коллекции автора и других частных коллекций.

Для широких кругов читателей.

---

Вевюрко был инженером–электромехаником широкого диапазона и человеком величайшей преданности делу. За свою творческую жизнь он создал несколько принципиально новых прецизионных систем, в том числе и этот гироскопический стабилизатор. Блестящая концепция, предложенная Токарем, нашла не менее выдающихся исполнителей, хотя, пожалуй, последнее слово не отражает того вклада, который внесли Вевюрко и его товарищи в конструкцию силового гиростабилизатора. Это была по–настоящему уникальная разработка: маховик мог отклоняться в упруго–вязком подвесе, поддерживая ориентацию всего спутника продольной осью на Солнце, подставляя его лучам «ромашку», лепестки солнечный панелей; кроме того, скорость вращения маховика могла изменяться, за счет чего спутник поворачивался вокруг продольной оси так, чтобы антенны смотрели на Землю. Все работало как часы, по командам от солнечных и земных датчиков. Насколько мне известно, за долгие 30 лет эксплуатации «Молнии» не зафиксировано ни одного существенного отказа силового гиростабилизатора.

Честь и хвала создателям этой системы!

Согласно общепринятому мнению, в длительном полете первой отказывает электромеханика, а уже потом электроника. Для нашего спутника связи статистика в полете в целом печальна: среднее время наработки до отказа (СВНдО) составляло всего 2,5 года. Так вот, на практике основная вина ложилась в основном на электронные приборы. Нужно сказать, что с самого начала перед разработчиками «Молнии» ставилась сравнительно скромная задача: обеспечить работоспособность спутника связи в течение примерно двух лет. Тогда, в начале 60–х, такой срок казался немалым. Несмотря на большой опыт и хорошую базу, пришлось изрядно потрудиться, чтобы увеличить ресурс работы и повысить надежность многих систем. Однако прошли годы, а средний срок эксплуатации советских спутников связи лишь на немного превысил 2–летний период, тогда как для передовых зарубежных компаний космической связи он перешел 10–летний рубеж.

Невысокая надежность компенсировалась большим числом спутников: в среднем, на орбиту ежегодно запускалось по пять «Молний». Всего с 1965 по 1984 год запустили 102 «Молнии», причем 10 — только в 1975 году! Солидная доля этих спутников обслуживала Министерство обороны и так называемые спецканалы — связь для высших партийных и административных органов.

Интересно, подсчитывалась ли стоимость этого космического сервиса и оценивалась ли его эффективность?

Новой принципиальной задачей для нашего отдела стало создание следящего привода для основной антенны ретранслятора «Молнии». Мне пришлось руководить этой разработкой.

Трансляция видеосигнала и звукового сопровождения, то есть прием сигнала на борт, усиление и обратное излучение на Землю, производилась через параболические остронаправленные антенны. Корпус спутника постоянно ориентировался на Солнце так, чтобы панели СБ освещались и генерировали электроэнергию, а специальная система дополнительно вращала антенны таким образом, чтобы их ось направлялась на Землю. Только в этом случае обеспечивалась ретрансляция достаточно мощного радиосигнала.

Уже в принципиальной схеме нашего привода многое получилось необычным. Требовалось обеспечить не только слежение с малой скоростью, но и быстрый поиск Земли; в результате появились два контура управления и дополнительные элементы. Совсем уж экзотическим стало требование сбалансированности вращающихся частей: говоря техническим языком, чтобы исключить рывки при трогании и остановке привода, требовалось «обнулить» суммарный момент количества движения вращающихся деталей. Это было важно для того, чтобы антенна, расположенная на длинной штанге, в свою очередь, не дергалась и не вносила искажений в передачу ТВ–сигнала и другой информации. В конструкцию привода ввели небольшой маховик, который компенсировал избыток кинетического момента.

Два других специфических требования предъявлялись к следящему приводу антенны: высокая точность наведения и длительный ресурс работы. То, что привод находился в открытом космосе, в глубоком вакууме, усложняло задачу; до этого времени мы еще не создавали подобных конструкций. Возникло сразу несколько серьезных проблем, которые удалось довольно быстро решить.

Как и большая часть остальной аппаратуры спутника, привода работали от источника постоянного тока. В те годы еще не существовало бесщеточных электродвигателей. Не имея альтернативы, мы решили базироваться на старой доброй «серии Д» завода «Машиноаппарат». Чтобы оставаться на этой технической базе, необходимо было увеличить ресурс двигателей с нескольких десятков часов до нескольких тысяч. Даже в случае успеха не приходилось рассчитывать на то, что щетки так долго проработают в глубоком вакууме. Вспомнив, как несколько лет назад мне удалось решить проблему электропотребления насосов для перекачки теплоносителя космического корабля «Восток», я предложил снизить скорость вращения будущего электродвигателя в несколько раз. Это позволяло убить двух зайцев: во–первых, уменьшался суммарный пробег щеток, то есть сокращался своеобразный километраж; во–вторых, резко уменьшались динамические нагрузки на щетки, которые определялись в основном биением коллектора за счет неточности ряда деталей и возрастали пропорционально скорости вращения, да еще — в квадрате. Первые экспериментальные результаты, как и пять лет назад, превзошли все оптимистические прогнозы, их тоже можно было возводить в квадрат.

Второй шаг заключался в том, что мы решили загерметизировать весь привод, создать нормальный воздушный климат для всех трущихся элементов, включая щетки электродвигателя; для всех подвижных деталей, кроме одной — уплотнителя выходного вала, первого космического сальника. Трудно было рассчитывать на то, что в коварном космосе сальник почти непрерывно проработает несколько лет и сохранит герметичность; а если он потечет, то щетки все?таки износятся. Решили воспользоваться древнейшим способом повышения надежности — дублированием: поставили дополнительный уплотняющий барьер. Чтобы застраховаться, прибегли к еще одной электромеханической, точнее — магнитной хитрости. Совместно с машиноаппаратчиками сконструировали специальную магнитную муфту. Две ее части — ведущая и ведомая, разделенные тонким немагнитным экраном, — могли вращаться синхронно, передавая крутящий момент. Преимуществом такой муфты перед сальником стало отсутствие в ней трущихся «со злобой» (по выражению Вильницкого), то есть под нагрузкой, деталей. Все щетки, все другие быстровращающиеся элементы остались за вторым магнитным барьером.

Позднее на заводе «Машиноаппарат» создали целую серию магнитных муфт, и даже электродвигателей со встроенными муфтами такого типа. Эта электромеханика с магнитными компонентами до сих пор функционирует на космических орбитах, спутниках связи и других космических аппаратах.

Привод разрабатывали наши лучшие конструкторы, среди них В. Кульчак и Р. Максимова; много сил отдал этому делу наш ветеран В. Корчинский, тоже пришедший к нам из ЦАКБ, от Грабина. Электрическую схему привода «вязала» лаборатория О. Розенберга, в которой также испытывался привод на Земле.

Следящий привод антенны действительно получился хорошим: исправно, без сбоев он отслеживал Землю с орбиты, не отказал, не подвел за 30 лет эксплуатации спутника связи. За это время в космосе побывало в общей сложности несколько сотен этих приводов.

Остановлюсь еще на двух направлениях, к которым имел отношение наш отдел.

Первое из них было связано с системой терморегулирования, сокращенно — СТР, для которой мы традиционно разрабатывали электромеханические узлы: привода, регуляторы и насосы, часто называемые у нас гидроблоками. Тоже традиционно, начиная с «Востоков», СТР базировалась на жидкостном контуре теплоносителя, с помощью которого тепло отбиралось от энергопотребляющих приборов и узлов и сбрасывалось в космос через наружный радиатор. Эта эффективная система очень подходила для космических кораблей, составленных из нескольких отсеков, включая покрытый теплозащитой СА. СТР перекочевала на беспилотные космические аппараты, в том числе на «Молнию». Причина такого постоянства, в частности, связана с тем, что все приборные отсеки аппаратов выполнялись герметичными. Так, конечно, было спокойнее: степень риска в привычной для приборов рабочей среде уменьшалась. Однако проводимая техническая политика надолго затормозила создание приборов, способных функционировать в вакууме. Порой разработчик просто не знал возможности своего изделия: испытания в вакууме не проводились, и он не мог дать никаких заключений о работоспособности прибора или отдельного компонента. Это обстоятельство дополнительно затормозило развитие советской космической электроники и средств связи, которые так и не смогли выйти на передовые позиции, если не сказать хуже.