М. Борисов - На космической верфи. Поиски и свершения

• Название: На космической верфи. Поиски и свершения
• Автор: М. Борисов
• Издательство: Машиностроение
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1983

В книге рассказано о создании автоматических межпланетных станций «Луна» и «Венера», первыми совершивших мягкую посадку на Луну и Венеру, первыми доставивших на Землю образцы лунного грунта, о первом в мире «Луноходе».

Автор показал «космическое» КБ за работой, рассказал о его Главном конструкторе — Г. Н. Бабакине. 3-е издание (2-е изд. вышло в свет в 1979 г. под тем же названием) дополнено главой о создании системы управления первым в мире луноходом.

Для широкого круга читателей

---

— Расчеты показывают, — докладывал Желтов, — что на наружной обшивке, в его передней части, — он показал на принесенном эскизе спускаемого аппарата точный район, — температура достигает почти трех тысяч градусов.

— Ну, что же, будем бороться с ней сублимирующим слоем.

— Единственный способ! — поддержал Желтов предложение начальника отдела.

Сублимирующий слой — слой теплозащиты, который в условиях высоких температур переходит от твердого состояния в газообразное, минуя жидкое. Этот слой буквально вызывает «огонь на себя», «погибая» в адовых условиях, он сохраняет «жизнь» спускаемому аппарату.

Следующий участок — снижение на парашюте. Ему сопутствуют уже малые скорости и в этом — его основное отличие от первого участка. Но не только в этом. И в длительности прохождения участка. Потому что нарастающее по мере снижения аппарата давление припланетной атмосферы замедляет спуск, и поэтому он длится долго. Может показаться, что раз скорости снижения малы и спуск длителен, значит, опускаемый аппарат, перегревшийся на первом участке, может здорово поостыть, обеспечив, тем самым, тепловикам «легкую» жизнь. Однако все получается не так. Аппарат продолжает нагреваться.

Правда, механизм воздействия тепла теперь уже иной — хотя наружная температура намного меньше, чем на первом этапе, время ее воздействия намного больше, чем прежде, поэтому и бороться с теплом теперь надо иначе.

— Мы предлагаем уложить под слой теплозащиты еще и теплоизоляцию, которая не проводит (Константин Михайлович внимательно посмотрел на Желтова), ну, почти не проводит тепло, — поправился он.

— Ну, а какова должна быть масса теплоизоляции? — спросил Константин Михайлович. — Вы подсчитали?

Желтов назвал цифру.

— А теплозащита?

Конечно, она была больше, чем предусматривалось компоновкой, основанной на предварительных расчетах.

— Нет, такая масса не пройдет, если толщину теплозащиты по всей поверхности аппарата делать одинаковой. — Выход один — она должна быть — дифференцирована, разная, в соответствии с ожидаемыми в этих частях температурами… Но для этого нужно как-то уменьшить раскачку… И довольно прилично.

Снова эти колебания. Ну, прямо «завязли» в них, — устало подумал Константин Михайлович. — Теперь еще и «парашютисты» стонут…

Парашютная система должна быть безотказна и не, как иногда говорят, «практически» безотказна, что само по себе уже допускает какую-то, пусть даже самую малую вероятность несрабатывания, а безотказна абсолютно. Иначе, зачем лететь? Ведь конечная цель — определение параметров венерианской атмосферы будет не выполнена. Говоря о безотказности, я имею в виду не механическую прочность или теплостойкость парашюта. Будем считать, что «парашютисты» сделали все как надо — выбрали надлежащий материал для парашюта, его форму и всесторонне его проверили. Я имею в виду безотказность ввода в действие парашютной системы. Весь перелет парашют летит в сложенном виде в верхнем отсеке спускаемого аппарата, закрытым сверху специальной крышкой. И лишь по команде бортовой автоматики вводится в действие, выстреливается наружу. Наверное, не нужно подробно объяснять, какое значение при этом играют колебания аппарата.

А раскачка, как показывали бесстрастные седовские графики, являлась непременным атрибутом вторжения аппарата в венерианскую атмосферу. И вдобавок, размах этой «раскачки» превосходил все допустимые пределы.

… — Может быть доложить Главному конструктору? — прервав ход мыслей Константина Михайловича, опросил Седов.

— Доложить Главному — дело не хитрое. Но когда он меня спросит: «А что же ты предлагаешь? — что я отвечу? — рассуждал вслух Константин Михайлович. — Нет, выходить на Главного, не имея решения, нельзя, — категорично добавил он, наверное, больше для себя, чем для Седова. — А Вас, — продолжал Константин Михайлович, обращаясь к Седову, — я прошу просчитать все мыслимые варианты условий спуска. Побольше вариантов и сочетаний. Надо глубже разобраться с этим процессом.

— Как вы считаете, стоит ли закладывать в расчет вероятностные соображения? — спросил Седов.

— Вероятность события… — повторил Константин Михайлович. — Станция полетит одна. Вот вам и вероятность события… Даже, если бы их было две, то все равно ничего не изменилось бы. Наша задача состоит в том, чтобы предусмотреть то, что реально и возможно.

Нужен был демпфер.

Константин Михайлович понимал, что без демпфирующего устройства, предназначенного согласно классическому определению «… для устранения колебаний (или уменьшения их размаха) в механической или электрической системе» не обойтись. Ничто, кроме него, не способно справиться с непокорным, вышедшим из повиновения, спускаемым аппаратом. Но демпфер демпферу рознь. У каждого свои конкретные особенности, хотя в основе множества таких приспособлений — один единственный принцип, который объяснить достаточно просто; палка и кольцо.

Действует эта система так. Палка колеблется относительно одного из своих концов, закрепленного неподвижно. Чем можно ограничить ее колебания? Кольцом, размещенным вокруг нее, большего диаметра, если на амплитуду колебания нет жесткого допуска, меньшего, если колебания нужно здорово ограничить. Кольцо — поглотитель энергии колебаний, демпфер.

Кольцо — просто. Кольцо решает проблему. Но разместить его вокруг опускаемого аппарата Венеры даже при самом огромном желании невозможно. Тут нужно что-то другое… На том же принципе…

Первое возможное конструктивное решение предложил Константин Михайлович. Ему удалось, воспользовавшись известным в технике «принципом обратимости», разместить подобие, правда, далекое, кольца внутри опускаемого аппарата. Это предложение стало основной отправной точкой поисков. «Свои» конструкторы и «энтузиасты» из смежного исследовательского института взялись за математический анализ процесса, помогли составить необходимые уравнения.

Расчетчики получили в руки математическое обеспечение. На стенде, созданном в институте, опробывались варианты демпфирующих устройств, которые вырастали из раздумий теоретиков и конструкторов.

По вечерам кабинет Константина Михайловича превращался в арену бескомпромиссных опоров, потому что мало было придумать конструкцию, мало было заставить ее «работать». Нужно было разместить демпфер в аппарате, а ведь он занимает не бог весть сколько места.

— Этот демпфер позволяет уменьшить массу термопокрытий и обеспечить безотказный ввод парашюта и нужную ориентацию антенны радиовысотомера, — закончил доклад Константин Михайлович.

Главный конструктор подошел к письменному столу, стоящему в отдалении, взял ручку, и склонился над чертежом.

… В статье «Новый этап в освоении космоса», посвященной полету «Венеры-4», есть такая фраза: «В нижней его части (Речь идет о спускаемом аппарате. М. Борисов) установлен демпфер, уменьшающий колебания аппарата при движении в атмосфере планеты».

На всех последующих «Венерах? демпфер изменениям не подвергался.

Этот «мифический» фидер

— Федора Сергеевича еще нет. Он звонил и просил вас подождать, — приветливо сказала секретарь, раскрыв дверь с табличкой «Начальник и Главный конструктор ОКБ».

Мы вошли. Письменный стол хозяина кабинета завален технической литературой. Чуть слева от стола, на стене — два стенда с образцами выпускаемых изделий. Судя по обилию экспонатов, ОКБ работает весьма продуктивно. Здесь делают специальные кабели. Что же такое кабель?

Как записано в энциклопедии: «Кабель — один или несколько изолированных друг от друга проводников, заключенных в защитные оболочки».

Кабели — это артерии, это нервы любого современного электрического или электронного комплексного агрегата.

Комплексные системы — системы, образуемые рядом подсистем, обеспечивающих выполнение общей задачи, ракеты, межпланетные станции, станки с программным управлением, даже жилой дом — для всего этого нужен кабель: систему нужно питать от источника электроэнергии, системой нужно управлять…

Даже радиотехника, всем своим естеством являющаяся отрицанием кабельных связей, без кабеля, практически обойтись не может. Но кабель, связывающий передатчик и приемник с антенной — особый. И дело даже не в том, что он обычно называется по-другому — фидер. Отличие состоит в том, что по нему проходит высокочастотная энергия. А это уже требует многого. И, в первую очередь, того, чтобы энергия высокой частоты, поданная на вход фидера, на выходе его по величине была бы почти такой же. Иными словами, потери в фидере должны быть минимальными. Если они возрастут, дальность связи неизбежно уменьшится.

Разумеется, специалисты примут меры, чтобы уменьшить влияние фидера (потери ведь никогда не исчезают полностью) на дальность радиосвязи. Они разместят передатчик, как можно ближе к антенне с тем, чтобы сократить длину фидера. Ну, а мощность передатчиков выберут максимально допустимую. Но этим, в общем-то, и исчерпываются возможности радистов. Дальше все зависит от самого фидера, потому что фидеры тоже бывают разными — с малым затуханием или большим, термостойкими или неспособными работать при повышенных температурах…