100 рассказов о стыковке - Владимир Сыромятников

Одной из причин, которая пару лет спустя привлекла внимание к нашей конструкции американцев — разработчиков первого международного проекта со стыковкой оказалась так называемая андрогинность стыковочных шпангоутов вместе с системой замков, спроектированных в конце 1968 года. Тогда мы еще не знали этого термина, означающего двуполость, похоже, сказался недостаток воспитания в вопросах секса, во всяком случае, мы познакомились с новой для нас терминологией только благодаря стыковке и будущим американским партнерам. Идея создать два стыковочных шпангоута, которые были бы совершенно одинаковыми и, несмотря на это, могли соединяться, спариваться между собой, также относилась к числу фундаментальных достижений того времени.

В то время я не раз вспоминал нашего Главного конструктора, нашего Короля: он не только хотел, чтобы мы создали стыковочное устройство с герметичным переходом, но и предвосхитил андрогинность.

В технике известны примеры соединения идентичных конструкций: фланцы пожарных шлангов, автосцепка на железной дороге. Однако в данном случае стояла более сложная задача: требовалось соединить два одинаковых, идентичных шпангоута непростой конфигурации, содержащих большое количество различных элементов. Мы решили не только данную конкретную задачу при конструировании шпангоутов, андрогинно расположив на них все, что требовалось: замки, разъемы и другие элементы. Мне удалось сформулировать общий принцип, в соответствии с которым любая конструкция могла бы отвечать требованию андрогинности. Универсальное правило получило название принципа обратной симметрии; обратной, потому что все соединяемые при стыковке элементы располагались попарно симметрично относительно общей оси: штырь — гнездо, вилка — розетка, выступ — впадина.

Для нового транспортного корабля «Союз» и будущей станции «Салют» стыковочные агрегаты по–прежнему имели штырь и конус, так сказать, ярко выраженную половую окраску, и мы продолжали называть их ласково: «папа—мама». Пока андрогинными были лишь новые стыковочные шпангоуты. Однако, как упоминалось, путем смены крышек со стыковочным механизмом можно было достигнуть полной андрогинности.

Здесь надо отметить, что не вычурность, не техническая экзотика главным образом толкали меня к новой конфигурации. Основная цель, которую в то время преследовали мы при создании андрогинных шпангоутов, заключалась в повышении надежности и несущей способности стыка между кораблем и будущей станцией. На оба агрегата, активный (со штырем) и пассивный (с конусом), установили идентичные комплекты замков, которые работали независимо друг от друга. В результате механизм оказался полностью дублированным: случись что?то с одним из агрегатов, можно включить комплект замков на другом. Если стянуть стык с обеих сторон, используя сразу оба комплекта, его несущая способность повысится, допустимые значения внешних нагрузок возрастут даже не в два, а во много раз (такова механика нагружения в целом).

Следующая задача, которую требовалось решить на этом этапе, заключалась в конструировании самих замков и механической связи между ними и приводом. В этой части у нас тоже не оказалось прототипов; до сих пор не понимаю почему, но в то время у нас отсутствовала информация даже о замках «Аполлона». Позднее, когда она появилась, стало ясно, что они сделали свои замки совсем не так. Рассмотрев несколько вариантов, мы остановились на замках с активными крюками, снабженными эксцентриковым механизмом, и с пассивными крюками со специальными тарированными пружинами. Эксцентрики соединялись между собой и с приводом с помощью замкнутой тросовой связи. Последнее, что должен обеспечивать этот механизм, причем тоже с высокой надежностью, — это расстыковка. В дополнение к открытию замков с помощью привода добавили аварийную расстыковку путем отстрела: так называемые пироболты хорошо вписались в общую конструкцию. Надо сказать, что и эта часть проекта оказалась очень удачной, она пополнила нашу будущую стыковочную классику.

Помню, как несколько лет спустя, в разгар сотрудничества с американцами, конструктор НАСА Б. Криси, о котором мне еще предстоит рассказать, под руководством К. Джонсона, разработчика космических кораблей, начиная с «Меркурия», показывал мне набросок своей концепции замков стыка. Они стали разрабатывать ее уже после того, как стыковочный агрегат «Аполлона» с нашими замками испытывался с ответным агрегатом «Союза». Возможно, моя критическая оценка повлияла, потому что эта работа не получила продолжения.

Расположив стыковочный механизм на крышке переходного тоннеля и решив задачу перехода космонавтов, мы создали себе другую проблему: стыковочный механизм требовалось существенно модифицировать так, чтобы он не мешал открытию переходного люка. Вообще?то подобная задача была нам уже хорошо знакома. Создав несколько модификаций таких механизмов, мы стали профессионалами в этой технике стыковки, знали, что нужно изменить для выполнения новых требований — сделать конструкцию лучше, меньше и легче, в целом — оптимальнее. Переделать стыковочный механизм было очень полезно еще с одной точки зрения: принципиальная схема нашего первого механизма меня уже не удовлетворяла, на фоне приобретенных знаний и опыта она казалась громоздкой и старомодной. Мой первый научный вклад очень пригодился на этом этапе. Тем не менее в работе над новым стыковочным механизмом возникали осложнения, как это обычно бывает на практике. Забегая вперед, надо сказать, что и эту задачу удалось решить совсем не плохо, если не считать, конечно, отказа при самой первой стыковке. Однако неудача в космосе пошла этому механизму явно на пользу: несколько усиленный после поломки, он отлетал безотказно 30 лет и в начале XXI века продолжает стыковать космические корабли и модули на орбите.

В 1969 году за короткий срок мы сначала сконструировали, а в течение года отработали стыковочный механизм для нового проекта. Его конструкция существенно отличалась от той, что использовалась на первых «Союзах».

Все функциональные элементы механизма взаимосвязаны, они выполняют следующие одна за другой операции на разных этапах стыковки. Самым коротким, но самым напряженным является динамический этап, который начинается с первого касания. Амортизаторы должны смягчить удар, поглотить кинетическую энергию, сдемпфировать относительные колебания. После этого механизм начинает выравнивание и стягивание. Элементы амортизаторов и стягивающего привада связаны между собой, образуя так называемую амортизационно–приводную систему, а проще — кинематику. Первые разработки для «Союза», для лунных кораблей Л1 и особенно для ЛЗ, а также теория амортизаторов создали хорошую базу для нового проекта. Более совершенную кинематику совмещенного типа, разработанную для проекта ЛЗ, применили в новой конструкции. Именно она внесла основной вклад в уменьшение габаритов.