100 рассказов о стыковке - Владимир Сыромятников

Полученные чертежи «интерфейса», то есть взаимодействующих элементов стыковочного устройства, позволяли начать изготовление моделей, готовить выпуск документации по полномасштабным конструкциям и вести подготовку к первым совместным испытаниям.

В мае было подписано соглашение между правительствами СССР и США о сотрудничестве в деле освоения и исследования космического пространства. Это заставило нас еще больше прочувствовать всю меру той ответственности, которую мы несли за сроки и качество работы.

Сюрприз ждал нас в Хьюстоне. Когда в июле 1972 года мы там снова появились, нам продемонстрировали готовые масштабные модели стыковочных агрегатов. Наши же модели еще находились в работе. Но коль речь зашла о сроках изготовления, справедливости ради нужно отметить, что наши модели намного полнее и точнее воспроизводили будущие полномасштабные конструкции, поэтому были и более сложными, и более трудоемкими в изготовлении. Тем не менее пришлось, возвратившись в Москву, принимать соответствующие меры, хотя согласованные сроки были еще далеки. На всех последующих этапах и многочисленных промежуточных финишах мы уже никогда не отставали от наших партнеров при подготовке оборудования или документации, больше того, иногда оказывались даже впереди.

Наши масштабные модели были готовы к концу августа. Их подвергли необходимым испытаниям и продемонстрировали на октябрьской встрече в Москве в том же году. С помощью моделей удалось проверить общую идею, компоновку и взаимодействие элементов, как то было согласовано, а мы кроме того воспроизвели кинематику и даже динамику работы стыковочного механизма.

Это было важно потому, что для стыковочного механизма в советском проекте выбрали принципиально новую и довольно хитроумную кинематику. На первых порах, да и впоследствии, она вызывала у многих сомнения и даже несправедливые, как мы считаем, нападки. Помогло доверие руководителей и твердость, убежденность авторов и исполнителей в правильности и преимуществах выбранной принципиальной схемы. Иначе, конечно, не удалось бы довести это дело до конца и создать конструкцию, оказавшуюся действительно очень эффективной. Недаром она получила высокую оценку многих авторитетных советских и американских специалистов по космической технике, а самое главное — отлично сработала в космосе. Спору нет, деловая критика тоже не оказалась лишней. Она заставляла авторов совершенствовать кинематику, находить новые возможности ее упрощения.

В отличие от американской конструкции мы применили кинематику с дифференциальной связью между всеми шестью штангами стыковочного механизма. Примерно так связаны задние колеса и двигатель обычного автомобиля. При удлинении одной или нескольких штанг другие благодаря таким связям укорачиваются. В результате при наклоне одной стороны кольца другая сторона поднимается, оно как бы качается вокруг своего центра. При боковом перемещении кольца оно движется практически параллельно шпангоуту. Приблизить кольцо к шпангоуту удается только при приложении значительно большей силы. В результате механизм обеспечивает сцепку в очень широком диапазоне начальных условий при больших промахах, больших и малых скоростях, Кроме того, механизм хорошо выравнивает корабли после сцепки; при стягивании не возникает никаких дополнительных усилий, более того, кольцо фиксируется в выровненном положении, и космонавты смогут постоянно контролировать это.

Американцы применили в своем стыковочном механизме для подтягивания кольца с направляющими привод с тросовой связью. Такая схема подкупает своей относительной простотой, но, к сожалению, она не лишена и ряда недостатков. Основным из них, пожалуй, является меньший диапазон перемещений кольца при малых усилиях амортизации, поэтому сцепка происходит в меньшем диапазоне начальных смещений кораблей, особенно если есть ошибки сразу по нескольким координатам. Так, кстати, случалось при наших совместных испытаниях. Можно упомянуть и о другой особенности. Она относится к выдвижению кольца, которое происходит только за счет усилия пружин амортизаторов при ослаблении тросовой связи, так как усилие пружин для обеспечения сцепки выбрано сравнительно небольшое, оно оказывается недостаточным, например, для того, чтобы выдвинуть кольцо, преодолевая его силу веса. На Земле — это неудобство при испытаниях, в состоянии космической невесомости — потенциальная ненадежность.

Демонстрация моделей на октябрьской встрече в Москве вызвала всеобщий живой интерес.

Успех проведенных через месяц испытаний этих моделей открывал дорогу для работы над полномасштабными конструкциями. На пороге был 1973 год — год отработки настоящего АПАСа.

НА СТЕНДЕ В ХЬЮСТОНЕ

Любая система космического корабля, перед тем как попасть в полет, должна поработать в условиях, достаточно близких к тем, в которых она может оказаться в космосе. Разумеется, практически невозможно одновременно имитировать на Земле все условия, присущие космическому полету: глубокий вакуум, невесомость, различные формы облучений, широкий диапазон возможных температур, действие вибраций и перегрузок выведения на орбиту. Поэтому испытателям приходится как бы расчленять воздействие космоса на составные части и с большим или меньшим приближением последовательно их воспроизводить. При этом одна из наиболее сложных задач состоит в выявлении самых трудных или, как говорят, критических условий для каждой системы. Стыковочные агрегаты последовательно проходят испытания в самых разнообразных условиях. Но все же наибольшие хлопоты стыковщикам доставляет невесомость.

Как заставить многотонные корабли парить перед стыковкой в воздухе и двигаться только по инерции, под воздействием сил соударения и реактивных струй управляющих двигателей так, как это происходит в невесомости?

Как добиться, чтобы корабли со стыковочными агрегатами свободно, без действия силы тяжести, сближались с заданными скоростями и смещениями до соприкосновения, сцеплялись, выравнивались и стягивались, а амортизационная система и другие механизмы при этом работали точно так же, как им предстоит работать в космосе?

Конечно, сделать это непросто. Существуют разные способы воспроизведения такого движения в земных условиях. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, но все они сложны и доставляют много хлопот испытателям. Можно, например, подвешивать специальные макеты кораблей на карданных шарнирах, так, чтобы точки подвеса находились в центрах тяжести кораблей и перемещались в трех направлениях. Получается довольно простая система, но в ней все же нелегко полностью исключить земную тяжесть при поступательных движениях, а также имитировать работу систем управления кораблями.