100 рассказов о стыковке - Владимир Сыромятников

Когда АПАС был разработан, мне пришлось довольно долго агитировать за свое новое андрогинное детище, сначала стараясь продать идею, и потом, когда он родился и требовалось расширить область его применения в рамках национальной космической программы, а позднее — в международных программах. Тогда были отточены аргументы, отражавшие преимущества новой конструкции, их действительно набралось несколько — от очень существенных до второстепенных.

Это прежде всего то, что определяет существо любой космической конструкции: общие габариты и масса. Кроме этого, — то, что специфично для стыковочных агрегатов: несущая способность и жесткость, размер переходного люка и удобство в работе, а также возможность размещения дополнительных узлов и гибкость эксплуатации.

Торчащие наружу лепестки АПАС-75 определяли его наружные габариты: максимальный диаметр агрегата равнялся 2,2 метра. Эти габариты еще увеличивались при разработке агрегатов с размером переходного люка до 1 метра и более. Потребность в переходном тоннеле большого диаметра периодически возникала в перспективных разработках, которые приводились как у нас, так и за рубежом. С другой стороны, попытки увеличить несущую способность, т. е. нагрузки, которые выдерживал стык без нарушения целостности и герметичности, не давали практических результатов; путь, при котором сохранялся диаметр стыковочного шпангоута, был тупиковым. Жесткость стыка определялась этим базовым размером еще в большей степени, чем его прочность.

Инверсия кольца с направляющими внутрь стыковочного шпангоута потребовала увеличить диаметр последнего. Это сразу заставило повысить прочность и жесткость конструкции. Правда, пришлось увеличить количество замков, запирающих стык, обеспечивающих его целостность и герметичность. Зато удалось существенно повысить функциональные возможности механизма, сделав его полностью дублированным. Двенадцать новых замков были разбиты на два полукомплекта, каждый из которых снабдили самостоятельным приводом и независимой трансмиссией. В результате надежность этого очень ответственного механизма значительно возросла.

В новой конструкции замков разработали и применили очень эффективную, можно сказать, оптимальную схему передачи сил в стыке через основные нагруженные элементы. За счет этого увеличились также жесткость и прочность стыка и уменьшились габариты шпангоута.

При разработке концепции нового АПАСа возродилась идея, впервые выдвинутая еще в конце 60–х годов, — производить смену стыковочного механизма в полете. Здесь она получила новое содержание: за счет демонтажа стыковочного механизма в АПАС-89 оказывалось возможным значительно расширить диаметр переходного тоннеля, который увеличивался до 1,25 метра, т. е. в полтора раза (!).

Надо сказать еще об одном существенном преимуществе новой компоновки перед прежним АПАС-75, с его наружным кольцом. Переместив кольцо внутрь стыковочного шпангоута, разработчики освободили его периферию. Именно там обычно размещаются электрические и гидравлические разъемы, соединяемые при стыковке и объединяющие многие системы модулей орбитальной станции и космического корабля. Особенно важным это стало для системы дозаправки: как уже упоминалось, топливо чрезвычайно токсично, и поместить гидроразъемы заправочных магистралей внутри переходного тоннеля, где находятся космонавты, совершенно немыслимо. На освободившейся периферии образовался большой, можно сказать, оперативный простор для этих важных элементов.

Еще одно обстоятельство сыграло большую роль в технической политике по системам стыковки. Речь идет о внутреннем интерфейсе, присоединительных размерах между стыковочным агрегатом и отсеком корабля или модуля, на который он устанавливался. Несмотря на увеличенные размеры стыковочного шпангоута, мы сделали все, чтобы новый АПАС мог стать на те же посадочные места, на которые устанавливались все наши стыковочные агрегаты: штырь–конус, активный и пассивный, и АПАС-75. Сделали так, чтобы их габариты не вылезали за пределы зоны полезного груза под обтекателем ракеты–носителя. Этот момент тоже стал ключевым — такая техническая политика значительно облегчила будущее согласование с нашими проектантами и конструкторами–компоновщиками. Все это способствовало успеху, когда будущий АПАС вставал на «Союз», а также на другие корабли и модули.

Таким путем удалось избежать больших проблем при разработке вариантов различных кораблей и модулей, и не только на бумаге. Особенно остро эти проблемы действительно возникали намного позже, почти 20 лет спустя, когда появились небольшие серии, модификации «Союзов» с АПАС-89. Тогда это избавило нас от многих хлопот и сэкономило значительные средства.

Руководить — это значит предвидеть.

Идея замены стыковочного механизма вызвала своеобразную цепную реакцию идей.

Используя шпангоут как конструктивную базу, можно на ее основе создавать различные модификации стыковочных агрегатов. В результате родился проект так называемой унифицированной серии стыковочных агрегатов. Агрегаты этой серии имели одинаковые базовые установочные размеры и все параметры наружного стыка. Наружный стык, или интерфейс, как его стали называть на американский манер, определялся взаимодействующими при стыковке элементами, он обеспечивал совместимость при стыковке. Все агрегаты унифицированной серии стали совместимы между собой. Эти агрегаты могли отличаться комплектацией и другими характеристиками, быть активно–пассивными, т. е. андрогинными или только пассивными. Предусматривалась разработка негерметичных конструкций и вырожденных агрегатов, лишенных замков жесткого соединения, они обеспечивали только сцепку космических аппаратов между собой.

Концепция унифицированной серии возродила идею о сменных стыковочных механизмах, которая впервые возникла еще в 1968 году при разработке стыковочного устройства для проекта «Союз» — «Салют». На новом этапе эта плодотворная дебютная идея открыла новые большие возможности, позволила создать универсальные конструкции, которые можно превращать в «папу», в «маму» или в их андрогинные порождения путем замены стыковочного механизма, делать их активными или пассивными.

Эти превращения стали чем?то напоминать научно–техническую фантастику: до чего может довести древнегреческая мифология и ее наследница, современная космическая техника.

Фантастика или фантазия, а спустя 20 лет на самом деле появились так называемые гибридные стыковочные агрегаты, сначала в чертежах, а потом в железе. О них детально будет рассказано в следующей главе.