Владимир Сыромятников - 100 рассказов о стыковке

Дмитрий Андреевич Князев, способный и активный человек, отличался большим честолюбием и, я бы сказал, некоторым авантюризмом. Его жизнь оборвалась летом 1970 года в авиакатастрофе и, похоже, по его же вине.

Позднее нашему отделу поручили создать электрохимический источник тока — так называемый топливный элемент, который к этому времени уже освоили американцы. Несмотря на неоднократные попытки, эту сложную систему так и не смогли довести до полета в космосе.

В середине 60–х система РСУ в целом, ее агрегаты и элементы конструировались и изготовлялись на нашем предприятии в Подлипках. Сложностей и неразберихи было очень много, в то же время работа шла активно, и проект в целом продвигался довольно быстро.

По горло занятый своим делом — электромеханикой, я все же находил время для общения с коллегами из этого большого отдела № 333.

Наверно, с той поры и осталась у меня тяга к системе РСУ, а новые «реактивные» идеи нет–нет да и снова рождаются в моей уже седой голове.

О полетах «Союзов» — дальше, в других рассказах.

1.8 Стыковка: поиск, разработка, отработка — ПРО

Выиграв вместе с Вильницким своеобразный конкурс, мы приступили к разработке первого стыковочного механизма. Нас, приступивших к этому проекту, можно сравнить с моряками, уходившими в открытое неизведанное море. Даже мой старший и опытный товарищ не мог тогда предвидеть и предсказать не только всех трудностей и препятствий, но и крупных свершений, которые ждали нас на этом пути. Мне тогда исполнилось всего тридцать, я был честолюбив и смел. Браться за новое дело, не до конца понимая всех опасностей и последствий, — это действительно привилегия молодых.

Этот проект стал моей первой большой самостоятельной разработкой, начиная от первичной идеи, прошедшей через все этапы конструирования и отработки и, в конце концов, реализовавшейся на практике, на космической орбите. В результате этот проект заложил начальные основы отечественной техники стыковки, а мы, его авторы и исполнители, стали первыми специалистами в этой области.

Первый шаг в неизведанное всегда самый трудный: нет прототипов, на которые можно взглянуть, не у кого спросить, негде прочесть, не с кем посоветоваться.

В соответствии с принятой концепцией активный космический корабль, оснащенный стыковочным механизмом, должен соединиться с пассивным, на который устанавливался приемный конус. В космосе два корабля, летающие совершенно свободно и имеющие размеры и массу тяжелых автобусов, должны сначала сцепиться, очень точно и жестко соединиться между собой, продолжить совместный полет, а затем снова разъединиться и разойтись. Ряд особенностей усложняли и без того непростую задачу. Все операции должны выполняться автоматически вдали от специалистов, оставшихся на Земле. Все должно быть выполнено во враждебных условиях космоса, с первой попытки, без возможности вмешаться и что?то исправить.

На активном агрегате установлен стыковочный механизм (СТМ) «штырь»: на пассивном — приемный конус с ответным гнездом под головку штыря. Профилированием паза обеспечивают выравнивание по крену в процессе стягивания. С помощью этого устройства были трижды успешно состыкованы беспилотные корабли «Космос-186» и «Космос-188», «Космос-212» и «Космос-213», а также пилотируемые корабли «Союз-4» и «Союз-5».

Ожегшись на проекте плоского стыковочного устройства, содержавшего несколько электрических приводов, наши проектанты в качестве руководящей идеи приняли одноприводную концепцию. Почему?то тогда считалось, что привод — самое ненадежное звено любого механизма, и поэтому в стыковочном механизме должен остаться только один привод. В конце концов мы честно выполнили поставленную задачу, хотя это усложняло и без того непростую принципиальную схему механизма. Забегая вперед, скажу, что спустя пять лет мы не побоялись ввести в новый механизм еще один привод, и это сразу упростило конструкцию в целом.

Второе обстоятельство, осложнившее работу, исходило от меня. Я предложил отказаться от традиционных гидравлических амортизаторов, которые применялись для выполнения аналогичных функций в других областях техники, и с самого начала использовал чистую электромеханику. Наша электромеханическая концепция опиралась на два конструктивных компонента: электромагнитные тормоза, или ЭМТ, как их стали вскоре называть, и шарико–винтовые преобразователи двустороннего действия (ШВП).

ШВП уникальны тем, что позволяют преобразовывать не только вращательное движение в поступательное как обычная пара винт—гайка (при втягивании и выдвижении штыря) с помощью привода, но и поступательное движение во вращательное — при амортизации соударения космических кораблей в начале стыковки. Нам удалось найти удачный прототип и довести его до ума, создав хорошую, технологичную конструкцию; мы даже получили на нее патент.

Первая версия ЭМТ представляла собой электродвигатель с постоянными магнитами и короткозамкнутым ротором. Именно ЭМТ, создающие торможение, пропорциональное скорости вращения ротора, заменили гидравлические амортизаторы. Их недостаток по сравнению с гидравликой состоит лишь в повышенной инерционности. Такие тормоза начал изготавливать наш основной смежник — завод «Машиноаппарат». Позднее по нашим техническим заданиям тормоза постепенно совершенствовались, их эффективность постоянно увеличивалась, а инерционность уменьшалась.

Шарико–винтовые преобразователи и тормоза прошли красной нитью через все наши разработки стыковочных механизмов, стали их постоянной, устойчивой элементной базой. В конце 60–х их применили для стыковочного устройства орбитальной станции «Салют». Десять лет спустя мы использовали эти элементы для нового механизма стыковки «Союза» и американского «Аполлона». Через 30 лет наши шариковые винты и тормоза стали летать на американских «Спейс Шаттлах».

Тогда, в 1963 году, чисто электромеханическая идея, выглядевшая изящной, получила поддержку моего руководства. Механизм «смотрелся», а если конструкция смотрится, она должна летать, как говорил один известный авиаконструктор. Концепция механизма в целом тоже была логичной, что позволяло создать компактную, законченную конструкцию. Именно начальная разработка сыграла важнейшую роль в решении Королева и Охапкина поручить нашему отделу эту тему.

Я хорошо запомнил осень 1963 года, когда мы на пару с Н. В. Уткиным решали новую непростую конструкторскую задачу. Уткину — уже около пятидесяти, он самородок, часто находит нестандартные решения, работает молча, ведет себя ненавязчиво, то медлит, как будто примеряясь, потом чертит очень быстро. В комнате тесно (у нас почему?то всегда было тесно), его кульман стоит так, что лист ватмана с очередным вариантом механизма виден с моего рабочего места; глаза молодые — можно не вставать, разговаривая по телефону. Это обычное занятие начальника: надо отвечать на вопросы других отделов, а чаще — технологов и мастеров производственных участков завода. «Николай Васильевич, давай поменяем эту тягу с цангой местами, может, тогда получится?» — он соглашается, но не всегда.