100 рассказов о стыковке. Часть 2

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.

Моя диссертация была защищена летом 1979 года. Уже в это время конструкторы приступили к детальной разработке.

Дальнейшая работа развивалась в двух направлениях — мы работали, так сказать, на два фронта. С одной стороны, мой, образованный в конце 1977 года, самостоятельный отдел, объединивший всех стыковщиков, приступил к детальной конструктивной разработке как нового АПАСа, так и системы управления стыковкой, ее основных компонентов и приборов. С другой стороны, я продолжал искать применение своему новому андрогинному «бэби», уже зачатому, но еще не родившемуся.

Оставался ряд внутренних конструктивных проблем: в первую очередь требовалось усовершенствовать две основные группы механизмов. Кинематическая схема стыковочного механизма, который перекочевал внутрь переходного тоннеля, его дифференциальная кинематика и большинство основных узлов остались прежними. Однако один из них, так называемый блок дифференциалов, нуждался в упрощении. Этот блок, чем?то похожий на задний мост автомобиля, но имевший не один, а два шестеренчатых дифференциала, выполнял целый ряд функций. Хотелось уменьшить число подвижных деталей, сделать конструкцию более компактной и эффективной. Если продолжить автомобильную аналогию, можно сказать, что мы хотели сделать нашу машину переднеприводной. Пожалуй, эта аналогия отражает лишь сложность задачи. Кажется, нам удалось многое сделать, хотя и модифицированный блок остался самым сложным узлом АПАСа. Надеюсь, что этот вариант не последний, тем более что есть идеи, каким путем идти дальше.

Второй механизм, который можно даже назвать электромеханической подсистемой, это замки стыковочного шпангоута. Напомню, что эта система является очень ответственной, она обеспечивает прочность, жесткость и герметичность стыка, от нее зависят благополучие и безопасность космонавтов после стыковки. После завершения совместного полета для спуска на Землю замки должны раскрыться и разъединить стык. Концепция, силовая схема и конструкция замков во многом определяли облик стыковочного агрегата в целом, его основные характеристики. Эту задачу также удалось решить при работе над теоретическими основами орбитальной стыковки, удалось выбрать очень удачную и эффективную концепцию и обосновать ее. В последующие годы эта базовая часть новых АПАСов получила наивысшую оценку многих специалистов.

Двадцать лет спустя после ЭПАСа два андрогинных агрегата АПАС-75 и АПАС-89 стали рядом. Преимущества новой конструкции стали заметны для глаз. Как мне удалось сохранить у себя один–единственный старый АПАС, тоже примечательная история.

После 1975 года остальные 16 агрегатов разошлись, разбежались, кто куда: часть из них улетела в космос, другие — забрали в музеи и на учебные кафедры вузов и академий. Самое любимое андрогинное дитя, побывавшее со мной в Америке в 1974 году, простояло в моем рабочем кабинете почти 20 лет. Только в 1993 году оно переехало в новую лабораторию и заняло там почетное место рядом с комплексным стендом (КС) новой системы стыковки Спейс Шаттла. Они стоят рядом, поэтому хорошо видны достоинства младшего, но более зрелого брата: его меньшие наружные габариты, компактность и подобранность. Даже непрофессиональному взгляду видны плотная компоновка, насыщенность механизмами и другими компонентами. Профессиональный взгляд может разглядеть и другие существенные детали — например силовую схему замков стыковочного шпангоута, их двухвитковую трансмиссию.

Переговоры с НАСА о новом проекте «Салют» — «Шаттл» со стыковкой на орбите оборвались в самом зародыше. Единственная встреча специалистов, состоявшаяся осенью 1977 года, не имела продолжения. Тогда в составе американской делегации не оказалось ни одного конструктора: К. Джонсон давно ушел на пенсию, и его никто не захотел привлекать к новому проекту. Никто — ни Г. Ланни, ни другие члены делегации — не обратил внимания или не придал значения моему короткому выступлению о том, что мы собираемся изменить, трансформировать конструкцию стыковочного агрегата и предложить этот новый вариант для совместного проекта. По крайней мере, никаких следов в будущих американских разработках, с которыми мне приходилось сталкиваться, я не обнаружил.