background image
четверг
k
41, 12 апреля 2012 г.
СЕГОДНЯ ДЕНЬ КОСМОНАВТИКИ
21 августа 1957 года совершила ус
пешный полт мощная двухступенча
тая ракета 8К71 (семрка), разрабо
танная в ОКБ 1 под руководством
С.П.
Королва. Последующее е усовершен
ствование до ракеты носителя (РН) в
трхступенчатом варианте позволило
к началу 60 х годов не только достичь
второй космической скорости, но и
выводить на орбиту Земли космичес
кие аппараты массой почти пять тонн.
Таким аппаратом теперь смог стать
пилотируемый космический корабль.
Наш конструкторский отдел выпол
нял работы для ряда подразделений, в
том числе и ведущих разработку кос
мических аппаратов. Мне приходилось
согласовывать габаритные чертежи
датчиков механических перемещений
и других приборов. Так я узнал проек
тный отдел, которым руководил
М.К.
Тихонравов соратник Королва по
группе изучения реактивного движе
ния. Они вместе работали в Реактив
ном научно исследовательском инсти
туте (РНИИ). Тихонравов с юношеских
лет был конструктором оригинальных
планров, установивших
целый ряд рекордов. За
тем работал на авиацион
ных предприятиях, зани
мался исследованием жид
костных реактивных двига
телей, преподавал в МАИ
им. С. Орджоникидзе.
Небольшая группа моло
дых проектантов во главе с
К.П. Феоктистовым занима
лась пилотируемой маши
ной кораблм спутни
ком. Сначала предполага
лось создание этой маши
ны в два этапа. На первом
этапе разработка и ис
пытания аппарата для
полта человека по балли
стической траектории с со
стоянием невесомости не
сколько минут. Затем уже
создание корабля спутни
ка. В этом случае спутник с
человеком можно было за
пустить только в 1962
1966 годах. Но работы, вы
полненные в 1957, 1958
годах, показали, что сроки
запуска спутника с челове
ком можно существенно
приблизить, если отказать
ся от первого этапа и сде
лать спутник для человека
на базе уже проверенных
инженерных решений. Королв одоб
рил проект без первого этапа. В ноябре
1959 года Совет главных конструкто
ров поддержал предложение Королва
приступить к созданию спутника для
запуска человека на орбиту вокруг Зем
ли без промежуточного этапа. Разра
ботку эскизного проекта пилотируемо
го корабля поручили сектору Феоктис
това. Это следует считать очень слож
ной задачей требовалось решить
десятки проблем! Главный конструк
тор требовал разложить все проблемы
по полочкам и найти конкретные пути
их решения.
* * *
Корабль спутник должен не только
выдерживать все нагрузки, возникаю
щие при полте, вибрацию, инфра и
ультразвук, линейные ускорения и удар
ные перегрузки, но и сделать их допус
тимыми для космонавта. С точки зрения
механики, человеческое тело всего лишь
механическая система, обладающая
определнными собственными часто
тами, зависящими от состояния здоро
вья, тренированности мышц, эмоций и
другого. Наше счастье, что эта система
оптимально демпфирована и способна
сохранять сво строение. Однако заме
тим, что частоты, совпадающие с соб
ственными частотами органов, опасны
для человека, как вызывающие резо
нанс в организме. Кресло с космонав
том должно иметь амортизацию, сни
жающую опасные перегрузки до допус
тимых и подавляющую опасные часто
ты вибрации.
В феврале 1958 года, после окончания Ленинградско
го института авиационного приборостроения, я был
направлен в ОКБ 1 и стал работать конструктором в
кусте Б.Е. Чертока. Мне довелось быть свидетелем
создания первого пилотируемого космического
корабля.
Первый космический
Конструкция корабля должна также
защитить космонавта от воздействия
вакуума, космической радиации, вы
соких температур и возможных метео
ритов.
Общая схема корабля была ясна:
возвращаемая часть спускаемый
аппарат, плюс приборный отсек, плюс
тормозная двигательная установка.
Теперь необходимо выбрать геометри
ческие формы. Спускаемый аппарат
(СА) Королв одобрил выполнить сфе
рическим. Аэродинамика сферы до
статочно изучена. Обеспечение стати
ческой устойчивости СА решается сме
щением центра тяжести относительно
центра сферы. Такой аппарат можно
изготовить с высокой точностью на
ружного размера, что уменьшало аэро
динамические возмущения. Сферичес
кая форма гарантировала устойчивость
движения, не требовала управления при
спуске. Перегрузки при неуправляемом,
так называемом баллистическом спус
ке в атмосфере не превышали 910
единиц, что допустимо для трениро
ванного космонавта. Решается и про
блема защиты космонавта от тепловых
потоков при входе СА в плотные слои
атмосферы на шар наносится теп
лозащитное покрытие из материалов с
низкой теплопроводностью, способных
сохранять прочность при высоких тем
пературах. При наружном диаметре
сферы 2,3 метра свободный объм гер
метичной кабины составлял 1,6 куб. м.
В верхней части сферы СА размещает
ся командный барометрический при
бор, измеряющий высоту и передаю
щий информацию в систему призем
ления.
* * *
Настала очередь приборного отсека.
Сергей Павлович принял решение при
борный отсек сделать герметичным.
Это необходимо для возможности ис
пользования готовой аппаратуры, раз
работанной для земных условий. По
сле долгих споров была принята конст
рукция из двух усеченных конусов,
скреплнных своими большими осно
ваниями. На малое основание нижнего
конуса проектанты поставили тормоз
ную двигательную установку. На отсек
посадили спускаемый аппарат. На
боковой поверхности нижнего конуса
разместили радиаторизлучатель си
стемы терморегулирования. Найдена и
конструкция крепления СА: верхнее
основание выполняется с внутренней
сферической частью, сопрягаемой с
шаром СА. На шпангоуте основания
закрепляются равномерно четыре ме
таллические ленты, которые охватыва
ют СА и попарно соединяются замком.
По команде разделение замок каж
дой пары лент открывается, пироножи
отсекают их от шпангоута, и СА без
препятствий отходит от ставшего не
нужным приборного отсека с тормоз
ным двигателем. В таком решении за
кладывается и резервирование: при от
казе одного из элементов (замка или
пироножей) разделение происходит.
* * *
Внутри СА располагалось кресло
космонавта, установленное на специ
альных направляющих и содержащее
основной и тормозной парашюты, уст
ройство для катапультирования. Необ
ходимые условия в кабине поддержи
вают системы жизнеобеспечения и тер
морегулирования. В корабле спутнике
предусматривалась земная атмосфе
ра с давлением 755 мм рт. ст. и 20
25% содержанием кислорода. Космо
навт находится в кресле в герметичном
скафандре. В случае разгерметизации
кабины автоматически закрывался
шлем скафандра, а запаса кислорода
должно хватить на оставшееся время
полта космонавта, включая спуск на
землю. Положение космонавта в крес
ле выбрано таким, что перегрузки при
выводе на орбиту и спуске действова
ли в направлении спина грудь.
После долгих обсуждений утверди
ли логику и схему спуска космонавта.
Основные операции доверили парашю
ту, как наиболее распрост
раннному и отработанно
му устройству для спуска
лтчиков, десантных гру
зов. Перед спуском ко
рабль, летящий по орбите
со скоростью около вось
ми километров в секунду,
разворачивается системой
ориентации тормозным
двигателем по вектору ско
рости. В расчтной точке
орбиты на определнное
время включается тормоз
ной двигатель. Скорость
уменьшается, и по законам
механики корабль сходит с
орбиты, снижаясь вначале
по баллистической траек
тории. После входа в ат
мосферу начинается тор
можение СА. Дальнейшее
торможение осуществляет
ся парашютами. Эта зада
ча решается с помощью
целой системы, состоящей
из вытяжного, тормозного
и основного парашютов. На
высоте около семи кило
метров происходит отстрел
основного люка, через ко
торый космонавт катапуль
тируется вместе с креслом.
До высоты четыре кило
метра космонавт находит
ся в кресле на тормозном парашюте,
ожидая раскрытия основного. После
введения парашюта отделяется кресло
и свободно падает на Землю. Космо
навт приземляется на основном пара
шюте со скоростью 56 метров в се
кунду. Спускаемый аппарат на соб
ственном грузовом парашюте призем
ляется чуть раньше со скоростью око
ло 10 метров в секунду.
Две парашютные системы повысили
наджность приземления. Введение
тормозных парашютов позволило обес
печить эффективное торможение и
создать нормальные условия для раз
вртывания основных парашютов. Ка
тапультирование кресла с космонав
том возможно при аварии РН на старте
и на начальном участке полта. Также
возможно приземление космонавта
внутри СА.
Необходимо отметить, что в проекте
корабля учитывался возможный отказ
тормозной двигательной установки.
Для этого случая были определены
параметры орбиты: высота перигея 180
километров, высота апогея 240 кило
метров. При такой орбите за счт есте
ственного торможения корабль входит
в атмосферу не позже чем через 10
суток и начинается спуск как в штатном
режиме. Из этой длительности полта
подбирались запасы кислорода, пить
евой воды, пищи и др.
* * *
К лету 1959 года эскизный проект
первого корабля спутника был готов.
Он стал содержанием задания конст
рукторским подразделениям для раз
работки рабочих чертежей. Но суще
ственно раньше выданы предваритель
ные данные по форме и размерам, ос
новным системам корабля.
В августе в цехах завода появились
первые сферические оболочки. Для
конструкции корабля использовались
высокопрочные и лгкие алюминиево
магниевые сплавы. Высоко нагружен
ные элементы выполнялись из титано
вых сплавов. Крепжные детали из
высокопрочных сталей.
В конце 1959 года проводились са
молтные испытания системы призем
ления, разработанной при участии та
лантливого и одержимого творением
инженера В.С. Градусова. Было изго
товлено несколько спускаемых аппа
ратов с системой приземления и крес
лом. Их сбрасывали с самолта, авто
матика системы приземления выдава
ла команды на выпуск парашютов, ка
тапультирование кресла с манекеном.
Отрабатывались временные задержки
между последовательными операция
ми.
По инициативе Королва было вы
пущено несколько постановлений Пра
вительства по разработке корабля
спутника, организации подготовки кос
монавтов и осуществления полтов
человека в космическое пространство.
К разработке систем и приборов был
подключн большой ряд предприятий
Москвы, Подмосковья и других горо
дов Советского Союза. Изготовление
кораблей велось Заводом эксперимен
тального машиностроения, входившим
в состав ОКБ 1.
Королв и Тихонравов тесно сотруд
ничали с научным институтом, возглав
ляемым механиком и математиком,
будущим президентом Академии наук
СССР М.В. Келдышем. В этом учрежде
нии родился коллектив молодых, та
лантливых учных, занимавшихся раз
работкой систем стабилизации и ори
ентации спутников. Руководил ими бу
дущий академик Б.В. Раушенбах, изве
стный Королву ещ по работе в РНИИ
в 30 е годы. С согласия Келдыша в
начале 1960 года постановлением Пра
вительства вся команда Раушенбаха
была переведена в ОКБ 1, в куст Б.Е.
Чертока. Подразделение Раушенбаха
разрабатывало систему управления
движением корабля спутника, которую
назвали Чайка. Чайка позволяла
ориентировать аппарат на орбите дву
мя способами: с использованием инф
ракрасной вертикали Земли и оптичес
кого датчика ориентации на Солнце.
Первый считался основным, второй
резервным. Оба принципа применялись
впервые и требовали основательной
проверки.
* * *
Американцы также в 1958 году ши
роким фронтом развернули работы по
созданию корабля спутника Мерку
рий. Для полтов по программе Мер
курий Национальное управление США
по аэронавтике и исследованию кос
мического пространства (НАСА) созда
ло первый отряд астронавтов. Но у США
не было достаточно мощной ракеты
носителя. Поэтому одновременно с
разработкой корабля спешно создава
лась и РН. Предложенная ракета носи
тель Атлас Ди могла выводить на
низкую околоземную орбиту (с периге
ем 160 и апогеем 260 километров) по
лезную нагрузку 1355 килограммов.
Такой величиной массы и был ограни
чен пилотируемый корабль Мерку
рий.
Для отработки систем и конструкции
в ОКБ 1 был разработан целый ряд
экспериментальных кораблей. На пер
вом корабле спутнике за 1 КП про
верялась работа системы Чайка и
сход с орбиты для спуска. Поэтому СА
не имел теплозащиты, то есть он дол
жен сгореть в плотных слоях атмосфе
ры.
Пуск был проведн 15 мая 1960 года.
После выхода на орбиту 1 КП по пред
ложению Главного конструктора назва
ли
космическим кораблм.
А почему бы и нет, отвечая на
вопрос, говорил Королв, есть мор
ские, есть речные, есть воздушные,
теперь появятся космические кораб
ли!. Это новое понятие было принято
во всм мире.
На 64 м витке полта по расчтной
орбите с Земли была подана команда
на спуск. Госкомиссией принимается
решение спускаться по основной сис
теме. Однако в результате появившей
ся неисправности в системе ориента
ции направление тормозного импуль
са отклонилось от расчтного, про
изошло увеличение скорости, и косми
ческий корабль поднялся на более вы
сокую орбиту. Были определены при
чины отказа, проведены необходимые
доработки. Следующие корабли имели
уже индекс 1К.
Корабль спутник 1К 1, который
должен был вернуться на Землю с жи
выми собаками Лисичкой и Чайкой,
разбился недалеко от старта при ава
рии первой ступени ракеты носителя
29 июля 1960 года.
Пуск корабля 1К 2 состоялся 19
августа 1960 года. Кабину на этот
раз заняли собаки Белка и Стрелка в
космических платьицах. Вместе с
ними было 40 мышей, две крысы,
насекомые и растения. Корабль 17
раз обернулся вокруг Земли и штат
но приземлился в расчтной точке
в районе Орска. Когда открыли
люк на земной луг выскочили Бел
ка и Стрелка. Были живы и другие
животные.
11 октября 1960 года
Н.С. Хрущв
подписывает постановление, в кото
ром создание корабля для полта че
ловека в космос объявляется задачей
особой важности.
1 декабря 1960 года состоялся за
пуск третьего экспериментального ко
рабля на орбиту вокруг Земли. На бор
ту корабля собаки Пчлка и Мушка.
Полт на орбите прошл успешно. Но
при спуске траектория отклонилась от
расчтной и корабль прекратил сво
существование при входе в плотные
слои атмосферы. Анализ аварии выя
вил недостатки в программе управле
ния. Проведены доработки ряда при
боров, в том числе изменение времен
ных программ системы приземления.
Это были приборы нашего сектора,
руководил которым замечательный
специалист
Н.И. Логинов. Только что
сектору решением заводского комите
та профсоюзов было присвоено зва
ние передового коллектива предприя
тия. Мы оперативно провели доработ
ки своих приборов по новым исходным
данным.
Следующий беспилотный корабль с
собакой Чернушкой, морскими свин
ками, мышами и лягушками 9 марта
1960 года успешно приземлился после
одного оборота вокруг Земли.
Спустя две недели ещ один оборот
совершила собака Звздочка она
была в кабине вместе с манекеном
Иваном Ивановичем. Этот манекен,
имитировавший космонавта, пел пес
ни из репертуара хора имени Пятниц
кого. Полт проходил по штатной про
грамме: Иван Иванович совершил
посадку с помощью катапультируемо
Американский космический корабль Меркурий.
Корабль Восток на территории РКК Энергия.