Владимир Сыромятников - 100 рассказов о стыковке

Одновременно работают автоматические системы ориентации кораблей, которые, с одной стороны, облегчают космонавту управление, а с другой — вносят свой «вклад» в виде определенных ошибок. Тот, кто управлял автомобилем, имеющим только три степени свободы, знает, как не просто бывает порой выехать через узкие ворота гаража, а управление кораблем в пространстве намного сложнее. Поэтому стыковочное устройство рассчитывается так, что даже при самых худших условиях, самых грубых ошибках относительного положения кораблей и разных скоростях происходила бы надежная стыковка. Это требование не только усложняет стыковочный агрегат, сам процесс стыковки, но и проведение испытаний.

Прежде всего, трудно определить, какие условия, какие сочетания скоростей и ошибок взаимного положения наиболее неблагоприятны. Что, например, страшнее — большие скорости сближения или малые? Оказывается, плохо и то, и другое. При больших скоростях может не хватить энергоемкости амортизаторов и возникнут слишком большие силы от соударения кораблей. При малой скорости сближения кинетической энергии кораблей может оказаться недостаточно для срабатывания защелок. Если сцепка не произойдет, система начнет «разваливаться», и, чтобы избежать соударения, корабли придется быстро разводить.

Поэтому вначале отыскиваются наиболее неблагоприятные, или «подозрительные», сочетания начальных параметров сближения и проводится теоретический анализ процесса стыковки для всех этих вариантов. Проведение такого теоретического анализа — это целая большая глава в создании любого стыковочного устройства, а ввиду особой сложности АПАСа — тем более. Чтобы рассчитать, как будут стыковаться корабли, необходимо составить математическую модель процесса стыковки. Полная модель учитывает движение самих кораблей. Для каждого момента времени аналитически отыскивается точка или точки соприкосновения направляющих выступов стыковочных агрегатов друг с другом или с кольцами. Затем определяется, на какую величину и с какой скоростью деформируются амортизаторы при соударении (эти усилия одновременно используются в уравнениях движения кораблей). Компьютер вычисляет, как реагируют системы управления кораблей на действие возмущений при стыковке, и учитывает создаваемые ими усилия и моменты. Математическая модель позволяет рассчитать весь процесс стыковки для разных вариантов.

Конечно, в целом математическая модель очень сложна, ее использование имеет смысл только при работе с самыми быстродействующими и совершенными цифровыми электронными вычислительными машинами.

И тут меня могут спросить: зачем нужны испытания, если создана и работает полная и совершенная математическая модель? А вот зачем. Какой бы ни была совершенной теоретическая модель, это всего лишь ограниченная абстракция реального процесса. Модель позволяет исследовать лишь определенные важнейшие (по мнению ученого) стороны процесса, постигнуть их существо, выявить внутренние зависимости. Но конечным мерилом любого проекта являются испытания настоящих, «живых» конструкций. Вот почему наш теоретик Е. Лебедев привез с собой в Хьюстон целые тома. Их напечатала вычислительная машина, решая задачу стыковки для всех вариантов, которые предстояло испытать на динамическом стенде в паре с американским агрегатом. При сравнении теоретических и экспериментальных результатов стенд и модель взаимно проверяли друг друга.

Теперь пора сказать, что для успешного проведения совместных испытаний требовалось обеспечить совместимость не только стыковочных агрегатов. Необходимо было договориться о присоединительных размерах агрегатов, пультов управления и другого испытательного оборудования, согласовать кабельные разъемы и электрическое напряжение питания, а также решить все вопросы, связанные с системой координат, программой, инструкцией, и многое другое.

Наша группа состояла из специалистов, необходимых для проведения всего комплекса намеченных работ: конструктора Евгения Боброва, инженера–электрика Бориса Чижикова, механиков Николая Хохлова и Валентина Руненкова, обеспечивших подготовку агрегатов и испытательного оборудования к работе; специалиста по измерениям, обработке и анализу данных испытаний Вадима Кудрявцева, упомянутого ранее динамика Евгения Лебедева, испытателя и оператора Эдуарда Беликова, который провел, работая плечом к плечу с американскими операторами и нашим переводчиком Олегом Першиковым, все многочисленные динамические пробеги. «Не встречал людей более компетентных и самоотверженных в работе. Можете ими гордиться. Мы рады, что они здесь с нами», — так сказал Г. Ланни корреспонденту «Известий» В. Кобышу, когда тот приезжал в Хьюстон во время работы нашей группы.