Ракеты и люди. Лунная гонка

Черток Борис Евсеевич

Споры начали принимать столь непримиримый характер, что официальное заседание пришлось закрыть и объявить, что на следующий день, 27 ноября, будет заслушан доклад Валентина Лихушина.

За Лихушиным утвердилась слава доброжелательного, но строгого объективного судьи в спорах главных конструкторов по двигательным проблемам. И на этот раз он сделал спокойный, убедительный доклад. Понятно, что я привожу только основной смысл.

– Распространение сильного удара на момент времени 106,932 секунды идет из района установки двигателя №4. Этот факт можно считать однозначно установленным. Удар зафиксирован и по другим двигателям, но это уже следствие основного удара. Весь процесс ударного возмущения распространился на все переферийные

двигатели за время не более 0,04 секунды. Ударное воздействие распространялось со скоростью звука по металлу. Это подтверждают показания датчиков оборотов ТНА. Основной вопрос: какова природа этого удара? Что это: внешний взрыв или нарушение внутри двигателя – камеры ЖРД? Тут могут быть разные точки зрения. Менее вероятно, что случилось нечто в самом двигателе, в его камере сгорания. Самый тщательный анализ не показывает, что до удара происходило какое-либо травление керосина или кислорода. Фреон подавали длительно только на центральные двигатели. Мы попытались по сотым и тысячным долям секунд воспроизвести последовательность разрушения коллекторов окислительного газа, питающих турбины, и сопоставить это с реальной конструкцией и компоновкой. Пока мне представляется наиболее вероятным взрыв не камеры сгорания, а турбонасосного агрегата. Насколько известно, подобные явления имели место на стенде, и к этому же мы в конце концов пришли, анализируя аварию ракеты № 5Л.

Выступавший вслед за Лихушиным Присс с анализом системы управления и Кунавин, докладывавший о КОРДе, доказали, что до «удара» все системы, даже БЦВМ, работали без всяких замечании. Более того, после «удара» на момент времени 110,847 секунды зафиксирована команда на блоке «В» – «аварийное выключение двигателей». Значит, система управления работала, ибо эта команда подается из БЦВМ при нарушении управляемости ракетой, что явно случилось через три секунды после взрыва.

После еще одного дня яростных споров Афанасьев посоветовал:

– Теперь спешить некуда. Подкомиссии и рабочие группы должны назначить персонально ответственных за тщательную обработку всех материалов и доставку их в Москву. Там заслушаем первые результаты на коллегии и подготовим приказ о разработке отчета.

В окончательном тексте отчета после долгих споров появилось однозначное заключение: «Ракета пролетела без замечаний 106,93 секунды, но за 7 секунд до расчетного времени разделения 1-й и 2-й ступеней произошло практически мгновенное разрушение насоса окислителя двигателя № 4, которое привело к ликвидации ракеты.

На полигоне в течение следующего 1973 года начались работы по подготовке ракеты Н1 № 8Л с новыми двигателями, но разброд и шатания по самой программе полетов к Луне усилились по всей вертикали от Политбюро до всех участников практической реализации.

Глава 19

ЛЮДИ В КОНТУРЕ УПРАВЛЕНИЯ

Моим первоначальным намерением при написании этой главы было желание поведать о роли и месте человека в управлении реальными ракетно -космическими комплексами.

Еще на заре инженерной «туманной юности» меня интересовала разработка проблемы «человек или автомат». Никаких новых теоретических основ на этом поприще мне создать не удалось. Печатные труды и многочисленные диссертации на эту тему, с которыми я знакомился, большей частью не могли служить руководством для специалистов, несущих личную ответственность за надежность выполнения задачи, поставленной перед конкретной системой.

Участие человека в процессе управления является одной из проблем, определяющих надежность и эффективность космических полетов.

Более-менее радикально эта проблема решена для ракет-носителей. Участие человека в управлении полетом боевой ракеты или ракеты-носителя заканчивается на Земле набором команд, обеспечивающих запуск.

На всех участках от срабатывания «контакт подъема» до выключения двигателя последней ступени

человек не участвует в управлении полетом ракеты ни с Земли, ни с борта космического аппарата, выводимого этой ракетой. Единственным исключением является передача с Земли на «борт» по радио команды для выключения двигателей и приведения в действие системы аварийного спасения, если наблюдатели на Земле сочтут это необходимым. Поведение системы, управляющей полетом ракеты, описывается дифференциальными уравнениями. Разработчики автоматической системы управления полетом ракеты имеют возможность уточнять математическое описание моделированием, используя реальную аппаратуру, и, наконец, окончательно проверяют достоверность проектных расчетов летными испытаниями. На летные испытания боевых ракет обычно тратится несколько десятков пусков.

Для космического аппарата такая методика экономически разорительна. Он слишком дорог и уникален. Он должен выполнять свою задачу с первого же запуска.

Система управления движением и навигацией любого из современных космических аппаратов состоит из двух взаимосвязанных между собой радиолиниями комплексов: наземного комплекса управления и бортового комплекса управления. В зависимости от распределения задач между наземным и бортовым комплексами и в зависимости от структуры и надежности аппаратуры для управления бортовым комплексом могут быть использованы три способа управления:

автономный, автоматический, по программам, заранее заложенным в бортовую аппаратуру. На современных аппаратах такие программы заложены в виде алгоритмов в память бортовой цифровой вычислительной машины;

– по командам и программам, передаваемым на «борт» с пунктов управления наземного комплекса;

– ручное управление экипажем.

Для беспилотных аппаратов комбинируют два первых способа. Для пилотируемых используются все три. При этом создатели системы управления могут отдать приоритет любому из трех на различных этапах полета. Выбор оптимального сочетания является одной из проблем, решаемых создателями системы управления.

Наиболее жаркие споры начиная с полета Гагарина и до последнего времени не утихают по поводу приоритета и меры ответственности экипажа в управлении движением космического корабля.

Как известно, все космонавты «Востоков» и «Восходов» не включались в контур управления. Им разрешалось воспользоваться управлением только для пробы или в безвыходной аварийной ситуации. Использование ручного управления спасло жизнь экипажу «Восхода-2».

Чтобы не превращать мемуары в скучный научный трактат, я попытаюсь показать диалектику и динамику развития всех трех методов на конкретных примерах аварийных или нештатных ситуаций из истории пилотируемых программ, в которых принимал непосредственное участие. При этом ограничиваюсь примерами в области управления движением, то есть ориентации, стабилизации и навигации, представляющих наибольший интерес с точки зрения стимулов, ускоряющих качественный прогресс аппаратуры и методов.

Работая над настоящими мемуарами, я убедился в справедливости утверждения о том, что катастрофические, аварийные и нештатные ситуации являются одним из самых сильных стимулов форсирования прогресса космической техники. Впервые аналогичная крамольная, по мнению любого высокого руководителя, мысль была высказана Пилюгиным в Капустином Яре на заседании Госкомиссии по летным испытаниям экспериментальной ракеты Р-2 в 1949 году. Первый же пуск был аварийным. По результатам анализа этого аварийного пуска были приняты решения о существенной доработке системы управления и конструкции ракеты. Эту историю я упоминал в первой книге [18] .

18

Чертеж Б.Е. Ракеты и люди. М.: Машиностроение, 1994. С. 336-337.