103160, г.Москва, ул. Профсоюзная, д.84/328(499)794-83-06

Сначала было СЛОВО...

28.04.2018

Завершая рубрику "60 лет Космической Эры", мы посчитали целесообразным вернуться к начальному её периоду - подготовке к космическим полётам Человека. Это была огромная работа учёных, конструкторов, рабочих, военных, многих НИИ, предприятий, воинских частей нашей страны. Основой для организации этой работы послужил отчёт  "Материалы предварительной проработки вопроса о создании спутника Земли с человеком на борту", подготовленного в середине 1958 года в ОКБ С.П. Королёва отделом  Тихонравова М. К. проектантами группы К. П. Феоктистова (будущего летчика-космонавта СССР).  Ниже публикуются основные предпосылки и положения указанного документа.      

      В апреле 1957 года в ОКБ-1 был подготовлен план проектных исследований по созданию пилотируемого корабля-спутника и автоматических аппаратов для исследования Луны. Представленный план проведения проектных работ по пилотируемым космическим кораблям базировался на использовании межконтинентальной баллистической ракеты Р-7. К этому времени уже был создан значительный теоретический и практический задел, который позволил ускорить эти работы. Была выпущена проектно-конструкторская документация, и проведена экспериментальная отработка первых ИСЗ (ПС-1, ПС-2, объект "Д"). Накоплен опыт по разработке головных частей, завершена отработка их отделения от ракеты и входа в плотные слои атмосферы, уточнены методики расчётов тепловых потоков, воздействующих на головные части при входе их с гиперзвуковой скоростью в плотные слои атмосферы. По данным проектных проработок - выводимая на орбиту масса полезного груза ракетой-носителем Р-7 при введении в её состав 3 ступени может быть увеличена до 5 т. Получены материалы отдела прикладной математики Академии наук СССР, согласно которым при достаточно пологом баллистическом спуске с орбиты ИСЗ перегрузки нарастают плавно и их максимум составит около 10.
     С сентября 1957 г. по январь 1958 г. в ОКБ-1 проводились исследования по оценкам внешних тепловых потоков, температур наружных поверхностей, массе теплозащиты и максимальным перегрузкам для различных схем спускаемых с орбиты ИСЗ аппаратов в большом диапазоне значений аэродинамического качества (от нескольких единиц до нуля).
     Параметры траекторий движения в атмосфере рассчитывались методом численного интегрирования первоначально на ручных электромеханических арифмометрах, а затем - на БЭСМ-I. Мгновенные значения внешних тепловых потоков и равновесных температур определялись по аналитическим методикам НИИ-I, а позже - по специально построенным на их основе номограммам, как функции скорости полёта и плотности атмосферы.
     Прогрев теплозащиты по толщине определялся численными методами. При этом,  изменениями равновесной температуры наружной поверхности пренебрегали.
     Проведённые исследования показали, что равновесная температура поверхности даже для крылатого аппарата с высоким аэродинамическим качеством и низкой удельной массовой нагрузкой на несущую поверхность превышает уровень, допустимый для жаропрочных конструкционных сплавов.
     К апрелю 1958 г. проведённые исследования позволили установить, что для первого пилотируемого спутника Земли аэродинамическое качество спускаемого аппарата (СА) должно быть в диапазоне 0,5-0,6 и определяться допустимыми для человеческого организма перегрузками; что предпочтительной формой СА является тупой конус со скругленным носом и сферическим днищем при максимальном диаметре около 2 м и что наиболее приемлемым способом приземления будет катапультирование пилота на высоте нескольких километров, при этом СА не спасается.
     Выполненные работы не достигли этапа комплексной проектной разработки конкретного пилотируемого корабля-спутника.
     Встал вопрос о выборе конкретного направления для проведения проектной "завязки" орбитального пилотируемого корабля с аэродинамическим качеством в диапазоне 0,5-0,6.
     В апреле 1958 г. на совещании представители авиационной медицины было сделано сообщение о допустимости для человека, при определенном положении тела, перегрузок порядка 10, что сняло основное принципиальное препятствие на пути выбора аппарата более простой баллистической схемы для первых орбитальных полётов человека.
     В качестве первоочередных были определены задачи: проведение комплексной проектной "завязки" конкретного аппарата для первого орбитального полёта человека и подготовка проектных материалов в форме отчёта - аванпроекта, обосновывающего возможность принятия решения о развертывании опытно-конструкторских работ.
     Детальная разработка состава, структуры, объёма и формы материалов отчёта позволила параллельно вести работы по всем основным направлениям в необходимом объёме, в результате чего сроки выпуска отчёта были сокращены в два-три раза. Отчёт был завершён в середине августа 1958 г.
     После принятия концепции баллистического спуска область выбора форм СА сузилась до осесимметричных. Была принята сферическая форма СА, имеющая достоверные и стабильные аэродинамические характеристики во всех диапазонах углов атаки и на всех скоростях, обеспечивающая приемлемую массу тепловой защиты.
     В основу проектирования был положен обязательный "стратегический" принцип: надёжность и безопасность полёта человека должны быть обеспечены функциональным дублированием систем и агрегатов принципиально разными способами реализации полётных операций. Применение только "простого", чисто количественного, дублирования допускалось как исключение. Такой подход позволил избежать случайностей при создании летательного аппарата принципиально нового типа.
     В отчёте "Материалы предварительной проработки вопроса о создании спутника Земли с человеком на борту (объекта ОД-2)" были рассмотрены основные лётные характеристики, компоновочная схема ОД-2, форма СА и вопросы устойчивости, состав оборудования, компоновка и система его приземления, тепловая защита СА, тепловой режим на орбите, система управления и ориентации, измерение и связь, программа экспериментальных работ и сделаны следующие выводы и рекомендации:
1. На орбиту ИСЗ с помощью доработанной трёхступенчатой ракеты можно вывести космический аппарат массой 4500...5500 кг.
2. На космическом аппарате массой 4500...5500 кг можно разместить человека, необходимое служебное и научное оборудование.
3. Для первых полётов человека целесообразно использовать баллистическую схему спуска с орбиты, обеспечивающую реализацию полёта в наиболее сжатые сроки.
4. При спуске космического аппарата с орбиты температура его поверхности достигает 2500...35000С, а максимальные осевые перегрузки 8...9. (такие перегрузки допустимы при действии в направлении грудь-спина).
5. Воздействие высоких температур потребует тепловой защиты, масса которой составит 1300...1500 кг.
6. Для первых полётов целесообразно выбрать круговую орбиту с минимально допустимой высотой 250 км.
7. Основной параметр, определяющий характеристики спуска (угол вектора скорости входа в плотные слои атмосферы на высоте 100 км) целесообразно выбрать равным минус 20.
8. Тормозной импульс должен составить 65000...85000 кгс.
9. В качестве формы СА можно рекомендовать сферу.
10. Для устойчивого движения СА в плотных слоях атмосферы и обеспечения низких знакопеременных нормальных перегрузок необходимы малые углы атаки и малые угловые скорости космического аппарата при входе в атмосферу.
11. На космических аппаратах для первых полётов в космос человек во время полёта может находиться в СА, т.е. не нужна вторая орбитальная кабина.
12. Надёжное приземление пилота обеспечивается программным катапультированием его на высоте 8...10 км.
13. Необходимы меры для ограничения в кабине уровня шумов и вибраций.
14. Космический аппарат должен иметь систему управления и ориентации, при этом в качестве исполнительных органов управления можно использовать вращающиеся массы и реактивные силы (сжатый газ, воздух).
15. Необходимы система контроля орбиты и выдачи команд с наземных пунктов управления, а также двухсторонняя радиотелефонная связь.
16. Оборудование для орбитального полёта и тормозную двигательную установку (ТДУ) целесообразно разместить в отдельном отсеке.
17. Для обеспечения надёжности необходимо провести экспериментальную отработку систем космического аппарата в стендовых условиях; систем катапультирования и приземления при бросковых испытаниях с самолетов и при пусках ракет Р-2 или Р-5 в условиях, близких к аварийным для 1 ступени РН; тепловой защиты в натурных условиях в процессе пуска моделей по "пологой траектории", а также объекта с животными вместо пилота в суборбитальном полёте и объекта по штатной программе с животными вместо пилота (один-два пуска).
     При разработке отчёта по космическому аппарату ОД-2 большое внимание уделялось функциональному дублированию в части катапультирования пилота и приземлению его в СА; системе обеспечения жизнедеятельности в кабине и в скафандре; ориентации по инфракрасной вертикали и ручной ориентации; процесса ввода парашюта по сигналам от бародатчиков и инерционных датчиков; разделению отсеков космического аппарата по команде от программно-временного устройства и от термодатчиков и т.д. Из-за массовых и компоновочных ограничений осталась незадублированной лишь тормозная двигательная установка.
     Осенью 1958 г. началась разработка конструкторской документации на корпусные детали и конструкцию отсеков корабля-спутника, а также выдача технических заданий (ТЗ) на бортовые системы.
     Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 22 мая 1959 г. N 569-264 была поставлена задача по разработке экспериментального варианта корабля-спутника, который должен создать предпосылки для разработки спутника-разведчика и спутника для полёта человека. В нем же были утверждены и основные исполнители:
ОКБ-I (головной исполнитель по кораблю) - конструкция корабля, система ориентации, система управления на участке работы ТДУ, система терморегулирования, система аварийного спасения, сборка и комплексные испытания на заводе и технической позиции;
ОКБ-2 (А.М.Исаев) - тормозная двигательная установка;
НИИ-88 (Г.А.Тюлин) - автономная система регистрации "Мир-2";
ЦКБ-598 (Н.Г.Виноградов) - оптический ориентатор "Взор" и фотоэлектрический датчик системы солнечной ориентации "Гриф";
Завод N 918 скафандр с системой вентиляции и кислородного питания, кресло, носимый аварийный запас, ассенизационное устройство, манекен для беспилотного корабля;
ЛИИ- пульт управления;
ОКБ-124- система регенерации воздуха;
НИИ-137 (Костров) - система аварийного подрыва (для беспилотного корабля);
НИИ-695 (Л.И.Гусев) - радиотелеметрическая линия "Заря" (система связи и пеленгации СА);
НИИ-648 (А.С.Мнацаканян) - командная радиолиния;
ВНИИТ (Н.С.Лидоренко) - источники тока;
ОКБ МЭИ (А.Ф.Богомолов) - радиотелеметрическая система "Трал-П1", система радиоконтроля орбиты "Рубин", телевизионная система "Топаз";
ГНИИА и КМ (А.В.Покровский) совместно с СКТБ "Биофизприбор" НИИ ЯФ МГУ (С.Н.Вернов), ИБФ Ака-демия медицинских наук СССР - медицинская и дозиметрическая аппаратура, питание и водоснабжение космонавта;
НИЭИ ПДС совместно с заводом N 81 ГКАТ - парашютная система СА;
КГБ (К.В.Булгаков) и Красногорский механический завод (Н.М.Егоров) - кинофотоаппаратура.
     Всего в создании только корабля-спутника участвовало 123 организации, включая 36 заводов.
     В апреле 1960 г. в ОКБ-1 был разработан эскизный проект корабля-спутника "Восток-1", в котором излагались основные материалы по экспериментальному кораблю-спутнику "Восток-1" (1К), на котором должны отрабатываться основные системы и конструкция спутника-разведчика "Восток-2" (для маршрутной съёмки и радиоразведки средств противовоздушной обороны) и спутника "Восток-3" - для полёта человека.
     ПО материалам Интернет-сайтов
  • Памятные даты

  • 12.12.2018

    12 декабря – День Конституции Российской Федерации.

    «Действующая Конституция - это не просто одно из главных правовых достижений постсоветской эпохи. Это - крупное завоевание в борьбе за право, потребовавшее больших усилий и жертв от нескольких поколений российских граждан. И к этому завоеванию надо относиться бережно».
    В. Зорькин, Председатель Конституционного суда России.
    см. далее


         

    Декабрь 2018


    Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
    26 27 28 29 30 1 2
    3 4 5 6 7 8 9
    10 11 12 13 14 15 16
    17 18 19 20 21 22 23
    24 25 26 27 28 29 30
    31 1 2 3 4 5 6
Труженики космоса,© 2010-2013
ОСОО "Союз ветеранов Космических войск"
Разработка и поддержка
интернет-портала - ООО "Сокол"