«Аполлон»-«Союз»: стыковочное устройство

Одним из главных пунктов заключенного между СССР и США Соглашения о сотрудничестве в области космоса является разработка совместимых средств сближения и стыковки космических аппаратов обеих стран.

Летом 1975 года Советский Союз и Соединенные Штаты Америки проведут первый экспериментальный совместный полет кораблей типа кСоюзо и «Аполлон» со стыковкой их на орбите искусственного спутника Земли. Полст позволит проверить в реальных условиях принципы, заложенные в создаваемые унифицированные средства стыковки, взаимодействие н,~-земных служб обеспечения полета. Он яви ~ ся первым крупным шагом на пути к созд л~ик) надежной системы взаимопомощи на t

Независимо от выбранной схемы стыковочного устройства для жесткого соединения космических аппаратов главные функции, возлагаемые на элементы стыковочного устройства, остаются по существу одни и те же. Они должны обеспечить первоначальную сцепку кораблей, поглотить энергию их соударения, выровнять корабли и, наконец, стянуть их, обеспечив жесткое и герметичное соединение.

Все применяемые до настоящего времени как в СССР, так и в США стыковочные устройства выполняются по схеме «штырь-конус». В системе «штырь — конус» на одном из кораблей (активном, который совершает все маневры по сближению аппаратов) установлена выдвижная штанга, на другом (пассивном, который поддерживает лишь необходимую для стыковки ориентацию) — приемная воронка, оканчивающаяся гнездом с замками. Штанга и воронка являются первыми элементами, которыми касаются стыкующиеся корабли. По инерции или под действием двигателей малой тяги активный корабль продолжает сближение с пассивным кораблем. При этом головка штанги попадает в приемное гнездо воронки и фиксируется в нем, обеспечивая сцепку кораблей. С помощью электропривода активный корабль начинает втягивать штангу, обеспечивая тем самым стягивание кораблей. Корабли при этом выравниваются, а расположенные на плоскости стыка замки при срабатывании обеспечивают жесткое и герметичное соединение аппаратов.

Даже такое краткое знакомство с существующими средствами стыковки космических кораблей позволяет заключить о невозможности стыковки кораблей без их не только функционального, но и конструктивного разделения на активный и пассивный корабль. Именно конструктивные различия стыкующихся кораблей являются одной из главных несовместимостей существующих кораблей «Союз» и «Аполлон», исключающей их стыковку с применяемыми ныне устройствами.

Для предстоящего совместного, а возможно, и всех последующих полетов специалисты СССР и США разработали принципиально новое, свободное от указанных выше недостатков унифицированное стыковочное устройство.

В схеме этого устройства все элементы, непосредственно соединяемые при стыковке, симметричны. На корпусе стыковочного агрегата 1 через амортизирующие штанги 2 монтируется направляющее кольцо 3 с тремя равномерно расположенными вокруг кольца лепестковыми направляющими выступами 4, расходящимися наружу под углом в 45 градусов.

Штанги используются для амортизации соударения кораблей во время их первоначального касания. Каждая из них действует как независимый поглотитель удара. Благодаря этому направляющее кольцо является плавающей конструкцией.

Выдвижение и втягивание направляющего кольца осуществляется с помощью системы выдвижения и стягивания 5. На направляющих-лепестках располагаются защелки захвата 6, ответные части которых 7 находятся на корпусе стыковочного агрегата корабля-партнера. Все защелки на одном корабле приводятся в действие общей системой управления.

На стыковочных шпангоутах обоих агрегатов располагаются замки 8 для окончательного соединения кораблей. Они включают 16 крюков, расположенных по кольцу. Замки попарно соединяются в восемь секций, в каждой из которых имеется активный и пассивный крюк. Все восемь замков связаны между собой и с приводом тросовой передачей.

На поверхности стыка имеются направляющие штырь и гнездо, служащие в качестве направляющих на заключительной стадии стягивания. Здесь же располагаются два пружинных толкателя для разделения кораблей и герметизирующее уплотнение типа «резина по резине». Перед стыковкой космических кораблей на активном стыковочном агрегате с помощью системы выдвижения и стягивания направляющее кольцо выдвигается. На пассивном же корабле оно остается в притянутом положении.

При первом контакте стыкующихся кораблей направляющие лепестки распределяют энергию удара по амортизаторам, а при дальнейшем сближении кораблей, скользя друг по другу, обеспечивают угловое и боковое выравнивание кораблей.

Стартовая конфигурация «Аполлона» и стыковочного модуля.
1 — двигательная установка системы аварийного спасения;
2 — ферма системы аварийного спасения;
3 — командный модуль корабля «Аполлон»;
4 — обслуживающий модуль корабля «Аполлон»;
5 — двигатели системы управления;
б — сопло основного двигателя; 7 — стыковочный модуль;
8-переходник между кораблем и ракетой-носителем;
9 — крепление стыковочного модуля;
10 — последняя ступень ракеты носителя.

После выравнивания с помощью защелок захвата происходит механическая сцепка кораблей. При первоначальной сцепке защелки захвата на активном стыковочном агрегате (с выдвинутым кольцом) сцепляются с тремя защелками на корпусе агрегата пассивного корабля. После чего начинается стягивание кораблей. С помощью приводов штанги активного кольца убираются. При этом обеспечивается их синхронное перемещение. Стягивание продолжается до соприкосновения плоскостей стыка обоих кораблей.

На последнем этапе стягивания благодаря направляющим штырям и гнездам корабли окончательно выравниваются. Срабатывают замки 8, осуществляя окончательное соединение кораблей. Концентрические резиновые прокладки герметизируют стык. Два корабля становятся единой космической системой.

В первом полете стыковочные агрегаты кораблей «Союз» и «Аполлон» не будут полностью идентичными. В соответствии с договоренностью между СССР и США каждая страна разработала свое собственное стыковочное устройство. Совместимость же между ними достигается за счет стандартизации минимального числа элементов устройства, которые соединяются или взаимодействуют во время стыковки. Сами же механизмы стыковки у агрегатов СССР и США различны.

1974 г.

Далее: «Аполлон»-«Союз»: стыковочно-шлюзовой модуль

Главная   |  История науки  |  История освоения космоса  |  «Аполлон»-«Союз»: стыковочное устройство