Вячеслав Филин - Воспоминания о Лунном корабле

Обзор — это только зрительное восприятие, нужно еще уметь и управлять кораблем. Для этого надо разработать ручку управления, устройства преобразования и передачи сигнала и систему исполнительных органов. Предметом особой заботы стал выбор ручки управления. Опыт полетов на космических кораблях был очень мал. Обратились к летчикам-испытателям. Помнится, как в конструкторский зал пришли заслуженные летчики-испытатели Ю.А.Гарнаев и М.Л.Галлай. Пригласил их к нам один из сподвижников Королева, человек высокой инженерной эрудиции Е.Ф.Рязанов. «Знакомьтесь, — сказал он, — это летчики-испытатели, летчики, которые одолевали все сложнейшие технические вариации. Вы уже достаточно наспорились между собой. Давайте спросим их, как они представляют себе посадку Лунного корабля. Задавайте вопросы». Сколько вопросов им было задано! И на все наши вопросы были получены обстоятельные, с достаточным обоснованием ответы. Особенно досталось Ю.А.Гарнаеву. Он ведь первый в мире летал на турболете. Вопросы задавали разные: про его ощущения, про маневры над Землей, о необходимых углах обзора, наилучшей позе при управлении, по органам управления и т. д. Им не было конца. Долго расспрашивали его о том, какие необходимы ручки управления. Все сходились на кистевой рукоятке, примерно такой, какая была на корабле «Восток». Но ограниченная подвижность локтевого и плечевого суставов руки в скафандре не позволила установить эту рукоятку в корабль. Здесь рождается пальцевая ручка управления. Требования при управлении исходили из того, что космонавт должен уметь управлять кораблем в условиях разгерметизированной кабины. Наибольшую подвижность в случае, когда раздувался скафандр, имели пальцы. Хотя превышение рабочего давления было всего 0,4 атмосферы, но подвижность кистевого и локтевого суставов существенно уступали пальцам. Принятие пальцевого варианта ручки было необычным, это требовало определенных навыков, приобретаемых путем кропотливых тренировок, но это было уже, как говорится, делом техники.

Как разместить в кабине аппарата экипаж космического корабля?! Этот вопрос с первых полетов человека всегда был предметом особых исследований. Большие перегрузки при взлете и посадке определили наиболее благоприятную, с точки зрения восприятия перегрузок, позу космонавтов. Сегодня практически все знают, что корабли «Союз» комплектуются креслами, индивидуально подогнанными для каждого члена экипажа, при этом поза космонавта такова, что восприятие перегрузок идет в направлении грудь — спина. Для многоразовых крылатых аппаратов, таких как «Спейс Шаттл» или «Буран», поза космонавта осталась той же. Но поскольку условия полета таких аппаратов предусматривают ограничения по допустимым перегрузкам, не превышающим три единицы, кресла в них устанавливаются универсальные. А какое кресло делать в Лунной кабине? Ведь положение космонавта должно быть таково, чтобы обеспечивались стабильное положение его во время работы двигателей, необходимый обзор и управление, а также восприятие возникающих перегрузок. Чуть выше мы уже сказали о вертикальной позе при посадке, но как при такой позе обеспечить выполнение других условий? Требовался особый скафандр. Его разработка была поручена фирме Г.И.Северина. В этом скафандре космонавт должен уметь работать в кабине, спускаться на поверхность, передвигаться по поверхности, переходить через открытый космос в Лунный орбитальный корабль. Для обеспечения необходимой подвижности нужно было сделать минимальным перепад давлений. Давление в скафандре определили, что соответственно определило и атмосферу внутри него. Она стала чисто кислородной.

Рис. 13. Лунный скафандр

Рис. 14. Испытатель в лунном скафандре

Уже позже, через некоторое время, мы услышали о трагедии на стартовой площадке мыса Кеннеди 27 января 1967 г. При испытаниях корабля «Аполлон» в считанные секунды сгорело трое американских космонавтов: В.Гриссом, Э.Уайт, Р.Чаффи. Причиной пожара явилась искра, а дальше кислородная атмосфера сделала свое дело. Да, кислородная атмосфера требовала к себе отношения на «Вы». Это хорошо понимали и разработчики скафандра. Исходя из условий эксплуатации, разработчики выбрали скафандр ранцевого типа (рис. 13, 14). Это означало, что на спине скафандра открывалась «дверь». Через эту «дверь» космонавт забирался в скафандр, закрывался, проверял герметичность, после чего был готов к дальнейшим работам. На этой двери была смонтирована вся система жизнеобеспечения. Дверь была подвешена к жесткой раме, ее-то мы в дальнейшем использовали как элемент силового крепления.

Рис. 16. Система фиксации космонавта в скафандре в лунной кабине

Рис. 17. Рабочее место космонавта в кабине ЛК

Рис. 11. Макет ЛК для отработки входа космонавта

Размеры скафандра были внушительными. Места в кабине было не так уж много. Требовалась разработка специальной системы фиксации космонавта в скафандре. Эта система (рис. 16) должна позволять пройти космонавту на рабочее место (рис. 17), развернуться и жестко зафиксироваться. Фиксации подлежали и ноги космонавта. Таким образом центр масс космонавта был однозначно определен относительно продольной оси корабля и соответственно вектора тяги двигателей. К чему приводит, как его называют разработчики, разбаланс, а именно нахождение экипажа при работающих двигателях в нерасчетной точке, мы уже имели представление. Это было во время полета корабля «Восход-2». Отказала система автоматической посадки. Командир корабля П.И.Беляев взял управление на себя. Он сделал все, что ему было положено и что было детально отработано на Земле. Но хотелось еще лучше. Командир следил, чтобы ориентация корабля не нарушилась во время работы двигателей. Но достичь этого можно было, только сместившись со своего кресла. Этим он «сбил» боковую центровку. В результате корабль приземлился в лесах под Пермью. Целые сутки спасатели добирались до места посадки. Потребовалось прорубить просеку для вывоза спускаемого аппарата и космонавтов.

Размеры скафандра и его форма не позволяли протиснуться в стандартные люки. Они все были круглой формы. Получить круглую форму люка с хорошо обработанными стыковочными поверхностями довольно просто, используя токарный или карусельный станок. Но для прохода лунного скафандра необходим был такой диаметр люка, при котором не нарушалась бы силовая схема корабля. Нужно было искать что-то нестандартное. Родился проект входного люка овальной формы. На чертеже все выглядело довольно просто:

Раздвинь две половины круга, сделай прямолинейные участки и готово. Но изготовление требовало сложнейших фрезерных работ да еще особых приспособлений при вварке люка в оболочку кабины. Такое применялось в нашей отечественной космической технологии впервые. Технологам пришлось хорошенько попотеть. Но задача оказалась решаемой, и проект овального люка был утвержден (рис. 18, 19, 20, 21, 22).

Рис. 18. Первые шаги по пути в ЛК

Рис. 19. Отработка прохода космонавта в люк кабины ЛК

Рис. 20. Отработка прохода космонавта через люк кабины ЛК

Скафандр ранцевого типа был отработан достаточно хорошо. Позднее он нашел свое применение в программах по орбитальным станциям.

Оснащение кабины проходило по только что создававшимся правилам космической эргономики. Удобство работы было главным при оборудовании кабины. Надо было устанавливать целый ряд систем, с которыми космонавту надлежало работать. Практически все системы, кроме автоматического режима, имели ручной. Управление всеми ручными операциями производилось с пульта космонавта. Его разработка велась под руководством главного конструктора С.А.Бородина. Расположить пульт перед космонавтом по типу щитка управления на автомобиле не представлялось возможным, так как все свободное пространство занимал иллюминатор. Пришлось разместить пульт справа от иллюминатора, в зоне, где космонавт мог работать с ним правой рукой. На пульте расположили даже глобус Земли.

Безусловно, посадка человека на другой планете даже сегодня кажется фантастической. Проектирование ЛК, как и других отечественных кораблей, велось так, чтобы выполнение программы осуществлялось практически без участия человека. Так проектировались корабль Ю.А.Гагарина «Восток», корабль «Союз». А здесь посадка на Луну! Какое психологическое состояние будет у космонавта? Да еще когда нет рядом партнера, способного помочь в любую минуту. Поэтому перед разработчиками Лунного корабля стояла еще одна сложнейшая задача: совершить посадку на Луну, взлет и стыковку с орбитальным кораблем в автоматическом режиме. Были даже придуманы особые лебедки, затаскивающие космонавта в кабину в случае потери им работоспособности на Луне. Контроль работы систем корабля и самочувствия космонавта проводила телевизионная камера, висевшая над головой космонавта.