"Научный орбитальный комплекс" - читать интересную книгу автора (Феоктистов Константин Петрович)

ТРАНСПОРТНЫЕ ГРУЗОВЫЕ КОРАБЛИ «ПРОГРЕСС»

Назначение грузовых кораблей — доставка сухих грузов, воды и топлива на орбитальный комплекс. «Прогресс» создан на базе конструкции и бортовых систем корабля «Союз» (см. последнюю страницу обложки). Его главные отличия от корабля «Союз» связаны с тем, что он должен работать в автоматическом варианте и не предназначен для возвращения на Землю. В принципе можно было бы создать пилотируемый грузовой корабль многоразового действия, но для его выведения потребовалась бы существенно более мощная ракета-носитель (а, следовательно, и более дорогая).

Это легко понять на примере корабля «Союз». Из всего состава корабля возвращается на Землю только спускаемый аппарат с массой, меньшей половины массы корабля. И когда корабль летит с экипажем, он может захватить с собой всего лишь несколько десятков килограммов груза. Чтобы доставить 2–2,5 т груза, нужно увеличить массу корабля на 2,5–3,0 т (с учетомконструкции). А если бы мы захотели сделать корабль многоразовым, то нам следовало бы объединить все его отсеки в одно целое и закрыть тепловой защитой. С учетом этого масса корабля должна была бы увеличиться в 1,5–2 раза, и, следовательно, для его выведения потребовалась бы ракета-носитель почти такой же мощности, что и ракета-носитель станции.

Если говорить об экономически эффективной транспортной системе Земля—орбита—Земля, то представляется елесообразным делать полностью многоразовый не только корабль, но и ракету-носитель. Но для решения этой задачи требуется существенно большее время. Поэтому при проектировании корабля «Прогресс» было принято решение делать его одноразовым и для его выведения использовать ракету-носитель корабля «Союз».

Грузовой корабль состоит из трех отсеков: приборно-агрегатного, отсека компонентов дозаправки и грузового. В грузовом отсеке доставляются научное оборудование, оборудование, необходимое для проведения ремонтно-профилактических работ, запасы средств жизнедеятельности (регенераторы, поглотители, нища, вода, одежда и т. п.). Корпус отсека сваривается из двух сферических полуоболочек и цилиндрической проставки между ними. Одной (нижней) стороной отсек устанавливается на опорном шпангоуте (отсека) компонентов дозаправки. На верхней части отсека размещается автономный стыковочный агрегат (типа штырь) с переходным люком, позволяющим экипажу станции после пристыковки грузового корабля к станции входить в грузовой отсек и переносить доставленное оборудование на станцию (транспортный грузовой корабль стыкуется со стороны агрегатного отсека Станции — к промежуточной камере).

В отличие от стыковочного агрегата пилотируемого корабля на агрегате грузового установлены два гидроразъема, которые стыкуются с соответствующими разъемами на стыковочном агрегате промежуточной камеры. Через эти разъемы идет заправка станции горючим и окислителем. Внутри грузового отсека — обычный воздух при нормальном атмосферном давлении. Объем отсека около 6,6 м³. В нем ожет быть размещено до 1300–1400 кг оборудования. Громоздкое оборудование (типа регенераторов и т. п.) закрепляется непосредственно на силовой раме отсека, мелкое оборудование и небольшие приборы размещаются в контейнерах.

После переноса доставляемых грузов на борт станции перед отстыковкой корабля в освободившийся объем грузового отсека экипаж переносит отработавшее оборудование (типа регенераторов, поглотителей и т. п.), замененные неисправные приборы, контейнеры с отходами, появившимися в это время (чтобы лишний раз не использовать шлюзовые камеры), использованное белье и т. п. Объем станции ограничен и, если этого не делать постоянно, она оказалась бы загроможденной.

В отсеке компонентов дозаправки размещаются два блока с горючим (несимметричным диметилгидразином), два бака с окислителем (азотным тетраксидом), баллоны со сжатым воздухом (для наддува станции) и азотом (для наддува баков с топливом при его передавливании в объединенную двигательную установку станции), пневмогидроавтоматика (редукторы давления, клапаны, датчики и т. п.).

Компоненты, размещенные в баках, химически агрессивны и ядовиты для человека, и поэтому недопустим какой-либо контакт их паров (например, в случае потери герметичности баков, магистралей и т. п.) с объемом жилых отсеков, а следовательно, и с объемом грузового отсека. Отсек компонентов дозаправки негерметичен, магистрали, идущие к заправочным разъемам на стыковочном узле, также проложены и по наружной поверхности. Аналогично, магистрали, идущие от заправочных разъемов станции к бакам с объединенной двигательной установки, проложены снаружи промежуточной камеры в негерметичном агрегатном отсеке. Корпус отсека компонентов дозаправки термостатируется за счет прокачки жидкости внутреннего контура СТР по трубкам, приваренным к оболочке отсека.

Приборно-агрегатный отсек близок по конструкции и составу аппаратуры и оборудования, размещаемого в нем, к аналогичному отсеку корабля «Союз». Заметно отличается приборная часть отсека, объем которой увеличен вдвое за счет введения цилиндрической проставки. В дополнительном объеме размещается аппаратура управления дозаправкой и та часть радиоаппаратуры, которая на корабле «Союз» размещалась в орбитальном отсеке.

На наружных поверхностях корабля установлены антенны радиокомплекса, чувствительные элементы: два инфракрасных построителя местной вертикали (вместо одного на «Союзе»), ионные построители направления вектора скорости, а также управляющие реактивные двигатели. Установка второго инфракрасного построителя местной вертикали связана с тем, что на беспилотном корабле необходимо повысить надежность системы автоматической ориентации. Датчик, обеспечивающий построение местной вертикали, работает в инфракрасной области спектра. Этот выбор объясняется тем, что в случае использования датчика, работающего в видимой части спектра, он не смог бы обеспечить ориентацию корабля в тени Земли. Датчик же, работающий на приеме теплового излучения, хорошо «отличает» Землю и горизонт от космического пространства как над освещенной, так и над теневой стороной Земли.

В районе стыковочного узла устанавливаются три световых индекса и телевизионные камеры, которые позволяют визуально контролировать процесс приближения грузового корабля к станции (в том числе в тени Земли): с Земли по телеизображению корабля (через телекамеры станции) или со станции (через телекамеры корабля). Кроме визуального контроля экипаж (на пульте станции) и персонал центра управления полетом контролируют (на дисплеях) параметры относительного движения (дальность, радиальную скорость, угловые скорости, линии визирования), работу двигателей и автоматики. Данные о ходе процесса сближения передаются на Землю с помощью радиотелеметрической системы.

Перед дозаправкой компрессоры обеспечивают откачку газа в баллоны наддува из газовых полостей тех баков объединенной двигательной установки, которые должны заправляться. Автоматика системы дозаправки обеспечивает проверку герметичности состыкованных гидроразъемов заправочных магистралей. По командам экипажа с пульта дозаправки или с Земли осуществляется наддув баков с компонентами в грузовом корабле, вскрытие клапанов, соединяющих эти баки и баки объединенной двигательной установки с заправочными магистралями, и перекачку топлива. Заправка осуществляется поочередно в каждый отдельный бак. После окончания заправки клапаны, соединяющие баки с заправочными магистралями, закрываются, и эта магистраль соединяется с открытым пространством и продувается. Эта операция осуществляется для того, чтобы при расстыковке остатки компонентов не попали на поверхность стыковочных узлов.[6]