Правда, моя просьба оказалась излишней: он уже получил соответствующее указание от министра.
Райков отвел меня в сторону от спорящих и, волнуясь, сказал: «Я успел просмотреть вместе с нашими ребятами то, что надо, и уверен: взорвался кислородный насос четвертого двигателя».
По моей просьбе Рязанский дал поручение Анатолию Чуркину произвести привязку телеметрической информации разных систем к единой системе времени. Это было выполнено с гарантией точности до 0,1 микросекунды.
На втором пленарном заседании аварийной комиссии докладывалось об уликах, ограничивающих пространство возникновения взрыва. В том, что на борту произошел взрыв, уже никто не сомневался. Стремительное развитие процесса прекращения радиосвязи в этом отношении – очень убедительная улика. Поэтому доклады я попросил начать с Бориса Никитина – начальника нашего радиоотдела.
– Мы считаем доказанным, что начиная с момента времени 106,9 секунды начался процесс, который привел к образованию плотного слоя плазмы, быстро окутавшей всю ракету и ставшей непробиваемым экраном для радиосвязи между бортовыми антеннами и наземными измерительными пунктами. Сбой радиосвязи по всем диапазонам происходил с разбросом в десятые доли секунды. Мы имеем дело со взрывом более интенсивным, чем это было в 1969 году на № 3Л. Там процесс потери связи развивался также лавинообразно, но все же медленнее. Другим показателем взрывного характера процесса можно считать разрыв связей по силовому питанию между электросистемами блоков «А» и «Б». Эти связи осуществляются не тоненькими проволочками, а прочным кабелем большого сечения. Он, как известно, был в дополнительной теплозащите. Кабель не перегорел, а был мгновенно разорван. Это зафиксировано между интервалами времени 107,45 и 107,5 секунды.
Всего рассмотрено поведение 5500 параметров! И по всему вырисовывается картина, говорящая о взрыве.
– Почему вы берете на себя ответственность говорить о взрыве, а не допускаете мысли, что произошло разрушение конструкции из-за нерасчетного режима и, как следствие, разрушение трубопроводов, а уже потом пожар?! – этот вопрос задал Николай Кузнецов. Он и его заместители с самого начала искали доказательства безусловной невиновности двигателей. С первых лет создания ракетной техники считалось, что взрываться может ТНА или камера сгорания. Значит, гибель ракеты – прямая вина главного конструктора двигателей. Чтобы опровергнуть эту версию, надо предложить другую, но тоже «взрывную».
Меня уже предупреждали, что кузнецовцы будут выступать со своей версией.
– Раньше чем открывать дискуссию, давайте послушаем других докладчиков, – предложил я.
Дегтяренко объяснил, каким образом по датчикам перегрузок и другим параметрам пытались установить место, «откуда все началось». Для такого анализа потребовалось вылавливать на «быстрой телеметрии» уже не сотые, а тысячные доли секунды. Все участвовавшие в этом поиске пришли к заключению, что «первое динамическое воздействие» (чтобы не употреблять раньше времени термин «взрыв», как сказал Дегтяренко) началось в районе силового кольца блока «А» между двигателями № 3 и № 5. Таким образом, мы называем источник взрыва – двигатель № 4.
Дегтяренко продемонстрировал график, из которого следовало, что на интервале времени с 106,95 секунды по 107,1 секунды, то есть за 0,15 секунды, произошли три удара, зафиксированные датчиками перегрузки по продольной оси.
Последующие доклады подтвердили, что до времени 107,1 секунды все двигатели работали без замечаний, кроме двигателя № 4. Датчик оборотов и другие показатели по двигателю № 4 показывают обрыв цепей, в то время как по остальным двигателям информация еще поступает. Значит, сначала мы имеем обрыв цепей на ТНА двигателя № 4, а вслед за этим облако плазмы и обрывы кабелей при разрушении лишают нас информации.
Тончайшим микроанализом удалось «уличить» двигатель № 4.
Обороты ТНА на двигателе № 4 обрываются на 0,022 секунды раньше, чем на соседних № 5 и № 6. Первый отказ в телеметрии зафиксирован локальным коммутатором № 13 – на время 106,848 секунды, а пропадание всей телеметрии, по общему мнению, состоялось на момент времени 107,210 секунды. Следовательно, для анализа всем группам остается 0,362 секунды. Вот на этом отрезке времени и надо сосредоточить все силы следствия.
Итогом дня было образование четырех подкомиссий. Их возглавили: Кузнецов по двигательным установкам, Козлов – по конструкции ракеты, Лапыгин – по системе управления и Дорофеев – по всему комплексу и обобщению результатов.
На следующий день, 26 ноября, начались жаркие споры вокруг гипотезы, которую выдвинул Кузнецов. Он требовал рассмотреть прочность и устойчивость конструкции блока «А». Одной из причин нарушения прочности могло быть, по его мнению, одновременное выключение шести центральных двигателей.
Эта версия вызвала резкую, негативную реакцию Дмитрия Козлова.
– Я еще раз заявляю, что запасы по прочности вполне достаточны. Мною даны указания в Куйбышев немедленно проверить все расчеты, результаты испытаний и, если потребуется, на имеющейся там на заводе материальной части провести какой угодно эксперимент. Если мы ошиблись, то скажите, пожалуйста, почему разрушение произошло на самом легком по режиму участке полета?
– А вы учтите еще тот факт, – возражали сторонники Кузнецова, – что фреон кончился за несколько секунд до этих событий. Почему все началось после окончания запасов фреона? У вас где-то была течь компонентов. Фреон до поры не давал возможности воспламениться, и происходило натекание и накопление смеси керосина с жидким кислородом, который бурно испарялся. Как только фреон кончился, сработал какой-то стимулятор и вся эта смесь рванула!
Дорофеев, Дегтяренко и Козлов – все опытные бойцы в подобных ситуациях – с трудом сдерживались. Я на правах технического руководителя вынужден был сохранять видимость нейтралитета, хотя необъективность позиции Кузнецова меня внутренне возмущала.
Пока шли ожесточенные споры, кто-то из военных сотрудников вычислительного центра мелом на доске вывел:
№4 – 106,932 (+0,000),
№3 – 106,936 (+0,004),
№20 – 106,948 (+0,016),
№22 – 106,962 (+0,030).
Тут уж я, не сохраняя видимость нейтралитета, сказал:
– Очень наглядно! Смотрите, как распространяется удар от двигателя № 4 по конструкции. Три сотых секунды требуется, чтобы вывести из строя двигатель, противоположный четвертому. А ведь они разнесены на 28 метров по длине полуокружности и на 14 метров по прямой. Неужели не ясно, что мы имеем дело со взрывом, который начался с №4?
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 .
– Один аварийный пуск дает нам для познания и улучшения системы гораздо больше, чем десяток благополучных, – заявил Пилюгин.
Представитель Министерства обороны в Госкомиссии полковник Мрыкин был возмущен таким заявлением:
– Вы что же, предлагаете ракеты пускать «за бугор» ради удовлетворения своего профессионального любопытства?
Через несколько лет до нас дошли афоризмы, сочиненные американскими специалистами по ракетной технике. Среди них был такой «закон Мерфи»: «Если тебе кажется, что все идет хорошо, значит ты чего-то не доглядел».
В октябре 1998 года президиум Академии навигации и управления движением присудил мне почетную премию имени Н.Н. Острякова «За выдающиеся научные достижения в создании и исследовании средств гироскопии и автономной навигации».
Президент академии Владимир Пешехонов предупредил меня, что после вручения диплома лауреата премии на общем собрании академии я должен сделать научный доклад. В числе стимулов, способствующих прогрессу систем управления движением, я упомянул в докладе «закон Пилюгина», впервые высказанный им в 1949 году. Никто из весьма компетентных ученых – членов академии по этому поводу не высказал возражений. Настоящая глава показывает, что «закон Пилюгина», сформулированный им задолго до космической эры, справедлив и для космических систем.
В публикациях по истории нашей космонавтики очень мало упоминаний о многочисленных нештатных ситуациях, причиной которых были не отказы материальной части, а действия людей, входящих в контур управления на Земле, или действия экипажа на борту кормического корабля.
Анализ конкретных обстоятельств в таких случаях, как правило, являлся уделом специальных комиссий, выводы и рекомендации которых приводили к изменениям не только техники, но и организации работ по управлению полетом.
Мне доводилось неоднократно быть председателем или членом аварийных комиссий, а также выступать в роли ответчика перед другими комиссиями.
Прежде чем переходить к воспоминаниям о весьма поучительных, иногда трагических событиях, связанных с нештатным поведением системы, в которой человек является активным звеном управления, я счел необходимым начать с истории создания космических систем управления.
Боевые ракеты и ракеты-носители отрабатывались вместе со своими системами управления.
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 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76