4.4. КОНСТРУКЦИЯ [1983 - - Космические аппараты]

Создание пилотируемых орбитальных станций связано с решением ряда проблем как в части проектирования и выбора параметров бортовых систем, так и в части разработки конструкций самой станции.

Особенности бортовых систем

Все бортовые системы станции можно разделить на две группы: первая - научная аппаратура и инструменты, выполняющие основную целевую задачу станции, и вторая - служебная аппаратура, обеспечивающая ее функционирование.

Научная аппаратура станции определяется задачами, решаемыми ею, и в то же время диктует требования к характеристикам и режимам функционирования служебных систем.

Обычно в состав служебных систем станции входят:

система управления бортовым комплексом (СУБК);

система ориентации и управления движением (СОУД);

двигательные установки (ДУ) и система исполнительных органов (СИО);

система обеспечения теплового режима (СОТР);

медицинская аппаратура и средства профилактики;

Особенностью СУБК долговременных станций является управление большим количеством приборов (например, на станции «Салют-6» - около 1500) и обеспечение взаимодействия с СУБК космических кораблей и модулей, подстыкованных к станции. С развитием станций СУБК, сохраняя возможность ручного управления основными режимами, должна в будущем обеспечивать все большую автономность полета за счет максимальной автоматизации управления и диагностики состояния бортовых систем, что позволит разгрузить экипаж станции и наземный персонал управления. Решение таких задач возможно только с использованием в СУБК электронно-вычислительных машин (ЭВМ) и разработки сложного и объемного математического обеспечения.

Система ориентации и управления движением (СОУД) обычно кроме управления движением центра масс и около центра масс станции обеспечивает решение навигационных задач, измерение параметров относительного движения и управление процессом сближения с кораблем или модулем, наведение элементов станции на заданную точку в пространстве (например, антенны - на спутник-ретранслятор), при этом наряду с автоматическими режимами могут применяться и ручные режимы с использованием визуальных приборов и индикаторов.

Отличительной особенностью СОУД станций переменной конфигурации является обеспечение режимов СОУД при изменении конфигурации станции (при этом меняются моменты инерции, потребные управляющие моменты и другие характеристики), а также использование чувствительных элементов органов управления и запасов топлива, размещенных на корабле или модуле.

Решение навигационных задач (определение местоположения станции в пространстве) позволяет существенно увеличить автономность станции при выполнении экспериментов и управлении бортовой аппаратурой.

Двигательные установки (ДУ) и система исполнительных органов (СИО) служат для управления движением станции относительно центра масс и изменения скорости движения центра масс станции.

Использование двигательных установок на долговременных станциях связано с расходом запаса рабочего тела, требующего регулярного пополнения. Так, на станции «Салют-6» предусмотрена объединенная двигательная установка с многоразовой системой дозаправки топливом, доставляемым грузовым кораблем «Прогресс».

В целях экономии рабочего тела и, как следствие, сокращения грузопотока для управления станцией относительно ее центра масс могут применяться силовые гироскопы, использование которых возможно и в тех случаях, когда по условиям проведения экспериментов недопустимо загрязнение пространства, окружающего станцию, выбросами, образующимися в результате сгорания рабочего тела в двигателях ориентации.

В ряде случаев целесообразно не размещать на станции двигательную установку, а использовать для изменения скорости движения центра масс, а также для ориентации и стабилизации двигательные установки подстыкованных к станции КК, модулей или буксиров. Так, для коррекции орбиты станций «Салют-6» и «Скайлэб» неоднократно использовались двигательные установки подстыкованных к ним КК.

Бортовой радиотехнический1 комплекс (БРТК) предназначен для обеспечения связи и обмена информацией с Землей.

Одной из главных проблем является обеспечение максимально длительной (в пределе - непрерывной) связи станции с Центром управления, что необходимо, во-первых, для проведения исследований, требующих непосредственной передачи на Землю результатов измерений, и, во-вторых, для существенного повышения безопасности полета и оперативности управления. Радикальное решение этой проблемы - использование для связи спутников-ретрансляторов, что в свою очередь требует размещения на станции достаточно громоздких остронаправленных антенн, а также системы наведения и слежения за спутником-ретранслятором.

Другой достаточно сложной проблемой является распределение частот между радиосредствами самой станции и кораблями, модулями и другими КА, входящими в комплекс средств станции.

Телефонно-телеграфная система связи (ТТС) обеспечивает связь экипажа станции с Землей и с экипажами взаимодействующих с ней КК, связь космонавтов в скафандрах, находящихся снаружи станции, с космонавтами, находящимися внутри станции, и с Землей; внутреннюю связь между отсеками станции, КК и модулями, запись речи на магнитофон и воспроизведение.

Телевизионная система (ТС) позволяет вести передачи изображения на Землю с внутренних репортажных или стационарных телекамер (показ интересующих Землю рабочих моментов, элементов конструкции, состояния приборов, визуальной научной информации и т. п.) и внешних камер (контроль сближения, обзор поверхности станции, наблюдение за «выходом» экипажа и т. п.) и с Земли на борт станции (техническая информация, информация в рамках психологической поддержки - связь с семьями, показ кинофильмов и т. п.), а также обеспечивает внутреннюю телевизионную связь, видеозапись и воспроизведение.

Аппаратура радио контроля орбиты (РКО) обеспечивает с помощью приемоответчика замер параметров траектории движения станции наземными средствами. В будущем с развитием собственной навигационной системы станции или с введением в строй спутниковой навигационной системы можно будет избавить Землю от этой достаточно трудоемкой и регулярной функции, исключив из состава станции аппаратуру РКО и передав эту задачу бортовой навигационной системе.

Система бортовых измерений (СБИ) предназначена для сбора информации со служебных систем и научной аппаратуры и передачи ее на Землю по телеметрической радиолинии как в режиме непосредственной передачи на Землю, так и в режиме записи с последующим воспроизведением. Эффективность использования телеметрической радиолинии повышается за счет способности системы телеизмерений уплотнять собранную информацию перед передачей на Землю.

Характеристики системы телеизмерений (информативность, скорость записи и др.) определяются в первую очередь требованиями научной аппаратуры.

Классической и оптимальной системой электропитания (СЭП) для станций сегодняшнего и большинства станций завтрашнего дня является система, включающая солнечные и буферные батареи.

Хотя мощность СЭП существующих станций достаточно велика (4 кВт), мощность СЭП последующих станций может быть большей, во-первых, из-за роста потребления служебных систем, главным образом СЖО (ее потребляемая мощность возрастает с увеличением степени замкнутости системы и может достигнуть нескольких киловатт на каждого члена экипажа), и, во-вторых, из-за увеличения потребностей научной и технологической аппаратуры. Так, организация полупромышленного технологического производства материалов может потребовать уже десятки киловатт электроэнергии. Для СЭП кораблей и станций принято напряжение постоянного тока 25 - 30 В с преобразованием его, при необходимости, в переменный в СЭП или в самой потребляющей системе.

Одной из проблем СЭП станции являются помехи, которые создаются в цепях питания большим количеством потребителей и для устранения которых необходимо введение специальных фильтров, разделения шин, источников питания и т. п.

Другой проблемой является эрозия и старение элементов солнечных батарей, которая ведет к снижению мощности, снимаемой с единицы их поверхности, что требует либо установки заведомо больших площадей солнечных батарей, либо замены панелей с элементами по мере их старения. По мере старения требуют замены и буферные батареи.

Система обеспечения теплового режима (СОТР) помимо поддержания заданного теплового режима жилых отсеков, приборов, агрегатов, конструкции, пристыкованных кораблей и модулей обеспечивает заданный уровень влажности в жилых и приборных зонах, поддержание низких температур в холодильных и морозильных шкафах с пищей, фотопленкой, биообъектами и другими материалами.

Потребная тепловая мощность СОТР (мощность сбрасываемого тепла) определяется мощностью СЭП, количеством членов экипажа и мощностью независимых источников тепла (например, изотопных подогревателей).

Потребной тепловой мощности должна соответствовать площадь радиаторов-излучателей (на станции «Салют-1» около 21 м2). Одним из способов уменьшения площади радиаторов является использование холодильных машин, что в свою очередь требует увеличения мощности СЭП, а следовательно, и мощности теплосъема. Поэтому целесообразность такого способа может быть оценена в результате балансных расчетов тепловой и электрической мощности, а также массы систем обоих вариантов.

Большие радиаторы уязвимы с точки зрения пробоя магистралей с хладагентом метеорами, поэтому необходимо предусматривать секционирование их панелей с обеспечением возможности последующего ремонта.

Хладагент, используемый в контурах СОТР, расположенных в жилых отсеках, должен быть нетоксичным и пожаробезопасным.

СОТР обеспечивает температуры от 20 до 30°С в жилых отсеках, от 0 до +40°С в приборной зоне, от +3 до +8°С в холодильных и до - 20°С в морозильных шкафах.

Дополнительно СОТР может охлаждать чувствительные элементы научной аппаратуры до уровня «азотных» или «гелиевых» температур (на станции «Салют-6» - приемника большого субмиллиметрового телескопа с использованием машинного замкнутого цикла).

Принцип построения системы жизнеобеспечения (СЖО) зависит от типа станции: посещаемая или с постоянным пребыванием экипажа. СЖО посещаемых станций может быть построена на простейших принципах, в основном с использованием запасов, а СЖО станций с постоянным пребыванием экипажа - по возможности на замкнутых циклах.

Медицинская аппаратура и средства профилактики предназначены для оперативного и детального медицинского контроля, медицинских исследований, а также для оказания первой медицинской помощи.

Для длительных полетов существенными становятся пропорции и концентрация отрицательных и положительных ионов в воздухе и дозы ультрафиолетового облучения, получаемые человеком, поэтому в составе станции целесообразно предусматривать ионизаторы воздуха и средства ультрафиолетового облучения.

В качестве средств профилактики невесомости используются беговая дорожка (тредбан), велоэргометр, вакуумная емкость, создающая пониженное давление на нижнюю часть тела, тренировочно-нагрузочные костюмы (ТНК).

Средства измерения радиации позволяют измерять интенсивность облучения, интегральные дозы и т. п. В качестве профилактики и защиты от повышенной радиации могут применяться ме-дикоментозные средства, индивидуальные защитные средства, отсеки с большой массой на единицу поверхности, специальные убежища.

рабочее и дежурное освещение жилых отсеков, постов управления, рабочих мест;

освещение для кинофотосъемок и телевизионных передач (цветной спектр);

габаритные и опознавательные огни, используемые при стыковках КК и модулей.

Система освещения определяет количество и расположение внутренних светильников с учетом уровней освещенности в различных точках отсека. Светильники должны иметь раздельное (группами или по одному) включение и регулирование яркости.

На станции «Салют-6» используются экономичные и безопасные в эксплуатации люминесцентные светильники.

механический захват на заключительном этапе причаливания;

механическую стыковку к станции КК или модуля;

стыковку и герметизацию герметичных отсеков станции и КК с обеспечением возможности внутреннего перехода экипажа;

стыковку электро-, гидро- и пневматических коммуникаций.

Одним из факторов, влияющих на габариты и массу стыковочного узла, является величина линейного и углового промаха системы сближения на конечном участке и скорость подхода КК к станции. Поэтому при выборе параметров системы сближения и стыковочного узла необходимы балансные расчеты для выявления их оптимальных значений. Другим фактором, влияющим на размеры стыковочного узла, является размер его люка для перехода экипажа и переноса груза.

К настоящему времени разработаны и опробованы в полете два типа стыковочных узлов: «штырь - конус» и андрогинный. Стыковочные узлы «штырь - конус» использовались на станциях «Салют» и «Скайлэб», а андрогинный - в совместном проекте «Союз» - «Аполлон».

Целесообразность использования того или иного стыковочного узла определяется задачами, поставленными перед станцией.

Однако перед космической техникой стоят задачи, которые требуют возможности стыковки друг с другом любых КА, имеющих стыковочные узлы (например, для спасательных операций в космосе). Такой подход был положен в основу программы «Союз» - «Аполлон».

Запасной инструмент и приспособления (ЗИП) используют для проведения ремонтных, регламентных и профилактических работ, а также для монтажных работ при создании станции. В состав ЗИП входит как универсальный, так и специальный инструмент для проведения механических работ (резка, сверление и т. п.) и работ с электромеханическим и электронным оборудованием (пайка, измерения тестером и др.).

К космическому инструменту предъявляют такие требования, как удобство работы одной рукой, фиксация инструмента (например, к руке), безынерционность и др. Соответственно крепежные элементы в конструкциях станции разрабатывают с учетом применяемого инструмента.

Особенности компоновки. Конструктивно-компоновочные проблемы

Конструкция и компоновка орбитальных станций достаточно разнообразны, хотя и имеются общие черты, присущие всем станциям. Орбитальная станция состоит из герметичных и негерметичных отсеков. Первые из них предназначены для жилых и рабочих помещений экипажа, а также для размещения оборудования и аппаратуры, вторые - для научных инструментов и аппаратуры, используемой в открытом космосе. Кроме того, в негерметичных отсеках с целью экономии массы конструкции или из соображений безопасности могут размещаться баки с топливом и агрегаты двигательных установок, баллоны с газами, баки с жидкостью и др.

Характерными наружными элементами станции являются панели солнечных батарей и радиаторов СОТР, стыковочные узлы, иллюминаторы, люки для выхода наружу станции, внешние огни и телекамеры, различные чувствительные элементы систем, антенны и штанги с антеннами и т. п.

При компоновке и конструкции станции учитывают ограничения, связанные с размещением на РН и условиями выведения, требования, предъявляемые к станции в полете, а также условия создания, испытаний и подготовки к старту станции па Земле.

В соответствии с условиями размещения служебных блоков и научных инструментов определяют необходимость и количество негерметичных отсеков с учетом достижения минимальной массы конструкции.

При размещении станции (или блока станции, если станция многоблочная) на РН одной из самых сложных проблем является выдерживание заданных лимитов массы и габаритов головной части (ГЧ).

После распределения лимитов массы на системы, агрегаты и конструкцию станции проводится непрерывный контроль баланса массы, заканчивающийся перед самым стартом после окончательного взвешивания станции. Этот контроль необходим для определения центровки и своевременной компенсации возрастания массы отдельных систем и агрегатов, причинами которого могут быть:

уточнение массы систем и агрегатов при разработке, изготовлении и испытаниях;

уточнение массы конструкции при разработке чертежно-техни-ческой документации и компоновке станции, проведении прочностных и жесткостных расчетов по результатам динамических, статических, конструктивно-доводочных и других испытаний;

доработки конструкции и систем, связанные с результатами комплексных испытаний на заводе-изготовителе и технической позиции.

Возросшая масса компенсируется за счет существующего резерва массы, закладываемого в процессе проектирования, перераспределения массы с учетом доставляемого оборудования (уменьшение начального запаса, доставка транспортными кораблями некоторых блоков и т. п.) и снятия с систем второстепенных функций и задач с соответствующим уменьшением лимита массы систем.

Габариты станции определяются габаритами ее корпуса (герметичные и негерметичные отсеки) и размерами внешних элементов, выходящих за габариты корпуса (для обеспечения поля зрения, освещенности и т. п.). К таким элементам относят панели солнечных батарей, антенны, датчики, чувствительные элементы и научные инструменты.

Для выдерживания заданных габаритов ГЧ, а также во избежание больших аэродинамических и тепловых нагрузок на участке выведения используют складываемые панели солнечных батарей, антенны, штанги с чувствительными элементами и т. п.

Потребные объемы герметичных отсеков (гермоотсеков) станции, особенно жилых, возрастают с увеличением длительности полета экипажа, что приводит к необходимости использования трансформируемых конструкций гермоотсеков, способных разворачиваться после выведения на орбиту, или к использованию объемов последних ступеней ракет-носителей.

В гермоотсеке обычно выделяют жилую и приборную зоны.

В жилой зоне располагают посты управления и рабочие места, места приема пищи, сна, отдыха, проведения физических упражнений и ассенизационно-санитарное устройство.

С увеличением длительности полета возрастают требования к обеспечению удобства работы и бытовым удобствам экипажа. По своей структуре и организации жилые отсеки должны приближаться к аналогичным земным помещениям (пультовая, индивидуальные каюты, бытовые каюты и т. п.). Их интерьер (окраска, украшения, текстура отделочного материала) выполняют с условным обозначением верха (потолка) и низа (пола). Интерьер должен легко очищаться от загрязнений, быть удобным для биологической обработки, легко заменяться. Во избежание случайных травм членов экипажа при перемещениях следует избегать образования острых кромок и выступающих элементов, наличия острых углов.

Во всех рабочих и бытовых зонах необходимо предусматривать удобные и быстрые средства фиксации, а также поручни для перемещения, на свободных поверхностях - средства фиксации различных мелких предметов, с которыми работает экипаж (книги, фото- и киноаппараты, различный инструмент, приборы и др.), а также защиту пультов управления от случайного соприкосновения с перемещающимися членами экипажа и предметами.

Серьезной проблемой является борьба с пылью, для чего весь объем воздуха в течение суток должен многократно очищаться в специальных противопыльных фильтрах.

Другой проблемой служит шум, который может существенно снизить работоспособность экипажа и отразиться на его самочувствии. Основными источниками шумов являются вентиляторы, электроприводы, силовые гироскопы и другие вращающиеся массы. Борьба с шумом ведется по двум направлениям: предъявлением жестких требований к агрегатам - источникам шума и применением амортизаторов, шумопоглощающих перегородок и т. п.

Средства физических упражнений (тредбан, велоэргометр и др.) являются одним из основных источников механических возмущений, приводящих к циклическим нагружениям элементов конструкции станции, а также созданию перегрузок, мешающих проведению некоторых экспериментов. Их уменьшению способствует выбор места и положения этих средств с учетом координат центра масс станции и ее жесткостных характеристик, что для многоблочной станции переменной конфигурации достаточно сложно.

Особенностью компоновки приборной зоны является обеспечение возможности замены в полете любого блока (прибора), свободного доступа к ним, унифицированного легкосъемного крепления блоков и электроразъемов, а также введение ограничений на габариты и массу блоков.

Приборы могут быть размещены как в центре отсека, так и вдоль оболочки отсека. Размещение приборов в центре обеспечивает доступ не только к ним, но и к самой оболочке отсека, что ценно при организации системы контроля герметичности отсека, поиска и ремонта в случае пробоя метеоритом. Размещение приборов вдоль оболочки отсека обеспечивает лучший доступ к приборам, но затрудняет доступ к самой оболочке.

Приборы, как правило, термостатируют принудительным обдувом воздуха, а приборы, требующие теплоотвода большой мощности, устанавливают на термостатируемых кронштейнах.

Одной из проблем является статическое электричество, которое может накапливаться до больших потенциалов, что требует тщательного заземления приборов на корпус станции и металлизации конструкции (т. е. соединение металлическими перемычками элементов конструкции). В полете применяют специальные приспособления для выравнивания электрических потенциалов перед установкой приборов на борту и стыковкой электроразъемов.

Имеющиеся на станции иллюминаторы служат для установки стационарных, съемных и ручных приборов и для визуальных наблюдений.

Большое внимание при компоновке уделяют защите иллюминаторов станции от запотевания и пыли. Эта проблема решается за счет установки пыленепроницаемых чехлов, соединенных с общей атмосферой отверстиями с фильтрами, и интенсивного обдува иллюминаторов вентиляторами или ручной очисткой их стекол.

Компоновка внешних элементов заключается в целесообразном размещении их на корпусе станции.

Размещение стыковочных узлов связано с определением зон, занимаемых стыкуемым КК или модулем с учетом максимальных линейных и угловых взаимных отклонений в процессе стыковки и увязки выступающих элементов станции и КК в зонах соприкосновения. В ряде случаев во избежание соударения некоторых элементов в процессе стыковки используют привод для их складывания (уборки). Кроме того, учитывают силовое и тепловое воздействия струй ЖРД в процессе причаливания.

Размещение панелей солнечных батарей (СБ) затруднено из-за их большой площади (у «Скайлэб» - 110 м², у «Салют-6» - 60 м²), которая имеет тенденцию к дальнейшему увеличению и в будущем может достигать нескольких сотен квадратных метров. В целях повышения эффективности солнечных батарей их панели ориентируют на Солнце путем вращения вокруг одной или даже двух осей, что требует освобождения от выступающих элементов занимаемого при вращении панелей СБ пространства. Обычно принимают компромиссное решение, заключающееся в отводе панелей СБ в определенное фиксированное положение на время проведения некоторых операций или режимов. При размещении панелей СБ желательно их минимальное затенение от пристыкованных КК и модулей, а также от собственного корпуса станции.

На станции обычно приходится размещать достаточно большое количество всенаправленных, малонаправленных, остронаправленных и т. п. антенн, служащих для обеспечения надежной связи во всех используемых диапазонах волн. Диаграммы направленности антенн оказываются настолько изрезанными выступающими элементами (панелями СБ, К,К, модулями и т. п.), что требуется введение группы коммутируемых антенн или использование так называемых «фазированных решеток». Особую сложность представляет размещение остронаправленных антенн достаточно больших размеров (до нескольких метров) для связи со спутником-ретранслятором. Нередко практически невозможно с помощью одной антенны обеспечить непрерывную связь со спутником-ретранслятором при произвольной ориентации станции, что требует установки нескольких остронаправленных антенн.

Большая протяженность тракта антенно-фидерных устройств (АФУ) вызывает дополнительные потери, уменьшение которых возможно за счет расположения оконечных устройств передающего и входных устройств приемного трактов как можно ближе к антеннам (иногда на самих антеннах), что, в свою очередь, вызывает осложнения в обеспечении их теплового режима, увеличение массы на штангах антенн и т. д.

Размещение датчиков ориентации, визуальных приборов, телекамер, иллюминаторов с учетом их полей зрения настолько сложно, что при его решении приходится идти по пути увеличения числа датчиков и допущения некоторого затенения полей зрения приборов, приняв меры по исключению засветки (ослепления, бликов).

Размещение маршевых двигателей и двигателей ориентации должно учитывать тепловое и силовое воздействия струй на элементы конструкции и приборы, необходимость обеспечения максимальных управляющих моментов и диапазон изменения положения центра масс станции, эксцентриситет между вектором тяги маршевых двигателей и центром масс станции.

Для размещения радиаторов СОТР, площадь которых составляет десятки квадратных метров, можно использовать свободные части поверхности корпуса станции, а также обратную сторону панелей СБ, хотя при этом придется вводить подвижные соединения трубопроводов с хладагентом, что увеличит массу конструкции панелей СБ, потребную мощность их приводов и т. п.

Внешняя конфигурация станции должна вызывать минимальные аэродинамические возмущения, что связано с расходами рабочего тела на ориентацию, потребными величинами управляющих и накоплением кинетических моментов.

Для защиты гермоотсеков от пробоя микрометеорами применяют наружные экраны. Оптику приборов и иллюминаторы защищают от эрозии и загрязнений крышками с приводами (это применимо только для периодически работающих приборов) и применением специальных мер борьбы с загрязнением и эрозией (для постоянно работающих приборов).

Для перемещения в скафандрах снаружи станции на ее поверхности предусматривают элементы фиксации космонавта и инструмента (приборов), при этом особое внимание обращают на отсутствие острых кромок и углов, за которые можно зацепиться и повредить скафандр.

Помимо требований к конструкции станции, обусловленных условиями полета, следует учитывать также наземные условия ее подготовки:

технологичность сборки на заводе (деление на отсеки, технологические стыки, выбор вертикального или горизонтального способа сборки и т. п.);

обеспечение электро-, вакуумных и других испытаний (технологические электроплаты с разъемами, гермовводы и др.);

обслуживание на технической (ТП) и стартовой (СП) позициях (вентиляция, освещение, технологические проходы, размещение обслуживающего персонала внутри станции, люки обслуживания на СП; колодки для подстыковки на СП магистралей СОТР и Др.);

работу на заправочной станции (заправочные лючки и колодки для подстыковки заправочного оборудования) и т. д.

Орбитальная станция «Салют-6»

Примером орбитальной станции с пребыванием на ней экипажа является станция «Салют-6», предназначенная для проведения научных исследований и экспериментов на околоземной орбите в пилотируемом и беспилотном режимах работы (рис. 4.2). В комплекс средств станции входят пилотируемые транспортные корабли «Союз» (см. рис. 3.18) и автоматические грузовые корабли «Прогресс» (рис. 4.3).

Рис. 4.2. Орбитальный комплекс 'Салют-6' - 'Союз': 1 - КК 'Союз'; 2 - переходный отсек; 3 - орбитальная станция 'Салют-6'; 4 - промежуточная камера; 5 - агрегатный отсек; 6 - отсек научной аппаратуры; 7 - рабочий отсек

Станция состоит из пяти отсеков (рабочего, переходного, промежуточной камеры, отсека научной аппаратуры и негерметичного агрегатного отсека).

На активном участке выведения внешние элементы переходного и часть рабочего отсека станции, в котором размещены сложенные панели солнечных батарей, а также основная часть чувствительных элементов и оптических приборов ориентации, защищены от воздействия аэродинамического потока при выведении на орбиту сбрасываемым головным обтекателем, а наружная часть отсека научной аппаратуры - сбрасываемой крышкой

Длина станции 15 м, с двумя КК около 29 м, максимальный поперечный разрез по раскрытым панелям солнечных батарей - около 17 м.

Рис. 4.3. Грузовой корабль «Прогресс»: 1 - стыковочный агрегат; 2 - грузовой отсек; 3 - отсек компонентов топлива; 4 - приборно-агрегатный отсек

Рабочий отсек предназначен для размещения в нем экипажа и основной массы оборудования и образован двумя цилиндрическими оболочками (диаметром 2,9 и 4,1 м и длиной 3,5 и 27 м соответственно), соединенными между собой конической оболочкой длиной 1,2 м, со сферическими днищами

Компоновка отсека выполнена с размещением приборов и оборудования вдоль стен в приборной зоне. Жилая зона отделена от приборной панелями интерьера.

В отсеке меньшего диаметра (2,9 м) размещен центральный пост управления станцией (пост № 1), на котором сосредоточено управление основными системами. Левый и правый борта, потолки и пол определяют условно относительно рабочего положения экипажа на посту № 1 при его фиксации в креслах лицом к центральному пульту. Пост №1 имеет два рабочих места оборудованных средствами ведения связи, пультами управления приборами для визуальной ориентации, обзорными иллюминаторами и ручкой управления угловым положением станции в пространстве.

Слева и справа от поста № 1 установлены регенерационные патроны, обеспечивающие поддержание требуемого газового состава станции, а также холодильно-сушильные агрегаты системы терморегулирования, а за пультами поста № 1 на жесткой раме - гироскопические приборы ориентации.

Сзади поста № 1 расположен пост № 2, с которого проводится ручная астроориентация станции. Пост № 2 оборудован средствами ведения связи, пультом управления режимом ориентации и астроприборами, устанавливаемыми на двух иллюминаторах.

Между постами № 1 и 2 расположена зона отдыха, приема пищи и занятий делами, не связанными с управлением на постах, здесь установлены раскладной столик и устройства подогрева пищи. На столике может крепиться емкость с водой для питья Кресла поста № 1 после разворота их на 180° располагаются около столика. На столике можно провести мелкий ремонт или профилактическое обслуживание оборудования, используя укладку бортовым инструментом, расположенную на левом борту. На правом борту установлена система регенерации воды из конденсата атмосферной влаги, которая обеспечивает экипаж горячей и холодной водой. В этой же зоне на левом борту расположена бортовая вычислительная машина.

Пост № 3 размещен около отсека научной аппаратуры со стороны заднего днища рабочего отсека и предназначен для управления аппаратурой, расположенной в этом отсеке. На посту №3 установлены пульты управления, средства ведения связи и фиксации космонавта, оптический визир и ручки управления станцией и телескопом.

Далее в районе конической части рабочего отсека расположен пост № 4, который предназначен главным образом для проведения медико-биологических исследований и фотографирования Справа расположены медицинское оборудование и французская аппаратура «Цитос», предназначенная для проведения совместных советско-французских биологических экспериментов, слева - биологические блоки и кинофотооборудование. Пост № 4 оборудован средствами ведения связи и фиксации космонавтов. В том же районе установлены душевая установка, беговая дорожка со средствами выполнения физических упражнений, пневмовакуумный костюм «Чибис» для создания пониженного давления на нижнюю часть тела космонавта, на потолке - велоэргометр и измеритель массы тела. Здесь же, на самом большом иллюминаторе станции, имеющем снаружи крышку с приводом, установлена фотоаппаратура многозональной съемки МКФ-6М производства Народного предприятия ГДР «Карл Цейс йена», рядом с ней пульты управления и блок электроники МКФ-6М.

В приборной зоне рабочего отсека, имеющего диаметр 4,1 м, по правому и левому бортам размещены газожидкостные теплообменные агрегаты терморегулирования, аппаратура бортового радиокомплекса, блоки электроники и автоматики системы ориентации, приборы радиотелеметрической системы и системы электропитания, а также приборы системы управления бортовым комплексом. Ближе к заднему днищу находятся контейнеры с запасами пищи и емкости с водой для питья. На интерьере предусмотрены спальные места экипажа. На потолке установлены две шлюзовые камеры для выброса контейнеров с отходами и проведения экспериментов. Рядом с правой шлюзовой камерой расположена аппаратура «Сплав» для проведения технологических экспериментов. На заднем днище рабочего отсека размещены средства санитарно-гигиенического обеспечения, отделенные от остальной части отсека и имеющие принудительную вентиляцию. В районе заднего днища размещены пылесос, воздушные фильтры очистки атмосферы, запасы сменного белья и другие расходуемые материалы обеспечения жизнедеятельности экипажа.

Рабочий отсек имеет два люка: для перехода из рабочего отсека в переходной на переднем днище и для перехода из рабочего отсека в промежуточную камеру на заднем днище.

Переходной отсек предназначен для соединения с помощью стыковочного узла станции с КК, шлюзования при выходе наружу станции и для проведения астроориентации и оптических наблюдений. Отсек образован цилиндрической (диаметром 2 м) и конической оболочками общей длиной ~3 м. На конической части отсека установлен пассивный стыковочный агрегат типа «конус», а цилиндрическая часть пристыкована к рабочему отсеку. В отсеке имеется люк для выхода наружу, а также для обслуживания во время наземной подготовки станции.

В переходном отсеке размещены скафандры, пульты обеспечения выхода, оборудование и средства фиксации, используемые при выходе, а также два поста управления: пост № 5 (на потолке) и пост № 6 (на левом борту), оснащенные астроориентаторами, визуальными приборами, приборами «Спектр» и «Дуга» для геофизических исследований, устанавливаемыми на иллюминаторах, пультами управления режимами ориентации, ручками ориентации станции, средствами ведения связи и фиксации космонавтов.

Промежуточная камера предназначена для соединения станции с КК с помощью стыковочного узла, размещения в ней сменного оборудования, доставляемого грузовыми кораблями, и проведения технологических экспериментов на установке «Кристалл». Камера длиной около 1,3 м аналогична переходному отсеку. На ее конической части установлен второй стыковочный узел станции, а цилиндрическая часть стыкуется к заднему днищу рабочего отсека.

Все жилые отсеки оборудованы средствами громкоговорящей связи, светильниками и электрическими розетками для включения переносной аппаратуры. При проведении кино- и фотосъемок и телерепортажей имеются дополнительные переносные светильники дневного света.

Отсек научной аппаратуры предназначен для размещения в нем крупных научных инструментов, работающих в вакууме; в нем установлен большой субмиллиметровый телескоп БСТ-1 с системой низкотемпературного термостатирования (4 К) чувствительных элементов телескопа и специальная защитная крышка (открывается только на время работы телескопа), предохраняющая телескоп от попадания солнечных лучей. Электронные блоки и блоки автоматики телескопа и системы охлаждения расположены внутри гермообъема рабочего отсека, на ферме, которая крепится вверху отсека научной аппаратуры.

Агрегатный отсек цилиндрической формы диаметром 4,1 м и длиной 2,2 м служит для размещения двигательной установки и соединения с ракетой-носителем и стыкуется к заднему днищу рабочего отсека. В нем расположены шесть топливных баков, два корректирующих двигателя, 32 двигателя малой тяги для создания управляющих моментов при ориентации станции, блок компрессоров системы дозаправки топливом, арматура и агрегаты объединенной двигательной установки. Отсек термостатируется в полете и имеет наружную теплоизоляцию.

Снаружи станции, на внешней поверхности переходного отсека, установлены антенны радиоаппаратуры сближения, средства ручного причаливания (огни и мишень), внешние телекамеры, панели с агрегатами системы терморегулирования, баллоны с запасами газа, датчики ориентации, поручни и элементы фиксации космонавтов в скафандрах, съемные блоки с образцами для экспонирования их в открытом пространстве.

На передней наружной части рабочего отсека диаметром 2,9 м размещены датчики системы ориентации солнечных батарей, определяющие положение Солнца в передней полусфере станции, и радиаторы системы терморегулирования. Вверху и по бокам установлены три панели солнечных батарей с приводами, разворачивающими панели в сторону Солнца, внизу - приборы ручной и автоматической ориентации станции.

Часть наружной поверхности рабочего отсека диаметром 4,1 м и вся цилиндрическая часть агрегатного отсека покрыты пластиковым кожухом.

На внешней торцевой поверхности агрегатного отсека установлены антенны радиоаппаратуры сближения, средства ручного причаливания (огни и мишени) со стороны агрегатного отсека, датчики ориентации панелей солнечных батарей, определяющие положение Солнца в задней полусфере, и телевизионная камера.