Научно-исследовательское судно
"Космонавт Георгий Добровольский"

Сайт ветеранов флота космической службы

Один из создателей плавучего
КИК «Космонавт Владимир Комаров» -
Борис Васильевич Шмелёв

Отрывок из книги

Читать полностью:

"Труды секции истории космонавтики и ракетной техники", вып.3, СПБ, 2018 >>

 

Командно-измерительный комплекс «Космонавт Владимир Комаров»

 


Следующей, теперь уже реализованной в металле работой В.В.Шмелёва в области ракетно-космической техники в должности заместителя главного конструктора проекта было активное участие в проектировании, строительстве и испытаниях командно-измерительного комплекса «Космонавт Владимир Комаров», создаваемого в обеспечение выполнение лунной программы космических полётов. Это был первый универсальный корабль, специально спроектированный для исследования космического пространства. Эту работу Б.В.Шмёлев вёл от самого начала до конца.

Проект корабля был разработан Невским ПКБ в рекордно короткие сроки. Буквально за несколько недель проектные проработки переоборудования сухогруза «Геническ» были выполнены и согласованы со всеми участниками создания корабля.

Балтийский завод в Ленинграде сразу же по приходе 9 января 1967 г. сухогруза к стенке завода начал демонтажные работы по рекомендации Невского ПКБ. Уже 30 июня после демонтажа снимаемого оборудования и конструкций, проведения монтажа новых конструкций, механизмов, аппаратуры, оборудования, проведения испытаний, согласования и утверждения приёмного акта корабль был сдан заказчику.

Меньше полугода потребовалось, чтобы простой сухогруз предстал в совершенно новом образе и со сложнейшим оборудованием.

Для сокращения сроков проектирования и строительства за основу корабельных радиотехнических систем использовались станции, применяемые на наземных измерительных пунктах. Это потребовало решения многих неотложных задач по обеспечению остойчивости готового корпуса при размещении на палубах тяжёлых антенных постов, по созданию условий для работы радиотехнической и электронной аппаратуры.

Наибольшая длина судна 155,78 м, наибольшая ширина 23,3 м, высота борта у миделя 14.8 м. Главная энергетическая установка - дизель мощностью 9000 л. с.

Корабль имеет две платформы, четыре палубы, носовую и кормовые надстройки. Он обладает мореходными качествами, необходимыми для кораблей неограниченного района плавания при полных запасах топлива 5500 т, смазочного масла 65 т, провизии 85 т, питьевой и мытьевой воды 320 т, его водоизмещение равно 17850 т, осадка 8,8 м. Скорость составляет 15,8 узлов, дальность плавания 18000 миль. Численный состав экипажа 121 человек, экспедиции 118 человек. [6].

Энергоснабжение общесудовых потребителей осуществляется от электростанции мощностью 900 кВт. Космические и обеспечивающие системы экспедиции получают ток от отдельной электростанции мощностью 2400 кВт. Системы кондиционирования воздуха и вентиляции поддерживают в лабораториях, жилых и общественных помещениях постоянную температуру около 20 градусов Цельсия при изменении температуры наружного воздуха в диапазоне от -30 до +30 градусов Цельсия.

Установленная на «Космонавте Владимире Комарове» многофункциональная командно-измерительная система работает в диапазоне дециметровых волн. Она осуществляет измерение параметров движения (величин дальности и радиальной скорости) спутников и межпланетных станций, приём телеметрической и научной информации, передачу команд, ведение двусторонних переговоров с космонавтами. Все элементы командно-измерительной системы охвачены общим контролем и управлением. Телеметрическая часть системы имеет отдельные антенны и приёмники, что позволяет вести телеметрические измерения и приём научной информации без включения всей остальной аппаратуры.




Две остронаправленные антенны (приёмная и передающая) с диаметром параболических зеркал 8 м корабельного радиотехнического комплекса «Кретон», параметрические входные усилители, охлаждаемые жидким азотом, мощные передающие устройства позволяют поддерживать радиосвязь с космическими объектами на окололунных расстояниях (400000 км). Такая связь с плавучего измерительного пункта была впервые осуществлена в 1968 г. при работах с автоматическими межпланетными станциями «Зонд-4» и «Зонд-5».

Для справки - эти антенные установки имели индекс СМ-183М, являлись модификацией СМ-1 КЗ - связной антенной установки с параболическим зеркалом диаметром 8 метров, входящей в комплекс «Сатурн-МК» (тема «Союз»).

СМ-183 была спроектирована Ленинградским КБСМ (Конструкторским бюро специального машиностроения) по техническому заданию РНИИ К11 Минобщемаша в 1966 г. В составе системы Н-571П наземного комплекса предназначалась для траекторных измерений космических объектов, приёма и передачи информации в дециметровом диапазоне волн. Проектирование радиотехнических систем и системы управления осуществлено РНИИ КН. Изготовление велось заводом «Большевик» (головной) в кооперации с авиационным заводом г. Горький - по зеркальной системе и Подольским злектромеханическим заводом - по электроследящему приводу. Первая установка изготовлена в 1967 г, всего изготовлено 7 установок, дислоцированных в Ленинске. Енисейске (2 установки), Петропавловске-Камчатском, Щёлково, Уссурийск и др. пунктах.

Но Постановлению Правительства от 25.11.1966 г. на КБСМ была возложена задача создания приёмной и предающей антенных установок для корабельного радиотехнического комплекса «Кретон» корабля «Космонавт Владимир Комаров», проектирование велось по техническому заданию головного предприятия п/я Г-4149. Исключительно сжатые сроки реализации Постановления во многом определили конструктивное решение, заключающееся н применении двухосной наземной антенной установки СМ-183 под радиопрозрачным укрытием, доработанной под индексом СМ-183М для морских условий (угол крена - 15°, дифферент - 4°), устанавливаемой па стабилизированный трёхосный пост СПН-500 с усиленными электроприводами. Сама антенная установка была создана на базе стационарного унифицированного опорно-поворотного сооружения СМ-175 по схеме азимутально-угломестной монтировки с взаимно перпендикулярными осями.

Возможность применения СПН-500, не рассчитанной на большие внешние нагрузки от ветрового воздействия, обеспечена за счёт размещения антенной установки под радиопрозрачным укрытием шаровой формы. Такое решение позволило существенно сократить сроки и проектирования и изготовления.

Электрические следящие привода наведения осуществляют наведение зеркала по двум осям с заданными скоростью и точностью по азимуту и углу места. Управление приводами о всех режимах работы осуществляется с основного пульта управления стабилизированными антенными системами. Имеется также переносной пульт, расположенный вблизи установки под радиопрозрачным покрытием [7].

Третья параболическая антенна диаметром 2,1 м обеспечивает автоматическое сопровождение космических объектов и вырабатывает сигналы для коррекции программы наведения антенн. Все три антенны установлены на стабилизированных платформах. Восьмиметровая антенна вместе со стабилизированной платформой весит 28 т, вес пеленгационной антенны с платформой составляет 18 т.

Ветровое давление на площадь каждой из восьмиметровых антенн могло бы создать значительные моменты, приложенные к элементам электросилового привода и конструкции самой антенны, и неминуемо снизило бы точность стабилизации и управления. По этой причине антенны помещены пол радиопрозрачные укрытия, диаметр которых составляет 18 м. Пеленгационная антенна помещена под укрытие диаметром 7,5 м.

По конструкции все три радиопрозрачные укрытия одинаковы. Вес большого укрытия 20 т. малого - 2 т. Они состоят из трёхслойных панелей, изготовленных из стеклопластика. Панели соединены между собой клеем. Снаружи радиопрозрачное укрытие окрашено краской, обладающей водоотталкивающими свойствами. Для монтажа и ремонта антенн в средне*! части шаров сделаны разъёмные соединения, позволяющие в случае необходимости снять их верхние части. Потери электромагнитной энергии при прохождении через радиопрозрачные панели не превышают 1%.

Радиопрозрачные укрытия, устраняя ветровое давление, позволяют проводить сеансы связи при любом направлении ветра. Кроме того, они защищают антенны от дождя, снега, брызг морской воды, солнечной радиации и пыли, существенно облегчая обслуживание антенных постов.

Антенны командно-измерительной системы и лаборатории размещены так, чтобы длина кабелей и волноводов, соединяющих антенны с приёмниками и передатчиками, была минимальной. Носовая антенна А1 - приёмная, лаборатории приёмных устройств командно-измерительной системы располагаются на палубах под этой антенной. Под кормовой (передающей) антенной АЗ находится лаборатория передающих устройств. В ней установлены три передатчика, мощность которых в антенне суммируется.

В средней части судна, на шлюпочной палубе, размещена лаборатория управления антеннами и стабилизированными платформами. Здесь же находятся центральный пункт управления всеми измерительными средствами корабля и лаборатория единого времени.

Местоопределение корабля при проведении сеансов связи осуществляется комплексом приборов с использованием данных от радиотехнических и оптических секстанов, спутниковой навигационной системы, средств радионавигации и пеленгования. Расчёт координат выполняется электронной вычислительной машиной. Величины углов бортовой, килевой качки и рыскания, необходимые для системы стабилизации и наведения антенн, измеряются гироскопическими приборами. Имеется также аппаратура, определяющая линейную скорость перемещения антенн на волнении для внесения поправок при измерении радиальной скорости космических объектов.

Информационно-вычислительные средства корабля выполняют расчёты целеуказаний, программ управления антеннами, ведут обработку поступающей из космоса информации для получения предварительных оценок и сжатия информации при передаче её по каналам связи в Центр управления полётом. На судне установлены универсальная электронная вычислительная машина и несколько специализированных.

Для переговоров с космонавтами на корабле имеется ультракоротковолновая радиостанция, которая обеспечивает двустороннюю телефонную и телеграфную связь. Приёмная антенна этой станции спирального тина с диаграммой направленности шириной около 25°. Антенна имеет дистанционное управление и расположена на главной палубе в носовой части судна. В качестве передающей используется дискоконусная антенна, установленная на грот-мачте.

Спутниковые каналы связи обеспечивают передачу в Центр управления полётом траекторной и телеметрической информации, а также позволяют передавать в Центр телефонно-телеграфную информацию при переговорах с космонавтами. В тех случаях, когда невозможна спутниковая связь, для радиообмена с Центром управления полётом используются средства КВ- и СВ-диапазонов. Работа может вестись в слуховом телеграфном, буквопечатающем или телефонном режимах.

Аппаратура космических и обеспечивающих систем размещена на судне в 43 лабораториях. Приём и передача радиосигналов осуществляются 40 антеннами различных типов.

На «Космонавте Владимире Комарове» впервые в практике создания научно-исследовательских судов на площадке длиной всего лишь 150 м и шириной 20 м было сосредоточено большое число мощных передатчиков и высокочувствительных приёмников, причём многие из них должны были работать одновременно. Остро возникла сложная и трудноразрешимая проблема электромагнитной совместимости радиотехнических средств.

Для решения этих проблем были использованы способы частотного, временного и пространственного разнесения сигналов.

Проблема взаимных помех сохранила свою актуальность и для судов космической службы, построенных, позднее.

При создании «Космонавта Владимира Комарова» впервые для научно-исследовательских судов решались задачи по защите персонала от радиоизлучения мощных передатчиков космических систем. На судне использована экранировка помещений. Введена сигнализация, воспрещающая персоналу находиться на палубах и в других местах, подвергающихся облучению.

В свой первый рейс «Космонавт Владимир Комаров» вышел 29 июля 1967 г, на место работы в районе Карибского моря корабль прибыл 25 августа, и 23 декабря вернулся в Ленинград. Б. В. Шмелев принял участие в плавании в составе первой экспедиции на этом корабле. Изучив опыт работы первой эксплуатации оборудования судна, взаимодействие экипажа и персонала экспедиции, предложил перечень работ, необходимых для повышения надёжности работы техники, а также улучшения условий обитаемости личного состава.

За время работы в Невском ПКБ, кроме этого похода, Б. В. Шмелев участвовал в 3-х дальних походах вновь построенных кораблей: на плавучей мастерской для подводных лодок (пр. 725) из Мурманска в Петропавловск Камчатский; на тяжёлом авианесущем крейсере «Минск» (пр. 1143, из Североморска во Владивосток вокруг Африки; на тяжёлом авианесущем крейсере «Баку» (ныне «Адмирал Горшков») пр. 11434 из Севастополя в Североморск вокруг Европы.

Позднее Б. В. Шмелев работал в должности заместителя главного конструктора проектов авианесущих кораблей, а с февраля 1989 г. - в должности главного конструктора участвовал во всех основных проектах Невского ПКБ.

Последняя должность лауреата Государственной премии СССР (1977) Бориса Васильевича Шмелева в Невском ПКБ (до 1992 г.) - главный конструктор проекта 11430 переоборудования ТАВКР «Адмирал Горшков» в авианосец с самолётами Миг-29К для ВМС Индии. Проект был реализован на Северодвинском судостроительном заводе «Севмашпредприятие».


 

Фото из архива В.Куприянова - строительство НИС "Космонавт Владимир Комаров" >>