ТРЕНАЖЕРЫ  КК  Л1
В.А. Ефимов
 
ТЕЛЕВИЗИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПЕРВЫХ КОСМИЧЕСКИХ ТРЕНАЖЕРОВ. Часть 3
 
Новым важным и сложным этапом в создании средств обеспечения космических полётов явилась разработка тренажёров для объекта Л1 (КК для пилотируемого облёта Луны 7К-Л1/11Ф91). В 1967-1968 гг. в ЦПК вводился в строй соответствующий комплексный тренажёр ТДК-Ф91. В его состав входили спускаемый аппарат и электронно-вычислительный комплекс. Для этого тренажёра ВНИИ телевидения передал комплект ТВ-аппаратуры, включавший в себя бортовой ТВ-комплекс «Кречет КР-80А», а завод «Волна» (расположенный в Ленинграде) разработал и изготовил для того же тренажёра комплект стереотелевизионной аппаратуры для наблюдения за будущими пилотами во время тренировок. Тренажер ТДК-Ф91 был введен в эксплуатацию в ЦПК и на нем прошел в полном объеме подготовку к полету ряд экипажей во главе с летчиком-испытателем С.Н. Анохиным, работавшим тогда начальником испытательного отдела в ОКБ С.П. Королева.
 
Одновременно (в период 1966-1968 гг.) группой специалистов во главе с В.А. Ефимовым была проведена разработка и отладка в комплексе
специального тренажёра объекта Л1 телевизионной аппаратуры «Волчок». Тренажёр предназначался для отработки у космонавтов навыков управления спускаемым аппаратом КК в так называемом «режиме управляемого спуска» (СУС). Создавался тренажёр в Институте авиационной и космической медицины (НИИА и КМ, ныне - НИИЦ авиационной, космической медицины и военной эргономики ЦНИИ ВВС МО РФ, Петровско-Разумовская аллея 12А, Москва) на базе комплекса с центрифугой и ЭВМ. Этот комплекс позволял имитировать перегрузки, возникающие при запуске, первом погружении в атмосферу и посадке КК на Землю. Центрифуга Ц-30 была изготовлена шведской фирмой ASEA и смонтирована в НИИА и КМ в 1962 году. Центрифуга имеет длину основного плеча 7,25 м и одноместную кабину. Моделирование динамики участков полета изделия осуществлялось ЭВМ «Днепр».
 
Космическое Управление НИИИА и КМ возглавлял профессор В.И. Яздовский, начальником  отдела космических тренажеров в этом Управлении
был кандидат технических наук, старший научный сотрудник А.П. Кузьминов. С ним активно сотрудничал кандидат технических наук, старший научный сотрудник М.М. Сильвестров, являясь фактически его заместителем. В создании тренажера принимали участие инженеры НИИа и КМ В.И. Анпилогов, А.Ф. Котельников, А.В. Романов, Ю.А. Розанов и др.
 
Надо особо отметить, что ТВ-аппаратура на объекте Л1, кроме уже «освоенных» ею функций: проведение репортажей из спускаемого аппарата и участия в контроле параметров устройств и систем КК во время полёта, должна была выполнять очень важную функцию - быть индикатором правильности полёта по заданной траектории спуска при возвращении на Землю после облёта Луны, то есть работать в системе управляемого спуска.
Ручной контур управления был включен в систему управления посадкой лунного корабля в целях повышения надежности возвращения на Землю.
 
При возвращении, на подлёте к Земле, на экран ТВ-индикатора (монитора) КР-73А, размещённого на приборной доске спускаемого аппарата должна была накладываться специальная прозрачная пластина с нанесённой кривой линией - «маска». Следует заметить, что технология изготовления «масок» была достаточно сложна. В зависимости от траектории подлёта СА к Земле на его борт сообщалось об оптимальном варианте траектории спуска и, соответственно, номере «маски». Этих вариантов насчитывалось около двадцати, а, следовательно, на борту КК было столько же «масок».
 
Пилот, получив с Земли (из Центра управления полётом) необходимую информацию, должен был установить на экран индикатора соответствующую «маску». После этого он, начиная с определённого момента, должен был, управляя двигателями ориентации СА корабля Л1, вести перекрестие из горизонтальной и вертикальной линий по кривой «маски». Линии эти формировались в блоке управления бортовой ТВ-аппаратуры КР-84 (узлом СУС, разработанным группой специалистов ВНИИТа в лаборатории М.Г. Гарба), а движение линий по экрану индикатора задавалось работой бортового вычислительного комплекса. От точности «ведения» перекрестия по кривой на «маске» зависела судьба экипажа.Вариант системы управления спуском с использованием ТВ-комплекса был дублирующим, но несомненно, что применение ТВ-аппаратуры для этих целей обеспечивало самое главное - наглядность.
 
При входе в атмосферу Земли со второй космической скоростью (11 км/с) особые требования предъявляются к углу входа в атмосферу. При углах, меньших расчетного, корабль может проскочить атмосферу (сделать «нырок») и уйти на высокоэллиптическую орбиту с неопределённым временем посадки на Землю. При углах, больших расчетного, корабль может «зарыться» в атмосферу и перегрузки могут достигнуть опасных для экипажа значений (20g и более).
 
Очевидно, должен быть предусмотрен (как запасной) ручной режим управления спуском при полете корабля в атмосфере. Опыт такого управления в условиях имитации перегрузки на центрифуге приобретался космонавтами, проходившими тренировки по программе «Л1». По этой программе на центрифуге в условиях реальных перегрузок велась отработка системы управления космическим кораблем. Предложенная в то время программа управления предусматривала два варианта входа корабля в плотные слои атмосферы со второй космической скоростью:
 
- первый - вход в атмосферу с двумя погружениями и второй - с одним. Идеология первого варианта предполагала гашение второй космической скорости посредством «нырка» в атмосферу под малым углом входа с последующим выходом из нее, что обеспечивало гашение второй космической скорости (11 км/с) до значения, близкого к величине первой (7 км/с). Через четверть витка земной орбиты космический корабль окончательно погружался в атмосферу Земли и совершал управляемую посадку в заданную точку. Такая идеология обеспечивала перегрузку при возвращении на Землю, не превышающую пяти единиц.
 
 - второй вариант предполагал вход в атмосферу с одним погружением и последующим управляемым спуском в заданную точку земной поверхности. В этом варианте система управления обеспечивала гашение скорости со значения второй космической до нулевой за счет одного погружения в атмосферу. Экипаж в этом режиме посадки длительное время оказывался под воздействием перегрузки порядка 8,5 единиц, что, естественно, затрудняло сам процесс управления кораблем при посадке и сказывалось на точности попадания (приземления) в заданную точку.
 
В системы управления спуском лунных кораблей был заложен принцип управления перегрузкой на спуске, аналогичный принятому на корабле «Союз». Правильность его выбора, оценку особенностей построения и функционирования системы и предстояло испытать в условиях реальной перегрузки на тренажёре корабля Л1 с телевизионной аппаратурой «Волчок» (впрочем, имя «Волчок» практически сразу стало употреблятся по отношению ко всему специальному тренажеру).
 
Точность ручного управления оценивалась по отклонениям от теоретически заданной на Земле точки посадки корабля. Испытания показали, что экипаж в режиме ручного управления обеспечивал точность посадки в пределах 70-80 км, что считалось вполне приемлемым с точки зрения удобства и быстроты поиска приземлившегося аппарата вертолетом, базировавшимся в расчетной точке. В ряде случаев достигалась точность посадки в пределах 4-5 км.
 
В кабине центрифуги размещались: ручка управления СУС и следующие блоки ТВ-аппаратуры тренажёра:
 
1. На пульте - индикатор (монитор) КР-73А с «маской»; по экрану монитора скользило перекрестие, вырабатываемое СУС;
 
2. Передающая ТВ-камера КР-71 с электронно-лучевой трубкой, работавшей в инфракрасной части спектра - для наблюдения за пилотом;
 
3. Светильник, который осуществлял инфракрасную подсветку внутреннего объёма кабины;
 
4. Блок управления - обеспечивал работу индикатора и передающей камеры.
 
Видеосигнал с передающей ТВ-камеры из кабины центрифуги поступал на видеоконтрольное устройство (монитор). Изображение на экране монитора давало возможность инструктору наблюдать за состоянием и действиями пилота в кабине. На пульте инструктора также был установлен индикатор КР-73А, в точности повторявший изображение на экране монитора в кабине центрифуги, что позволяло контролировать действия пилота по «управлению кораблем».
 
В процессе сопряжения нами ТВ-аппаратуры с другими системами и устройствами, а также отладки всего комплекса тренажёра в целом, пришлось ещё раз убедится в целесообразности и даже необходимости введения в состав телевизионной аппаратуры (или придачи к ТВ-комплексу) имитаторов для автономной проверки работоспособности своей аппаратуры.
 
Так же был такой момент, когда «хозяева», то есть сотрудники НИИА и КМ, предъявили к нам претензии в том, что перекрестие, которое формируется узлом СУС в блоке управления, движется по экрану индикатора КР-73А не так, как должно. Тогда, сначала при помощи имевшегося у нас имитатора, а затем и осциллографа, пришлось доказывать свою невиновность. Причина казуса была в несоответствии тех импульсных сигналов, которые поступали в узел СУС от электронно-вычислительной машины тренажёра и которые определяют движение перекрестия по экрану индикатора, ранее согласованным параметрам.
 
Запуск корабля 7К-Л1 с экипажем для облета Луны первоначально планировалось осуществить в 1967 году, (к 50-летию Советской власти), но старт неоднократно откладывался и последний раз полет намечался на апрель 1970 года (к 100-летию В.И. Ленина). Подготовка на тренажерах корабля 7К-Л1 также откладывалась и началась лишь в январе 1968 г.  Систематические тренировки космонавтов на созданном динамическом моделирующем стенде-тренажере проводились с участием Д.Ю. Архангельского, А.С. Белан и вышеупомянутых инженеров. Космонавты учились вручную выполнять коррекцию орбиты, вводить уставки в систему управления кораблем, управлять кораблем во время спуска на Землю на тренажере «Волчок» при реальных перегрузках. Каждый космонавт из трех экипажей, проходивший тренировки  (Леонов - Макаров, Быковский - Рукавишников и Попович - Севастьянов), делал не менее 40 вращений на центрифуге с перегрузками до 10g. При отсутствии политического смысла и многочисленных аварий и нештатных ситуаций, в январе 1970 года программа подготовки полета к Луне была закрыта.
 
 
 
 
 
Индикатор (ВКУ - монитор)
КР-73А для
тренажёра «Волчок»
с «маской» № 13.
 
(Музей ВНИИТ.
 
Интересно - для
экспозиции номер
«маски» на мониторе
был выбран случайно
или как отражение незавидной судьбы советской лунной
пилотируемой программы? )
 
Ниже: фотографии тренировок на центрифуге Ц-30.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Центрифуга Ц-30
в фильме NBC   (предположительно
1967 год)
 
 
 
 
 
 
В.Ф. Быковский
 
П.И. Беляев
А.А. Леонов
 
 
Из дневников Н.П. Каманина и замечание Б.Е. Чертока о тренажерах лунной программы.
 
Каманин 11 мая.1967 г.
Сегодня три раза звонил Тюлин. К нему пришло распоряжение Смирнова заняться тренажерами для экипажей Л-1. Смирнов дал такое распоряжение в ответ на письмо Вершинина с просьбой обязать Мишина выполнить поставки кабин Л-1 и оборудования для тренажеров, которыми занимается наш Институт авиационной и космической медицины. Я пока не мог детально ознакомиться с ходом работ по этим тренажерам (врачи ничего мне не докладывали), но знаю, что положение с тренажером "Волчок" складывается плохо. Тюлин, Мишин и Бушуев ничего не знают о "Волчке", хотя его постройка предусмотрена решением правительства. Завтра придется заняться и этим делом.
 
Каманин 14 июня 1967 г.
Вчера в ЦПК вместе с Тюлиным разбирались с состоянием космических тренажеров «Волга», «7К-ОК», «Волчок» и «Л-1». Первые два тренажера успешно работали несколько месяцев (на них были отлично подготовлены два экипажа для кораблей «Союз»); в данное время на обоих тренажерах заканчиваются доработки, и до 25 июня они войдут в строй. Особое беспокойство вызывают тренажеры «Волчок» и «Л-1»: прошло уже несколько сроков их готовности, и реальные сроки ввода их в эксплуатацию пока неясны. Оба тренажера нужны для подготовки экипажей к облету Луны. Долгое время Мишин был против создания этих тренажеров (хотя они создаются по решениям правительства) и фактически тормозил и саботировал их создание (не выдавал Даревскому чертежи и «идеологию» многих систем корабля, не выполнял поставки и др.).
 
30 мая Мишин приезжал в ЦПК и пытался убедить нас в том, что комплексные тренажеры вообще не нужны, но в результате четырехчасовой дискуссии он вынужден был согласиться с нашей точкой зрения, что без комплексного тренажера нельзя хорошо подготовить космонавтов и что тренажер должен быть максимально схож с космическим кораблем. В тот же день Мишин дал приказание Цыбину, Раушенбаху и другим специалистам ЦКБЭМ выдать ЦПК до 10 июня все необходимое для окончания работ по тренажерам. На 13 июня, как в этом убедился Тюлин, Мишин не выполнил ни одного из своих обещаний, и по-прежнему ЦКБЭМ тормозит дело.
 
Тюлин очень внимательно разобрался с причинами задержки изготовления тренажеров, согласился с нашими претензиями к Мишину и признал, что тренажер «Л-1» должен быть копией лунного корабля. Главные причины задержки готовности тренажера: 1) ЦКБЭМ не сдает кабину; 2) Министерство радиопромышленности поставило с большим опозданием и недоработанный имитатор (110К). Тюлин предпринял очень энергичные меры для ускорения сдачи тренажеров: звонил министрам, подписал письма и телеграммы поставщикам, записал для контроля сроки исполнения отдельных поручений.
 
В результате подробного разбора состояния дела решили: обязать ЦКБЭМ и Даревского сдать лунный тренажер ЦПК до 10 июля. Этот срок уже сейчас под сомнением - будет хорошо, если мы получим тренажер хотя бы к 30 июля.
 
Черток 1 декабря 1967 г.
... В конце заседания разгорелся спор с ВВС по поводу изготовления тренажеров. Между Каманиным и Мишиным началась перепалка по вопросу, кому нужнее тренажеры: нам в ЦКБЭМ или в ЦПК. Мишин решил, что экспедицию на Луну следует комплектовать своими космонавтами. Поэтому тренажеры, которые Даревский в ЛИИ делал по нашим ТЗ, ВВС не нужны. Афанасьев поручил Тюлину разобраться в конфликте. Компромисс был найден Тюлиным с участием Трегуба вопреки воле Мишина.
 
Каманин 17 января 1968 г.
Вчера Афанасьев, Керимов, Мишин, Цыбин и Анохин посетили ЦПК ВВС. Афанасьев приехал в Центр впервые. Керимов и Мишин побывали в ЦПК уже по два-три раза, а Цыбин и Анохин бывают еженедельно.
 
Главная цель приезда министра Афанасьева — разобраться в недоразумениях во взаимоотношениях между ВВС и ЦКБЭМ и ознакомиться с учебно-тренировочной базой Центра. Министр внимательно осмотрел все тренажеры, а на тренажерах «Волга» и «Л-1» посидел в кресле пилота и совершил короткий «космический полет». На аэродроме он осмотрел самолеты авиаполка и термобарокамеру ТБК-60. Афанасьев остался доволен знакомством с Центром и не раз повторял: «Молодцы, хорошо сделано. Жалею, что не был у вас раньше...» По главному предмету наших споров с ЦКБЭМ (ВВС выступают за полное соответствие тренажера космическому кораблю, а Мишин — за упрощенные тренажеры) Афанасьев целиком на нашей стороне. Поддержал он нас и по всем другим претензиям ЦПК к ЦКБЭМ. В ходе осмотра тренажера «Л-1» у министра было несколько резких перепалок с Мишиным. Афанасьев высказался за отражение на тренажере работы всех автоматических систем и за установку в ЦПК навигационной ЭВМ «Салют». В ответ на заявление Мишина, что этого делать не нужно и что он заниматься этим не будет, Афанасьев сказал: «Ну, это мы еще посмотрим — как решим, так вы и будете делать». «Нет, — продолжал упорствовать Мишин, — я этого делать не буду и «Салют» я им не дам, космонавты могут тренироваться на этой машине у нас». После этой выходки Мишина (а он все время вел себя, мягко выражаясь, некорректно и говорил много грубостей и нелепостей, отказываясь от своих же подписей и многочисленных обещаний) Афанасьев, обращаясь к Керимову и Цыбину, сказал: «Ну, я не думал, что дела так плохи... Тут надо многое немедленно исправлять. Вы имейте в виду, что Мишин только пошумит, а за все его безобразия спросят с нас...»
 
Я не стал подливать масла в огонь и не сказал министру, что Мишин не выполняет его распоряжения по согласованию программы «Л-3» и других вопросов подготовки экипажей. Договорились, что составим план мероприятий по всему комплексу задач подготовки космонавтов, утвердим его и будем строго требовать исполнения. Афанасьев обещал повторно приехать в Центр для контроля за исполнением плана мероприятий.
 
Каманин 30 января 1968 г.
... Сегодня более трех часов провел в Институте авиационной и космической медицины. Беседовал с Волынкиным, Карповым, Ребровым, Гениным и Кузминовым. Ознакомился с состоянием «Волчка» — тренажера по спуску корабля Л-1 в атмосфере Земли с торможением от второй космической скорости. Сроки готовности тренажера давно прошли по вине промышленности, несмотря на то, что он задан решением правительства для подготовки космонавтов к облету Луны.
 
Вычислительная машина М-220, центрифуга, кабина корабля Л-1, пульт инструктора и другие основные узлы тренажера на месте, но нет еще отдельных агрегатов кабины и индикатора параметров полета, нет методики тренировок экипажей и не готовится инструкторская группа. ЦКБЭМ не уделяет достаточного внимания этому тренажеру - лишь Б.В. Раушенбах использовал его как моделирующий стенд для отработки спуска (проведено 600 «полетов»), а другие товарищи из руководства ЦКБЭМ (Мишин, Трегуб, Черток) в институте ни разу не были. Н.Ф. Кузнецов и космонавты также недооценивают этот очень важный тренажер и не помогают институту в завершении его строительства. Надо будет заставить руководителей ЦПК полнее использовать «Волчок» и «нажать» на Тюлина и Мишина, чтобы ввести его в строй через 2-3 месяца.
 
Каманин 26 ноября.1968 г.
.... Я вынужден был пожаловаться Главкому на маршала Захарова и генерала Брайко: эти уважаемые товарищи более четырех месяцев "маринуют" штаты на ТБК-150 и тренажер "Волчок". Оба эти объекта необходимы нам для тренировок космонавтов по программе "Л-3". На строительство и оборудование ТБК-150 и "Волчка" мы затратили свыше двух миллионов рублей, для их эксплуатации, согласно штатному расписанию, надо иметь 45-50 человек, но Генштаб не дает нам этой численности. Короче говоря, мы истратили рубль и не можем добавить к нему копейку, чтобы получить то, что нам так необходимо иметь. Главком при мне позвонил маршалу Захарову и с большим трудом уговорил его дать указание по оформлению штатов, но только за счет численности ВВС. Вершинин тут же приказал генералу Брайко довести это дело до конца.
 
Каманин 25 апреля. 1970 г.
Семь лет назад моими усилиями Центральный экспериментальный завод, расположенный на окраине Центрального аэродрома, был передан в ведение ВВС. Мы подчинили этот завод Институту авиационной и космической медицины и переключили его полностью на космическую тематику. За семь лет на нем были созданы: уникальный тренажер "Волчок", имитирующий спуск космического корабля со второй космической скоростью, центрифуга и большое число специальных стендов.