Меню Рубрики

Установка вулкан для сварки в космосе

Первая сварка в космосе

Сварка – один из важнейших технологических процессов современной промышленности. В появлении и развитии сварочных технологий большую роль сыграли наши соотечественники. Например, открытие в 1802 году явления электрической дуги и описание происходящих в ней процессов принадлежит профессору физики Санкт-Петербургской медико-хирургической академии Василию Петрову; первое использование электрической дуги для соединения и разъединения металлов осуществлено в 1881 году русским изобретателем Николаем Бенардосом; первая дуговая сварка металлическим (плавящимся) электродом проведена в 1888 году русским инженером Николаем Славяновым; автоматическая сварка разработана советским учёным и изобретателем Дмитрием Дульчевским в 1928 году; промышленный способ автоматической сварки под флюсом реализован в конце 30-х годов коллективом института электросварки АН УССР под руководством советского академика Евгения Патона.

Нам удалось пообщаться с человеком, который, в прямом смысле этого слова, вывел сварку на новую высоту. Наш собеседник – один из первых в мире космонавтов, дважды Герой Советского Союза Валерий Кубасов. В рамках космической экспедиции «Союз-6» вместе с Георгием Шониным им впервые в мире был осуществлён эксперимент по проведению сварочных работ в космосе на разработанном в Институте электросварки имени Патона аппарате «Вулкан».

Валерий Николаевич Кубасов – лётчик-космонавт СССР, дважды герой Советского Союза. Совершил три полёта в космос. Участник первого в мире группового полёта трёх пилотируемых космических кораблей («Союз-6/7/8», 1969г.), во время которого им впервые был совершён эксперимент по проведению сварочных работ в космосе. Во время второго полёта (1975г.), который стал первым международным космическим полётом, совместно с А.Леоновым впервые была выполнена стыковка на орбите кораблей разных стран – «Союз-19» (СССР) и «Аполлон» (США).

– Валерий Николаевич, прежде всего хотелось бы узнать, как Вы пришли в космонавтику? Почему сделали именно такой выбор?

Это было давно, ещё в середине прошлого века, когда я учился в МАИ. В 1957 году был запущен первый искусственный спутник земли. Мы с однокурсниками читали, что в США готовится запуск аналогичного спутника, но совершенно неожиданно для нас самих СССР опередил Штаты. Этот запуск произвёл колоссальное впечатление на всех нас и именно с тех пор я стал задумываться о том, чтобы заняться исследованием космического пространства. Я учился на факультете самолётостроения, и там было несколько групп по ракетной технике (беспилотные летательные аппараты). После окончания института меня изначально направили в город Ковров, но я выяснил, где занимаются космической техникой и в августе 1958 года устроился на работу в конструкторское бюро, которым руководил Королёв. В первый же день встретил там своих бывших однокурсников и занялся чтением эскизных проектов космического аппарата. Конечно, вначале многое было непонятным и настолько новым, что захватывало дух, но потихоньку вникал в работу. Вот так я начал работать в проектном отделе по созданию космический кораблей и межпланетных станций, которым руководил Михаил Клавдиевич Тихонравов, известный энтузиаст космоса, создатель первой в СССР жидкостной ракеты.

Когда я изучал проект корабля «Восток», Тихонравов как-то спросил меня, не интересуюсь ли я механикой космических полётов. На мой ответ, что механикой я интересовался ещё в институте, но в том, что связано с этой темой в космосе, не разбираюсь, начальник сказал, что сейчас в этом толком никто не разбирается. И мы стали обсуждать полёты к Марсу, Венере и Луне; продумывать механику этих полётов – как туда лететь, по какой траектории, как управлять кораблем во время полёта. У нас в стране, помимо КБ Королёва, подобными теоретическими вопросами занимались в Институте прикладной математики Академии наук под руководством Мстислава Всеволодовича Келдыша. В 60-м году мы, по поручению Королёва, стали заниматься разработкой пилотируемых полётов к Марсу. Позже этот проект вылился в известную сейчас программу пилотируемого полёта к Марсу, известную как проект Королёва.

После полёта Гагарина Королёв сказал, что в космос должны летать не только лётчики, но и другие специалисты, в том числе инженеры, и те, кто хочет принять участие в космических программах, должны просто подать заявление. И 27 июня 1961 года я его подал. Вот так и начался мой путь в космонавты. На медицинскую комиссию нас отправили только через 3 года, т.к. Королёв выдвинул требование – будущие космонавты должны отработать на предприятии не менее 5 лет. Его задумка создания отряда гражданских космонавтов заключалась в том, чтобы эти люди участвовали в космических полетах, а после занимались работами в конструкторском бюро, передавая свой полученный опыт, свои идеи для создания космических аппаратов.

Я участвовал в трёх космических полётах, а между ними, как и все остальные гражданские космонавты, занимался работой в конструкторском бюро. Я создал службу космонавтов, которая занималась технической подготовкой к полётам. Когда мои космические полёты закончились, перешёл в отделение бортовых систем и стал заместителем руководителя комплекса, мне подчинялись отделы по созданию систем жизнеобеспечения, медико-биологического обеспечения, терморегулирования всех космических кораблей и орбитальных станций.

– А вообще насколько важную роль в развитии космонавтики сыграла идея Королёва по отправлению в космос инженеров?

Космический корабль – сложнейшая техника, и управлять ею грамотно могут только люди с высшим техническим образованием. Создавать новую космическую технику могут только инженеры, и лучше, если они имеют опыт космических полётов.

Читайте также:  Установка карбюратора от жигулей на волгу

– А какие цели перед собой ставили лично Вы? Чего Вам хотелось добиться?

В моём заявлении в космонавты было написано, что я хочу участвовать в космических полётах, в том числе и в длительных; что во время полёта могу делать то-то и то-то и, в случае необходимости, способен освоить другие специальности. Моё желание было связано с испытаниями в космосе того, что создавалось на Земле. Когда в 1964 году перед полётами Королёв собрал у себя в кабинете тех, кто хотел стать космонавтами, то почти у всех он спросил, почему именно каждый выбрал этот путь. Все отвечали, что хотят участвовать в испытаниях космической техники и дальше работать в этой области. Мне этого вопроса он не задавал, так как точно такой же ответ уже был у меня в заявлении. Но некоторые интересовались полётами из-за денег, но разочаровавшись зарплатой, а она была как у рядового инженера, уходили.

Где-то в 66-м году нас отправили на подготовку в Звёздный городок. На это дело было выделено примерно 3 года. Это был групповой полёт кораблей Союз-6, 7, 8. 11-го октября 1969 года вдвоём с Шониным на корабле «Союз-6» мы отправились в космический полёт. В этой экспедиции мне было поручено выполнить первый эксперимент по сварке металла в космосе. Тогда это был довольно-таки смелый эксперимент, ведь до этого иметь дело с расплавленным металлом не решались даже на самолётах. Нужно было испытать то, как пойдёт процесс сварки в условиях невесомости и глубокого вакуума. В будущем в космосе предполагалось осуществлять большое строительство и проведение ремонтных работ.

Этот эксперимент прошёл очень неожиданно. При одном из видов сварки – сварке электронным лучом – луч разрезал сварочный стол с образцами и добрался до корпуса бытового отсека корабля, оставив на нём глубокий след. Но обо всём по порядку. Эксперимент проводился таким образом. Корабль состоял из спускаемого аппарата и орбитального отсека. Мы находились в спускаемом аппарате, а сварочная установка – в орбитальном отсеке. Отсек нужно было разгерметизировать для создания вакуума. Я включал разные виды сварки с помощью пульта. Когда мы закончили эксперимент и вернулись в орбитальный отсек, то я почувствовал странный запах и увидел оплавленный след на корпусе корабля длинной 20-25 см. Естественно, мы испугались, так как были без скафандров, а корпус мог лопнуть. Пришлось снизить давление, чтобы вернуться за образцами. Я открыл люк, быстро вышел туда один и забрал образцы. Когда мы долетели к зоне связи с Землей, я доложил о случившемся. Пришел приказ закрыть люк между отсеками и больше туда не ходить, что мы и сделали.

А потом за этот эксперимент меня поместили в Зал международной космической славы – за начало проведения технологических процессов в космосе.

– Какие-то другие нештатные ситуации во время Ваших полётов в космос случались?

Во время моего второго полёта в июле 1975 года, совместно с Леоновым, мы должны были впервые осуществить стыковку на орбите кораблей разных стран – «Союз-19» (СССР) и «Аполлон» (США). Ещё до старта «Союза» у нас отказала телевизионная система. Все телевизионные сеансы были расписаны заранее, а до старта оставалось всего 15 минут. Одновременно с этим в спускаемом аппарате начало резко расти давление. Оказалось, что неплотно закрыт клапан наддува скафандров, и воздух из баллонов шёл в спускаемый аппарат. Старт был дан, а ремонт телесистемы должен был быть осуществлен потом, самими космонавтами.

Уже в космосе нам по радио по пунктам передавали, как отремонтировать систему. Подручными инструментами – отвёртка, плоскогубцы и перочинный нож – мы её починили.

Первую стыковку провели раньше запланированного времени. Корабли должны были сблизиться на расстояние 50 м, в этом положении подлететь к территории Крыма и ждать разрешения на стыковку. На деле получилось по-другому: сближение кораблей было выполнено над Атлантикой, а дальше, когда мы летели над Испанией, американцы не так поняли свой командный центр, и где-то над Германией произошла стыковка. Наземные пункты даже не знали, что мы уже состыковались.

– Какие-то другие технические задачи перед Вами ставились?

В первом полёте, помимо сварочного эксперимента, мы вели наблюдение за пусками ракет с Земли – снимали из космоса спектр факела космических ракет. Полученные данные потом использовались в оборонительных целях.

На «Союз-Апполоне» было 6 экспериментов. Наиболее значимый из них – испытание стыковочного устройства новой конструкции, которая позволяет стыковаться кораблям разных стран. Когда мы работали над этим проектом, то поняли, что это всё-таки первый международный полёт, и он имеет, конечно, большее значение. Когда мы состыковались, нас поздравил Брежнев – с тем, что первая международная стыковка прошла успешно. После этого на связь вышел президент США Форд. Он тоже сказал об огромном значении первого международного полёта.

Было запланировано, что первая встреча произойдет на «Союзе». Но американцы, понимая значимость этого момента, всячески убеждали нас встретиться на их корабле. Они говорили, что им не хватает длины связного кабеля от шлемофонов. Наши отвечали, что если не хватает – без проблем, – удлиним. 2 дня мы работали в состыкованных кораблях. В первый переход к нам пришли 2 астронавта – Том Стаффорд и Дик Слейтон; Брант остался на Апполоне. После поздравлений президентов у нас был совместный ужин. В конце первой встречи мы должны были вручить американцам памятные сувениры. Были изготовлены золотые медали с изображением «Союза» и «Апполона» в космосе, их всего было 5 – для каждого участника полёта. Наши медали мы с Леоновым, к сожалению, оставили на Земле, где они пропали. Больше мы их не видели.

Читайте также:  Установка пружин на открытие

– Вы до сих пор поддерживаете отношения с американскими астронавтами с «Апполона»?

Конечно, мы общаемся. Созваниваемся по праздникам – Новый год, рождество, дни рождения, годовщина полёта, но иногда общаемся и просто так. Кроме того, были официальные поездки нас в США, и их к нам – на значимые даты «Союза-Апполона», примерно на 2 недели в каждой стране с семьями, жёнами и детьми. После первой поездки в 75-м году во многих городах США нас сделали почётными гражданами. В Чикаго нас встречали в аэропорту, и оттуда мы в кабриолетах ехали по всему городу, а местные жители нас приветствовали – махали с балконов и из окон.

– Как Вы относитесь к более поздним и современным полётам?

Сейчас в основном полёты совершаются на космические станции. Техника полёта более-менее отработана, и полёты проходят без происшествий. Но, безусловно, бывают нештатные ситуации – космос есть космос. Многие полёты сейчас длятся по полгода, запланирован годовой полёт. Космонавтика становится довольно-таки обыденным делом. На международной станции проводятся медико-биологические эксперименты, уже собрано много материалов, и надо стремиться к чему-то новому. Пока что не понятно, как длительное пребывание в невесомости отразится в будущем на человеческом здоровье, а это можно выяснить только с помощью длительных космических полётов. Что касается Луны, то как только появятся задачи, и будет ясно, для чего там необходимо строить базы, тогда и появится смысл этим заниматься – но все возможности сейчас уже есть. Полёт на Марс, я думаю, рано или поздно тоже состоится, но прежде чем туда лететь, нужно хорошо его изучить, чем сейчас американцы и занимаются. Но одним проектом, таким как Curiosity, здесь не обойтись. И это очень дорого. Луна обошлась американцам в 25 млрд. долларов (в пересчёте на современные деньги эта сумма вырастет в 5-10 раз). А посадка на Марс намного сложнее, из-за разряженной атмосферы. Старт с планеты будет тоже очень затратным и сложным, и в ближайшее время, наверное, ни одна страна на такое не решится.

– А задачи космического инженера сегодня как-то изменились – по сравнению с тем временем, когда летали Вы?

– Идея Королёва всё ещё актуальна? Насколько оправдано сегодня посылать в космос инженеров в расчёте на дальнейшее совершенствование ими космической техники?

Главное, для чего сегодня нужны инженеры в космосе – грамотное управление, а уже потом – создание совсем новой и совершенствование имеющейся техники.

– В заключение несколько вопросов личного плана. Что было самым сложным на Вашем пути в космонавты? За счёт чего с этим удалось справиться?

Пробить нишу, которую заняли лётчики. За счёт поддержки технического руководства.

– Что было самым сложным после того, как Вы стали космонавтом и совершили свой первый полёт?

Известность. И стремление некоторых начальников использовать в качестве пробивной силы.

– Вы вырастили двоих детей. Как они относятся к тому, что их отец – космонавт, и почему они не пошли по Вашим стопам?

В детстве дочь говорила, что хорошо быть космонавтом – все узнают, здороваются. А сын – во время полёта «Союза-Апполона» ему было 4 года – обиделся на меня и не хотел здороваться, когда мы возвращались с Байконура. Он думал, что из космоса, как из обычной командировки, можно привезти игрушки и жвачку, и их отсутствие его очень расстроило. После он спросил: «Папа, а зачем же ты тогда туда летал?» Так что освоение космического пространства детей не заинтересовало.

Экипаж космического корабля «СОЮЗ-6»

Шонин Георгий Степанович, Кубасов Валерий Николаевич

Кубасов Валерий Николаевич написал книгу «Прикосновение космоса», вот отрывок из нее:

. Признаюсь, технологические эксперименты в космосе — моя слабость. Еще в 1969 году мне, тогда бортинженеру «Союза-6», поручили провести первую электросварку металлов в невесомости.

Эксперимент подготовили для нас в Киеве, в Институте электросварки имени Е. О. Патона. Там же создали автоматическую установку «Вулкан». Управлять «Вулканом» можно было дистанционно. Мы с Георгием Шониным обосновались в спускаемом аппарате, сама установка осталась в орбитальном отсеке, в котором на время эксперимента был создан космический вакуум. Это весьма важное, помимо прочих, условие.

Пункт за пунктом выполнил «Вулкан», повинуясь командам из спускаемого аппарата, всю программу сварки. Испробовали многие ее виды, набор разных материалов. Потом мы восстановили в отсеке нормальную атмосферу и приплыли туда из спускаемого аппарата. Чувствуем странный какой-то запах, будто в баллоны для наддува отсека закачали некондиционный воздух. Принюхиваясь, подплыл к столу со сварочными образцами. Что ото? Стол чуть ли не пополам разрезан, как острым ножом, только края оплавлены!

Пришлось вернуться в спускаемый аппарат. Благо, что дело шло к концу полета, программу всю выполнили. Сидим в креслах, обдумываем создавшуюся ситуацию: ведь стол со сварочными образцами, полученными такой ценой, остался в орбитальном отсеке. Оставь их там, сгорят синим огнем в плотных слоях атмосферы!

Читайте также:  Установка kolibrios на нетбук

Ничего не поделаешь, надо спасать. Включив телекамеру, внимательно поглядели на стол, вообще на обстановку в отсеке. Решили для подстраховки снизить в нем давление: если обшивка выдержала больший перепад, то уж должна устоять при меньшем давлении.

За образцами я отправился один — так все-таки меньше риска. Вернулся, плотно задраил люк, и больше в орбитальный отсек мы не входили.

На Земле специалисты выяснили: под действием магнитного поля Земли изменилась фокусировка электронного луча, вместо сварки вышла резка.

С тех пор на орбитах периодически работают прекрасно оснащенные лаборатории по выплавке сверхчистых материалов, выращиванию кристаллов с весьма совершенной кристаллической решеткой, имеющих ныне огромное значение во многих отраслях науки и техники.

источник

Первая сварка в космосе

Впервые сварку в космосе провели 16 октября 1969 г. на корабле «Союз-6 космонавты Георгий Степанович Шонин и Валерий Николаевич Кубасов.

В орбитальном отсеке корабля «Союз-6» была смонтирована установка «Вулкан», предназначенная для проведения сварки в космическом вакууме. Установка «Вулкан» была разработана в Институте электросварки имени Е.О. Патона в Киеве.

Испытания сварочной установки «Вулкан» прошли успешно. Во время проведения сварки космонавты находились в спускаемом отсеке корабля, а орбитальный отсек был разгерметизирован. Космонавты контролировали процесс сварки по приборам, установленным в спускаемом отсеке. Установка «Вулкан» позволяла в автоматическом режиме выполнять дуговую, плазменную и электронно-лучевую сварку. При дуговой сварке в условиях космоса изменяется процесс переноса электродного металла. Капля вырастает до больших размеров и держится на конце электрода долго – около 3 секунд. Увеличение размера капли снижает плотность тока, уменьшает устойчивость горения дуги. Улучшает процесс наложение на дугу импульсов тока. Механические свойства шва достаточно высокие. Но самые хорошие результаты получены при электронно-лучевой сварке. Питание электронно-лучевой пушки осуществлялось от аккумуляторной батареи. Постоянное напряжение преобразовывалось в переменное с помощью инверторов, затем с помощью трансформатора повышалось и выпрямлялось. В пушке вместо магнитной фокусировки применена электростатическая, что упростило конструкцию и снизило вес установки.

16 октября 1969 г. корабль «Союз-6» успешно приземлился. Вертолёты поиска прибыли на место приземления через 10 минут, к этому времени космонавты уже самостоятельно выбирались из спускаемого отсека.

Сварку в открытом космосе впервые провели космонавты С. Савицкая и В. Джанибеков 14 июля 1984 г. во время полета на космическом корабле «Союз Т-12»

В открытом космосе были проведены эксперименты по электронно-лучевой сварке с помощью сварочного аппарата УРИ (универсальный ручной инструмент). Этот аппарат позволял осуществлять сварку, резку, пайку металла, нанесение покрытий. Данные операции выполнялись короткофокусной электронно-лучевой пушкой, которую космонавт держал в руке. Аппарат весил около 30 кг, а электронно-лучевая пушка – 2,5 кг.

25 июля 1984 г. космонавты В. Джанибеков и С. Савицкая вышли в открытый космос. В. Джанибеков оборудовал сварочный пост и подготовил инструмент к работе. Рабочее место оператора-сварщика отвечало всем требованиям техники безопасности. С.Савицкая выполнила операции резки, сварки, пайки и нанесения покрытий. Работа в открытом космосе продолжалась три часа.

Для сварки использовались сталь и титан, качество соединений было признано высоким, хотя при резке расплавленный металл плохо удалялся из реза в связи с невесомостью.

Проведенные космонавтами Савицкой и Джанибековым эксперименты показали, что оборудование имеет высокую степень надежности, а сварка в космосе – весьма перспективное дело.

Владимир Джанибеков рассказывает — Пришлось порядком потрудиться. Мне тогда довелось выполнять работу носильщика, сварщика и даже… папарацци. Нужно было взять с собой в открытый космос целую кипу вещей: сварочный аппарат, образцы металлов, теле- и фотокамеры. Все, конечно же, тащил я. Это был мой первый выход в открытый космос. Руки заняты ношей, хвататься за выступы на станции приходилось ногами. Поэтому сложно было удержать равновесие. Светлана тем временем надежно заякорилась в месте, отведенном для эксперимента. Она приступила к работе, а я снимал об этом телерепортаж, затем вооружился фотоаппаратом и щелкал им, словно папарацци.

Светлана сварила и спаяла по одному шву. С остальными образцами работал я. Скажу честно, к концу эксперимента у меня немели руки: их так передавили металлические кольца, которыми перчатки крепятся к скафандру выше запястья, что кровь к пальцам едва поступала.

— Как вы защищали глаза от сварочных лучей

— Там ТАКОЕ яркое солнце, что свечение сварки на его фоне не слишком выделяется. Нам не понадобились сварочные щитки, достаточно было световой защиты, которой оснащены стекла шлемов. На них нанесено покрытие на основе золота. Когда смотришь через него, предметы приобретают желтоватый оттенок.

— А брызги раскаленного металла представляли опасность?

— Нет. Я даже ловил их в кармашек, расположенный на рукавице скафандра.

— Эксперимент закончился без ЧП?

— К счастью, да. У нас была постоянная связь с Центром управления полетами, где находились инженеры, отвечающие за этот эксперимент. Мы могли рассчитывать на их подсказки. Но этого не понадобилось.

29 июля экипаж «Союза Т-12» благополучно вернулся на Землю. Некоторое время спустя был создан новый аппарат для сварки в космосе – «Универсал».

Советуем подписаться на наши страницы в социальных сетях: Facebook | Вконтакте | Twitter | Google+ | Одноклассники

источник