***

Что такое современные технологии контроля технического состояния объектов наземной космической инфраструктуры космодрома «Плесецк» и как они помогли в ходе недавних работ по запуску космического аппарата «Коронас-Фотон»

***

Генерал-майор запаса, доктор технических наук, профессор Владимир Прохорович (в недавнем прошлом – заместитель начальника Военно — космической академии им. А.Ф.Можайского по учебной и научной работе, в настоящее время – директор филиала ФГУП «ЦЭНКИ» (г. Санкт-Петербург), недавно встречался с молодыми сотрудниками космической отрасли. В ходе беседы Владимир Евгеньевич рассказал об опыте использования новых для космической отрасли технологий контроля при эксплуатации и применении космических средств. В качестве примера он указал на положительный опыт работы относительно новой организации – организации, большинство из сотрудников которой являются учеными-прикладниками, организации, без участия которой уже длительное время не проводится ни одна серьезная работа на стартовых комплексах Космодрома.

Название этой организации – Учреждение науки «Инженерно-конструкторский центр сопровождения эксплуатации космической техники», идея рождения которой возникла у ветеранов Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского в 1997 году.

На сайте Федерального космического агентства опубликован текст статьи, в которой директор филиала ФГУП «ЦЭНКИ» отразил основные вопросы, звучавшие в ходе прошедшей беседы. Приводим её текст.

Уважаемый читатель!

В предлагаемой Вашему вниманию статье мы намеренно постарались избежать физических и технических тонкостей применения неких технологий контроля технического состояния, и надеемся дать общее, доступное для широкого круга читателей представление об уже более чем двенадцатилетнем опыте работы группы инженеров, увлеченных идеей обеспечения как можно более длительного и безопасного использования очень сложных объектов наземной космической инфраструктуры, с помощью которых уже не один десяток лет в космос отправляются ракеты с космическими кораблями «на своих плечах». Это прежде всего, все пусковые площадки постройки 60-70-х годов для космических ракет, которые находятся на нашем космодроме и на космодроме «Байконур». Площадки эти представляют из себя целые городки сооружений, насыщенные разнообразной техникой, и называются они стартовыми комплексами, которые, с одной стороны, еще могут приносить неоценимую пользу нашему Государству, а с другой стороны, к сожалению, таят в себе всевозрастающий риск нанесения вреда жизни людям, окружающей природе и, конечно, риск причинения материального ущерба их хозяевам. Понимая это доподлинно, группа молодых инженеров из Военно-космической академии им. Можайского в составе 12 человек, получив задание в конце 1996 года от руководства ГКНПЦ им. М.В. Хруничева и Военно-Космических Сил в лице Игоря Соломоновича Додина и Валентина Викторовича Михайлова, поставила перед собой задачу, — по тем временам далеко не тривиальную, – от решения которой отказались тогда ведущие НИИ и ВУЗы нашей космической отрасли. В чем же суть задачи, родившейся в октябре 1996 года? А вот в чем: «Можно ли найти и применить какие-либо инженерные и физические инструменты, которые бы дали возможность определить запасы текущего «здоровья» уже «старенького», 1965 года рождения, стартового комплекса с которого должны были подниматься в небо самые тяжелые ракеты космической отрасли России — «Протоны», — только что вышедшие за ворота ракетного завода Государственного космического центра им. М.В. Хруничева.

И такие инженерные и физические инструменты были найдены (в том числе придуманы) и первый раз применены уже к концу 1997 года на одной из площадок космодрома «Байконур», где до сих пор «живут» и «работают» эти «старенькие», но «здоровые» стартовые комплексы, – путь в жизнь которым дал в 60-е годы легендарный конструктор и ученый Владимир Павлович Бармин – соратник Генерального конструктора Сергея Павловича Королева. В чем же суть этих, пока загадочных для Вас, дорогой читатель, инструментов? А суть, если Вы позволите, можно изложить проведя простую параллель между работой сотрудников Учреждения науки ИКЦ СЭКТ и работой врачей. Вы знаете, конечно, что Ваше, иногда, возможно, пошатнувшееся здоровье, врач может определить значительно более точно, если он «вооружен» современными диагностическими средствами (приборы измерения температуры, кровяного давления, рентгеновские и ультразвуковые аппараты, разнообразные томографы и т.д.). Также действуют и наши «врачи» стартовых комплексов. Они получили уже «на вооружение», отмеченные в заглавии – «технологии контроля технического состояния». Принципиальное отличие этих «технологий…» от врачебных инструментов одно. В последнем случае врачи имеют дело с объектом исследования, «устройство» которого известно уже сотни лет, при этом другие люди, — сотрудники медицинских НИИ, – те же сотни лет разрабатывают диагностические инструменты по исследованию «технического состояния» своего объекта исследования – человека. В нашем же случае приходится иметь дело каждый раз с уникальным объектом исследования, очень громоздким по размерам и разнородным по физике работы своих десятков тысяч элементов, но работающим, как и организм человека, — в единой самоуправляемой системе – организационно-технической системе, которая носит название стартовый комплекс. Заметим попутно, что для этого случая, в принципе, не могут быть выработаны раз и навсегда пригодные рецепты по применению конкретных диагностических средств, что вполне возможно в случае пары: «врач-больной». Перейдем теперь, Дорогой читатель, к техническому описанию содержания и назначения современных технологий контроля состояния наземных космических средств.

Прежде всего, необходимо отметить два обстоятельства. Во-первых, то, что цель применения современных технологий контроля технического состояния космической техники заключается в предотвращении ее отказов или уменьшении их последствий, и во-вторых, то, что они основаны на использовании, так называемых, методов неразрушающего контроля. К таким методам относятся методы, после применения которых, объекты контроля могут быть использованы по прямому назначению, т.е. «здоровью» объекта контроля не причиняется никакого вреда. Именно эта особенность названных методов позволяет применять их в медицине, например, при проведении уже упомянутого выше ультразвукового исследования с помощью соответствующих аппаратов. Так как объекты космодрома отличаются большим разнообразием и сложностью, то для контроля их состояния используется широкий спектр методов неразрушающего контроля. Кроме методов ультразвукового контроля, с помощью которых могут быть обнаружены дефекты в металлических конструкциях и бетоне, используются и другие методы:

• эндоскопические методы (тоже, возможно, знакомые некоторым читателям) для контроля внутренних поверхностей емкостей, трубопроводов и других объектов через отверстия малого диаметра;
• методы, позволяющие измерять вибрации насосов, электродвигателей, компрессоров и т.д. и на основе этих измерений прогнозировать моменты наступления отказов их элементов;
• акустико-эмиссионные методы, позволяющие регистрировать «стоны» (сигналы малой интенсивности) металлических конструкций при зарождении дефектов и определять их местоположение, а также «крики» элементов этих конструкций (сигналы большой интенсивности и частоты) при приближении катастрофической ситуации;
• тепловизионные методы, позволяющие проводить контроль качества теплового режима работы различных агрегатов, герметичности трубопроводов, уровня жидкости в непрозрачных емкостях, и ряд других методов.

Не будем утомлять читателя изложением сущности перечисленных методов, а кратко упомянем о том, как использование одного из них помогло совместному расчету нашего космодрома успешно выйти из нештатной ситуации, возникшей при подготовке к запуску космического аппарата «Коронас – Фотон» в морозный день 29 января. При проведении заправки ракеты-носителя «Циклон» с упомянутым космическим аппаратом произошла нештатная ситуация, связанная с остановкой процесса заправки ракеты. Ракета оказалась незаполненной компонентом топлива по норме. Для устранения этой нештатной ситуации потребовалось выяснить фактический объем топлива, находящегося во всех баках РН «Циклон».

В сложившейся обстановке быстро получить ответ на этот вопрос можно было только с помощью технологии тепловизионного контроля теплового поля, излучаемого заправленной ракетой. Такой контроль был выполнен доктором технических наук профессором Валерием Васильевичем Боровиковым и кандидатом технических наук Михаилом Васильевичем Ведерниковым — специалистами Учреждения науки ИКЦ СЭКТ под техническим руководством и при участии наших офицеров-испытателей, прежде всего: полковника Александра Николаевича Шевкунова, полковника Ильи Владимировича Малкова, полковника Александра Владимировича Глазкова, подполковника Александра Валентиновича Петошина. В результате анализа полученного теплового «портрета» ракеты и наземных заправочных коммуникаций было выяснено, что бак окислителя второй ступени заполнен только на одну треть. После проведения операции слива топлива из всех баков, вновь был получен тепловой «портрет» ракеты, который позволил уточнить объем окислителя в баке второй ступени, и на этой основе специалистам ГКБ «Южное» во главе с заместителем генерального конструктора Анатолием Васильевичем Огарковым удалось провести очень необходимые всем расчеты. По результатам завершения расчетов, председатель Государственной комиссии заместитель руководителя Федерального космического агентства Виктор Петрович Ремишевский принял важнейшее на тот момент решение о безопасном переводе РКН «Циклон» из вертикального положения в горизонтальное. После перевода ракеты в горизонтальное положение был демонтирован предполагаемый «виновник» нештатной ситуации – обычный фильтр, визуальный осмотр которого подтвердил его неисправное состояние. Алгоритм дальнейших необходимых действий совместного расчета был представлен на утверждение техническому руководству пуском нашим известным специалистом-ракетчиком Александром Владимировичем Глазковым, и в 16 часов 30 минут, на следующий день, 30 января 2009 г. с одной из пусковых площадок космодрома «Плесецк» был произведен успешный запуск космического аппарата «Коронас – Фотон». Таким образом, присутствие на нашем космодроме специалистов Учреждения науки ИКЦ СЭКТ, владеющих современными технологиями контроля технического состояния космической техники позволило предотвратить срыв выполнения важной Государственной задачи. Это всего лишь один из примеров эффективного применения современных технологий контроля технического состояния космической техники, а за последние более 10-ти лет работы новой для нас научной организации ИКЦ СЭКТ на космодромах «Байконур» и «Плесецк» таких примеров накопилось немало.

Генерал-майор запаса, доктор технических наук,
профессор Владимир Евгеньевич Прохорович