Двигательная установка системы аварийного спасения (САС) космического корабля «Союз»

Аварийного спасения система — бортовая система космического корабля для спасения экипажа в случае аварии ракеты-носителя, т. е. при возникновении ситуации, в которой невозможно выведение космического корабля на орбиту искусственного спутника Земли, или при создании угрозы безопасности экипажу. Авария может сопровождаться разрушением ракеты-носителя, поэтому основные требования к системе аварийного спасения — быстродействие и удаление экипажа на безопасное расстояние от ракеты-носителя. Наиболее сложный (по условиям работы системы аварийного спасения) — начальный участок полёта ракеты-носителя длительностью 120—180 с, который характеризуется большими скоростными напорами (до 50 кН/м₂) и малыми располагаемыми высотами (на старте — высота ракеты-носителя). В условиях аварии ракеты-носителя на этом участке спасение экипажа может осуществляться по схемам: аварийным отделением спускаемого аппарата (предусмотрено на космических кораблях «Союз», «Меркурий» и «Аполлон»); катапультированием экипажа в креслах (космических кораблей «Восток», «Джемини»).

По первой схеме спускаемый аппарат с помощью двигательной установки системы аварийного спасения отводится на безопасное расстояние от ракеты-носителя с ускорением ~50—150 м/с₂; при аварии на старте эта двигательная установка обеспечивает также подъём спускаемого аппарата на высоту (1—1,5 км), достаточную для включения и работы системы приземления. Двигательная установка связана со спускаемым аппаратом через элементы головного обтекателя («Союз») или установлена на спускаемом аппарате («Меркурий», «Аполлон»). При нормальном полёте, после прохождения участка больших скоростных напоров, двигательная установка сбрасывается.

По второй схеме для увода от ракеты-носителя применяются ракетные ускорители, устанавливаемые на креслах; космонавты приземляются на индивидуальных парашютах. Метод катапультирования может использоваться при авариях на старте и на начальном участке полёта ракеты-носителя вплоть до предельно допустимых внешних условий (скорость, высота).

С момента сброса двигательной установки (при катапультировании — с момента превышения ограничений) и до выхода на орбиту космического корабля спасение осуществляется отделением спускаемого аппарата (или всего космического корабля) от ракеты-носителя с последующим полётом его по траектории спуска, торможением в атмосфере и посадкой. При аварии ракеты-носителя на больших высотах из-за крутых траекторий спуска имеют место большие перегрузки, действующие на экипаж (до 20—25 при аварии на 350—450 с полёта); для их уменьшения может применяться управляемый спуск с аэродинамическим качеством (перегрузка снижается до 15—18 при качестве 0,25—0,3).

Система аварийного спасения включает в себя двигательную установку, автоматику и специальные агрегаты. Двигательная установка состоит из нескольких твёрдотопливных ракетных двигателей. Основной ракетный двигатель удаляет спускаемый аппарат от аварийной ракеты-носителя; имеет тягу 500—1500 кН (например, на космическом корабле «Союз» — 785 кН), время работы 2—6 с. В состав двигательной установки могут входить вспомогательные ракетные двигатели, выполняющие задачи управления движением на участках работы основного двигателя, отделения спускаемого аппарата от двигательной установки и сброса двигательной установки при нормальном полёте. Управляющие двигатели могут быть заменены боковыми соплами основного ракетного двигателя, автономно включающимися по командам автоматики системы аварийного спасения.

Автоматика имеет элементы управления движением, счётно-решающие и временные устройства, коммутационные устройства, осуществляющие связь с исполнительными органами и с системами ракеты-носителя и космического корабля (системой управления, системой безопасности ракеты-носителя, системой приземления космического корабля и т.д.).

Автоматика системы аварийного спасения после получения сигнала «авария» от системы управления, системы безопасности носителя или по радиоканалу с Земли выдаёт в заданной временной последовательности команды на исполнительные органы системы аварийного спасения (двигательная установка, средства разделения и т.д.), а также на штатные системы космического корабля, используемые в случае аварии. Автоматика в ряде случаев обеспечивает управление движением спускаемого аппарата на участке работы двигательной установки. При аварии на различных участках полёта автоматика работает по разным программам (в зависимости от состава применяемых средств). Смена программ проводится в процессе прохождения активного участка траектории; выбор программы определяется моментом аварии. При аварийном спасении автоматика функционирует до начала автономного полёта спускаемого аппарата (при работе по схеме увода) или до отделения кресла с космонавтом (в схеме катапультирования). Дальнейшие операции по обеспечению приземления экипажа проводятся по командам других систем (автоматики системы приземления, автоматики катапультируемого кресла и т.д.).

Аварийное состояние ракеты-носителя определяется автономной системой безопасности или системой управления ракеты-носителя.