Сергей Галактионов – Лагранж (страница 4)

Снова тишина. Ревин слышал, как Степанов дышит — тяжело, с присвистом, как человек, который только что понял масштаб проблемы.

— Термоциклирование, — сказал Степанов. — Кумулятивная деформация. Мы моделировали... мы моделировали сто циклов. Стандартный тест.

— А реальность дала пять тысяч семьсот.

— Алексей Павлович, я...

— Паша, — сказал Ревин, и переход на имя означал, что разговор перестал быть официальным. — Мне не нужны извинения. Мне нужно решение.

Кэт, до этого молча слушавшая, подплыла к Ревину и показала ему свой планшет. На экране была открыта модель напряжённо-деформированного состояния стыковочного узла, которую она запустила, пока Ревин разговаривал с Землёй.

— Я просчитала, — сказала она вполголоса, так, чтобы динамик не передал её слова в ЦУП. — С этим выступом мы можем стыковать. Болты дотянут. Уплотнение сядет. Герметичность будет. Но — и это «но» размером с Юпитер — при длительной осевой нагрузке в зоне выступа возникнет концентрация напряжений. Коэффициент — два и четыре десятых. При расчётном ресурсе восемнадцать месяцев, с учётом этого коэффициента, запас прочности падает с трёх целых пяти десятых до одной целой четырёх десятых.

Одна целая четыре десятых.

В аэрокосмической инженерии запас прочности полтора считается минимально допустимым для пилотируемых аппаратов. Одна целая четыре десятых — ниже минимума. Не катастрофически ниже. Не «корабль развалится завтра» ниже. Но ниже того порога, за которым инженер может подписать акт приёмки и спокойно спать по ночам.

— Мы не можем стыковать с коэффициентом один-четыре, — сказал Ревин. Не Кэт — ей он уже не должен был это говорить, она знала. Он сказал это Степанову, и всем, кто слушал в ЦУПе, и всем, кто будет слушать запись.

— Мы не можем стыковать с коэффициентом один-четыре, — повторил он. — Нам нужно решение.

Лю Вэйдун, висевший у дальней стены, поправил очки.

— Два варианта, — сказал он. — Первый: запросить новый фланец с Земли. Изготовление, доставка, установка — минимум три недели. Мы теряем резерв.

— Второй? — спросила Кэт.

— Компенсационная проставка. Изготовить здесь. На платформе есть аддитивная установка?

— Есть, — сказала Остапчук из своего угла. — 3D-печать титаном. Рабочая зона — двести на двести на двести миллиметров. Точность — пятьдесят микрометров.

Лю кивнул.

— Достаточно. Нам нужна кольцевая проставка — вернее, сегмент кольца — толщиной от нуля до двух целых трёх десятых миллиметра, профилированная по данным лазерного скана. Она заполнит зазор и перераспределит нагрузку. Если геометрия точная — коэффициент вернётся к расчётным трём с половиной.

Ревин посмотрел на Лю. Потом — на Кэт. Потом — на модель напряжений на её планшете.

— Материал? — спросил он.

— Титан Ti-6Al-4V, — ответила Наталья Ким. Она подплыла к группе бесшумно, как подплывала ко всему — тихо, незаметно, появляясь в нужный момент с нужным знанием. — Тот же сплав, что фланец. Коэффициент термического расширения совпадает. Если мы поставим проставку из другого материала — при термоциклировании она будет расширяться и сжиматься по-другому, и через тысячу циклов мы получим новую проблему.

— Мы получим новую проблему в любом случае, — заметила Кэт. — Проставка, напечатанная на 3D-принтере, имеет пористость. Пористость снижает прочность. Нам нужно рассчитать — выдержит ли напечатанный титан те нагрузки, которые мы на него кладём.

— Я рассчитаю, — сказала Ким. — Мне нужен час.

— Параллельно, — сказал Лю, — я сделаю геометрическую модель проставки по данным скана. Мне нужны сырые данные профилометра.

— Кривцов, — Ревин повернулся к своему инженеру, — снимите полный скан фланца. Обе стороны. Все триста шестьдесят градусов. Разрешение — десять микрометров.

Кривцов кивнул и уплыл к стыковочному посту.

Ревин снова вызвал Землю.

— ЦУП, мы нашли решение. Компенсационная проставка, аддитивное производство на борту. Нам нужна верификация. Прошу подключить группу прочности и группу материалов.

— Принято, — ответил Степанов, и его голос звучал с той смесью облегчения и стыда, которую Ревин хорошо знал. Облегчения — потому что проблему решали. Стыда — потому что проблему создали на Земле.

В Хьюстоне группа Кэт запустила модель напряжений в программном пакете ANSYS. В Королёве группа Ревина сделала то же самое в NASTRAN. Два пакета, два набора граничных условий, два коллектива инженеров — и результаты должны были совпасть.

Они не совпали.

ANSYS давал запас прочности три целых шесть десятых с проставкой. NASTRAN давал три целых одну десятую. Расхождение в полпункта — существенное.

— Граничные условия, — сказал Лю, когда увидел оба результата на экране. — Хьюстон использует жёсткое закрепление по внешнему контуру фланца. Королёв — упругое. В реальности — ни то, ни другое. Фланец закреплён болтами, которые имеют конечную жёсткость и конечный предварительный натяг. Оба приближения — именно приближения. Истина — между ними.

— Три и три десятых, — сказала Кэт.

— Три и четыре десятых, — возразил Ревин.

— Три целых три десятых пять сотых, — сказал Лю. — Я построил третью модель, с учётом жёсткости болтового соединения. Если вам интересно.

Ревин и Кэт посмотрели друг на друга. Потом — на Лю. Потом — на экран, где светились три числа: 3,6 — 3,1 — 3,35.

— Принимаем три и три, — сказал Ревин. — Консервативная оценка из третьей модели. Это выше минимума. Значительно выше.

— Согласна, — сказала Кэт.

Лю не сказал ничего. Он уже работал над геометрической моделью проставки.

Проставку печатали шесть часов.

3D-принтер платформы — установка селективного лазерного плавления, SLM — занимал объём небольшого холодильника и работал в атмосфере аргона, чтобы предотвратить окисление титанового порошка. Лазер мощностью четыреста ватт проходил по тонкому — тридцать микрометров — слою порошка, сплавляя его в точном соответствии с трёхмерной моделью, которую Лю создал по данным лазерного скана. Слой за слоем. Триста слоёв. Шесть часов.

Ревин наблюдал за процессом через окно камеры. Там, внутри, в инертной атмосфере, рождался кусок металла, которого никогда не существовало на Земле — кусок, рассчитанный, спроектированный и произведённый на орбите, для орбиты, инженерами трёх стран. Он думал о том, что где-то внизу, на Земле, человечество занималось привычными делами — спорило, торговало, воевало, любило, — а здесь, в четырёхстах двадцати километрах над этим всем, трое людей из трёх разных миров молча смотрели, как лазер рисует будущее в титановом порошке.

Когда проставка была готова, Наталья Ким взяла её в руки — невесомый, в буквальном смысле, сегмент кольца, чуть шершавый от нерасплавленных гранул порошка на поверхности. Она осмотрела его, провела пальцем по краю.

— Плотность — четыре целых сорок одна сотая грамма на кубический сантиметр, — сказала она, взглянув на данные принтера. — Теоретическая плотность Ti-6Al-4V — четыре целых сорок три сотых. Пористость — ноль целых четыре десятых процента. Это хорошо. Это очень хорошо.

Лю проверил геометрию ручным микрометром. Девятнадцать контрольных точек. Все — в допуске.

— Устанавливаем, — сказал Ревин.

Установка заняла ещё три часа — не потому что была сложной, а потому что была ответственной. Проставку уложили на фланец «Факела» и зафиксировали тонким слоем космического клея — эпоксидного компаунда, способного полимеризоваться в вакууме при ультрафиолетовом облучении. Лю контролировал прилегание. Кэт — параметры клеевого шва. Ревин — общую картину.

Затем — повторная стыковка. Манипулятор снова подвёл «Факел» к «Колумбии». Снова — медленно, десять сантиметров в секунду. Снова — лазерный крест на мишени. Снова — камера ближнего обзора, показывающая два фланца, сходящихся в пространстве.

На этот раз лазерный профилометр показал зелёное поле. Ровное, как стол. Отклонение от номинала — не более тридцати микрометров по всей поверхности.

Болты затянули динамометрическим ключом — каждый из двадцати четырёх, строго в определённой последовательности (крест-накрест, чтобы избежать перекоса), строго с определённым моментом (сто двадцать ньютон-метров, плюс-минус два). Кривцов считал щелчки ключа, Жарков записывал моменты затяжки, Ревин стоял — висел — рядом и следил, чтобы ни один болт не был пропущен.

Последний болт встал на место в 23:47 по Гринвичу.

— Контроль герметичности, — скомандовал Ревин.

Давление в стыковочном узле подняли до ста трёх килопаскалей — на три процента выше нормального. Выдержали тридцать минут. Датчики утечки показали — ноль. Абсолютный ноль.

Ревин положил ладонь на обшивку стыковочного узла. Металл был холодным — температура на внутренней стороне обшивки, даже с теплоизоляцией, опускалась ниже комнатной. Но за этим холодом он чувствовал целостность. Два модуля стали одним.

Одним из четырёх.

— ЦУП, — сказал Ревин. — Стыковка «Факела» и «Колумбии» завершена. Герметичность — норма. Переходим к второму этапу. Стыковка «Тяньгуна» — завтра, ноль-шесть-ноль-ноль.

Он отключил микрофон и повернулся к Кэт и Лю, которые висели рядом, уставшие, с красными от недосыпа глазами, с волосами, торчащими в разные стороны в невесомости.

— Первый модуль, — сказал он.

— Первый из четырёх, — кивнула Кэт.

— Первый из восьмисот сорока семи проблем, — сказал Лю. И, помолчав, добавил: — Примерно.