Серия «История Советской космонавтики»

Человек всегда хотел летать как птица. Но, поднявшись на орбиту, он вынужден ползать, цепляясь за поверхность космических аппаратов... Если только у него нет специального устройства для автономного передвижения в космосе.

Космонавт медленно перемещается по поверхности космической станции, уже подбирается к месту неисправности, но за пару метров до цели обнаруживает, что цепочка, соединяющая его со шлюзом, слишком коротка. На минуту замешкавшись, он отстегивает от пояса карабин с цепочкой, чтобы закрепить его на ближайшей скобе. В этот момент, непроизвольно рванувшись за выскользнувшим из рук инструментом, космонавт отделяется от станции и, беспорядочно вращаясь, летит в космическую бездну. Неужели гибель? Но в движениях космолетчика нет и тени паники. Взяв в руки пару устройств, похожих на пистолеты, он целится куда-то в пустоту и нажимает «спусковые крючки». Из сопел беззвучно вырывается сжатый воздух, и реактивная сила в полном соответствии с законами механики возвращает человека к станции. Менее чем за минуту, умело манипулируя «пистолетами», космонавт причаливает и приступает к ремонту, ради которого и выбрался в пустоту...

Лет 30-40 назад казалось, что до эпохи индустриального освоения космоса рукой подать. А для сборочно-монтажных и ремонтных работ на околоземных орбитах, конечно, потребовались бы устройства индивидуального передвижения в открытом пространстве. К сожалению, для таких задач реактивные пистолеты оказались непригодны, причем главным образом из-за низкой точности, поскольку управлялись вручную и на глазок. Устройство для перемещения космонавта-монтажника должно обеспечивать надежную ориентацию в пространстве, точное передвижение из точки в точку, комфортные условия работы и большую автономность действия.

«РЕАКТИВНАЯ ПОДКОВА»

Уже в начале 1960-х было известно, что человеку гораздо проще управлять линейными скоростями и перемещениями, чем вращательными движениями. Поэтому система ориентации устройства должна быть хотя бы частично автоматизированной и ограничивать угловые скорости и ускорения. Например, было определено, что двигатель ориентации ни в коем случае не должен позволять космонавту вращаться быстрее, чем со скоростью 40-50 градусов в секунду.
Желательно также, чтобы система точно определяла свои координаты или хотя бы расстояние и ориентацию относительно цели движения и места, куда надо вернуться. Всегда должна сохраняться связь с космическим кораблем или с Землей, и все это должно обеспечиваться в течение нескольких часов автономной работы. Если опираться на элементную базу 1960-х годов, то вырисовывался агрегат массой в сотни, если не тысячи килограммов. Чтобы уложиться в разумные ограничения по массе, конструкторам приходилось искать компромисс между ручным и автоматическим управлением.

Таким компромиссом было советское устройство перемещения и маневрирования космонавта (УПМК), которое разрабатывалось сначала для кораблей «Восход», а затем, в 1965-1966 годах, по программе военных станций «Алмаз». Установка в форме подковы как бы обнимала космонавта в скафандре. Перемещение обеспечивалось двумя блоками — разгонным и тормозным, каждый из 42 пороховых двигателей. Срабатывание одного двигателя разгоняло космонавта на 20 сантиметров в секунду. Вдоль современной стометровой Международной космической станции (МКС) с такой скоростью можно было бы пролететь примерно за 10 минут. Двигаться медленнее было невыгодно, быстрее — опасно и расточительно. И разгонные, и тормозные двигатели размещались так, чтобы вектор тяги проходил через центр масс, не вызывая разворотов космонавта. Система ориентации состояла из 14 миниатюрных сопел, работавших на сжатом воздухе, и управлялась «джойстиком» на подлокотнике подковы, причем автоматика ограничивала скорость разворота.

НЕБЕСНЫЙ ТИХОХОД

Маневренность аппарата определяется запасом топлива и скоростью его истечения из сопла. Скорость зависит от температуры газа и степени расширения сопла. Высокая температура сгорания жидкого или твердого топлива обеспечивает скорость истечения 2-3 км/с. Из баллона сжатый воздух через сопло течет в три - пять раз медленнее, и для разгона газа требуется во столько же раз больше. И все же для маневров вблизи станции в основном пользуются сжатым воздухом. Главное здесь — надежность и безопасность использования, скорости нужны небольшие, и при переходе на ракетное топливо выигрыш в массе рабочего тела теряется из-за увеличения массы и сложности двигательной установки и оборудования для ее обслуживания. Для автомобиля запас топлива определяет путь, который он сможет проехать. В космосе же от топлива зависит не путь, а суммарное изменение скорости, которого можно достичь, израсходовав весь запас. Даже большое расстояние можно преодолеть с минимальными запасами топлива, если снизить скорость. Но чрезмерно медлить за бортом станции не дают другие ограничения: ресурс жизнеобеспечения скафандра и высокая стоимость работ в космосе.

УСЛОВИЯ И ОБСТОЯТЕЛЬСТВА

Масса УПМК составляла 90 килограммов, а вместе с пилотом в скафандре — 250 килограммов. Аккумуляторы обеспечивали до четырех часов автономной работы в открытом космосе. А запаса топлива, если бы целиком потратить его на ускорение в одном направлении, хватило бы для разгона до скорости 32 м/с. Этот параметр в космонавтике называют характеристической скоростью устройства. Применение твердого ракетного топлива и сжатого воздуха упрощало эксплуатацию и повышало безопасность УПМК. К сожалению, испытать устройство на орбите советским космонавтам так и не удалось.

ОСЕДЛАТЬ КОСМИЧЕСКИЙ РАНЕЦ

Техника сорокалетней давности не позволяла воплотить в компактном устройстве весь набор необходимых функций. Многое космонавту приходилось делать вручную, полагаясь на свой вестибулярный аппарат и глазомер. В 1980-х годах аппаратура стала миниатюрнее и легче. Кроме того, резерв массы для размещения дополнительных приборов увеличился за счет снижения требований к характеристической скорости, ведь ожидавшееся масштабное космическое строительство так и не началось. Назначением УПК (устройства передвижения космонавта) теперь виделось обследование спутников, требующих ремонта, а также инспекция состояния наружных систем орбитальных станций. Для этих ограниченных задач полной автоматизации процесса управления не требовалось. Тем не менее были созданы достаточно сложные УПК, позволившие разгрузить космонавта от многих рутинных операций. Пилот теперь только подавал команды «джойстиками», а с какой скоростью двигаться, сколько и каких двигателей задействовать, решали уже авто. системы.

ЗВЕЗДНЫЙ ДАЙВИНГ

Советское средство передвижения космонавта 21КС (СПК), созданное для работы совместно со скафандром «Орлан ДМА» на станциях типа «Мир» и кораблях «Буран», могло работать в двух режимах: экономичном и форсированном. Первый ограничивал линейные и угловые скорости вблизи станции или спутника-мишени. Газовые сопла выбрасывали сжатый воздух импульсами длительностью около одной секунды, а скорость вращения не превышала 10°/с. Так что для разворота кругом требовалось не менее 20 секунд. Форсированный режим служил для быстрых перемещений на безопасном расстоянии от станции и для экстренного реагирования в случае риска столкновения. При этом линейные сопла работали импульсами по четыре секунды, а угловые ускорения достигали 8 °/с2 — почти втрое больше, чем в экономичном режиме. Основу конструкции составлял массивный ранец, на котором размещались все системы. Сжатый воздух, как у дайверов, хранился в двух 20-литровых баллонах под давлением 350 атмосфер и выпускался через 32 сопла. Пульты управления с тумблерами и рукоятками располагались на двух консолях — под обеими руками космонавта.

Подавая команду с помощью тумблера на пульте, космонавт открывал электропневмоклапан, который, в свою очередь, управлял подачей воздуха через сопла тягой 5 ньютонов (0,5 килограмма-силы) каждое. Сопла располагались по углам «ранца» и позволяли как двигаться по прямой, так и совершать повороты вокруг трех осей. Первые летные испытания 21КС провели в феврале 1990 года космонавты Александр Серебров и Александр Викторенко на станции «Мир». Они выходили в открытый космос из модуля «Квант-2» и удалялись от станции на 35-45 метров. Для безопасности на данном этапе использовалась страховочная лебедка, однако при штатной эксплуатации СПК должно было работать без «привязи», удаляясь на расстояние до 60 метров от станции «Мир» и до 100 метров от корабля «Буран». Разница объяснялась тем, что «Буран» мог в случае неполадок в СПК легко догнать космонавта.

ЛОВЦЫ СПУТНИКОВ

Отечественное устройство было аналогом не менее совершенного американского «космического мотоцикла» MMU (Manned Maneuvering Unit, «пилотируемый маневрирующий блок»). При схожей с 21КС конструкции он имел несколько меньшую характеристическую скорость и был на 30 килограммов легче. В двух алюминиевых баллонах, усиленных кевларом, содержалось шесть килограммов азота (он и выбрасывался из сопел, приводя систему в движение).

21КС и MMU
Продолжительность автономной работы без дозаправки — более 6 ч (6 ч)
Характеристическая скорость — 30 м/с (24,4 м/с)
Масса—менее 180 кг (150 кг)
Общее количество выходов в космос — не менее 15
Макс, допустимая скорость — 1 м/с
Макс, угловая скорость — 10°/с
Точность автоматической стабилизации — 0.5...5° (0,5°/с)
Максимальное удаление: от станции «Мир» — 60 м (со страховочной привязью)
от корабля «Буран» — 100 м
В феврале 1990 года космонавты А. Викторенко и А. Серебров испытали в космосе устройство СПК 21 КС (на фото), по очереди облетев на нем станцию «Мир». Увы, устройство, прозванное журналистами «космическим мотоциклом», оказалось не слишком удобным. По словам А. Сереброва, «поскольку руки у космонавта жестко прикреплены к рукояткам, то он толком не мог ничего поделать с грузом, значит, для транспортировки СПК использовать невозможно...»

СУТЬ ДЕЛА

1) Для выполнения монтажных операций и перемещения космонавта в открытом космосе требуются специальные устройства основанные на реактивном принципе движения.
2) Устройства передвижения космонавтов (УПК) прошли путь от простых приспособлений "пистолетного" типа до сложных агрегатов, сравнимых с миникосмическими кораблями.
3) Из-за отсутствия масштабных монтажных работ в космосе УПК остановились в развитии и даже претерпели некоторый регресс.

1) Реализация мастабных космических проектов, таких как освоение Луны и Марса, может подтолкнуть дальнейшее развитие устройств передвижения космонавтов.
2) Прогресс УПК будет связан со снижением их массы, расширением функциональности, ростом энергетики и повышением точности и быстродействия автоматических систем управления с элементами искусственного интеллекта.
3) Для перемещения на планетах, спутниках и астероидах с невысокой гравитацией могут появиться аналоги современных реактивных поясов, которые на Земле используются в развлекательных целях.

ЧТО ДАЛЬШЕ?

Так что на устройства передвижения пока возлагаются ограниченные задачи. Например, спасение космонавта при случайном удалении от станции во время выхода в открытый космос. Российское устройство спасения космонавта (УСК) крепится сзади к скафандру «Орлан-М» и питается от его батарей. Оно обеспечивает проход через люк диаметром 0,8 метра и приводится в действие переключателем, размещенным на пульте управления скафандра. В полуавтоматическом режиме система обеспечивает стабилизацию космонавта по трем осям с точностью 5 градусов, а также позволяет вручную управлять поворотами вокруг одной выбранной оси. Есть и режим прямого управления, когда космонавт сам парирует все угловые возмущения. И, конечно, в обоих режимах можно произвольно менять линейную скорость. У американцев похожее УСК, называемое SAFER (Simplified Aid for EVA Rescue, или упрощенное устройство для спасения космонавта при внекорабельной деятельности), применялось уже более чем в 100 выходах в открытый космос.

СОВЕТСКОЕ УСТРОЙСТВО 21 КС Советское устройство перемещения и маневрирования космонавта 21 КС было настоящим космическим кораблем в миниатюре и предназначалось для «строительных работ» в космосе.
1. Ранец с запасом сжатого газа и системой управления
2. Сопла бокового смещения
3. Отгибаемые подлокотники с рукоятками управления

Авторы: ИГОРЬ АФАНАСЬЕВ, ДМИТРИЙ ВОРОНЦОВ, Иллюстрации PОCTОMA ЧИЧЬЯНЦА, журнал ВОКРУГ СВЕТА

1 июня 1928 года, родился Георгий Тимофеевич Добровольский - командир космического корабля "Союз-11" и первой в мире орбитальной станции "Салют", лётчик-космонавт СССР № 24, подполковник. Герой Советского Союза.

В 1971-м году Добровольский совершил полет в качестве командира космического корабля Союз-11 и орбитальной космической станции Салют-1. Полёт продолжался в течение 23 суток. При спуске произошла разгерметизация спускаемого аппарата Союз-11, экипаж, в составе Георгия Добровольского, Владислава Волкова и Виктора Пацаева, погиб.

Родился в городе Одессе в семье рабочего. Русский. Член КПСС с 1954 года. Когда началась Великая Отечественная война ему было 13 лет. Георгий рыл окопы, гасил зажигалки, помогал защищать родной город. Когда осенью 1941 года Одесса пала, решил бороться с оккупантами в рядах партизан. Он раздобыл пистолет, но использовать его не успел. Во время облавы был схвачен, избит и за ношение оружия брошен в тюрьму. Румынский военно-полевой суд приговорил его к 25 годам каторжных работ. 19 марта 1944 года, незадолго до освобождения города (Одесса была освобождена 10 апреля), по подложным документам, изготовленным подпольщиками, ему удалось бежать.

После войны поступил в Одесскую спецшколу ВВС. В Советской Армии с 1946 года. Окончил Чугуевское военное авиационное училище лётчиков в 1950 году. Служил в истребительной авиации, прошёл путь от рядового лётчика до заместителя командира эскадрильи по политической части.

В январе 1963 года зачислен в отряд космонавтов. В 1964 году заочно окончил Военно-воздушную академию. При подготовке к космическим полётам Добровольский не щадил своих сил, стремился вникнуть в специфику работы лётчика-космонавта до мельчайших деталей. Напряжённо, с полной отдачей работал он все 8 лет вплоть до того дня, когда Государственная комиссия утвердила его командиром экипажа космического корабля «Союз-11» и орбитальной пилотируемой научной станции «Салют».

6 июня 1971 года в 7.55 по московскому времени ракета-носитель с кораблём «Союз-11» стартовала в космос. 7 июня в 10.45 корабль состыковался с орбитальной станцией «Салют», находившейся на орбите с 19 апреля. С этого момента впервые в мире на орбите начала функционировать пилотируемая научная станция. Полёт продолжался 23 суток. За это время экипаж выполнил обширную программу испытаний систем станции, медико-биологических исследований и астрофизических экспериментов. По словам академика М.В. Келдыша, проведённые эксперименты «открывают большие перспективы для метеорологии, геологии, географии, по исследованию океана, растительного покрова и ресурсов Земли».

30 июня 1971 года при возвращении на Землю произошла разгерметизация спускаемого аппарата (преждевременно открылся клапан, стравивший воздух). Когда поисковая группа открыла люк спускаемого аппарата, то обнаружила космонавтов неподвижно сидящих на рабочих местах. Все реанимационные мероприятия результатов не дали. Экипаж корабля (Добровольский Георгий Тимофеевич, Волков Владислав Николаевич, Пацаев Виктор Иванович) погиб.

Похоронен на Красной площади в Кремлёвской стене.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 30 июня 1971 года за мужество и героизм, проявленные в космическом полёте, подполковнику Добровольскому Георгию Тимофеевичу посмертно присвоено звание Героя Советского Союза.

Награждён орденом Ленина, медалями.

Навечно зачислен в списки воинской части. Именем Добровольского названы астероид в созвездии Льва, научно-исследовательский корабль АН СССР, улицы в ряде городов, школы № 10 в Одессе и № 54 во Владивостоке. Почётный гражданин города-героя Одессы. В Одессе на проспекте его имени установлен памятник. В Могилёве на улице его имени установлена мемориальная доска. Проводился Международный турнир по прыжкам на батуте памяти Добровольского.

Левченко Анатолий Семенович. Летчик-космонавт СССР. Герой Советского Союза. Выполнил полет на КК «Союз-ТМ-4»-«Мир»-«Союз-ТМ-3» (1987) совместно с В.Г. Титовым и М.Х. Манаровым.

Родился 21 мая 1941 года в посёлке городского типа Краснокутск Харьковской области Украины. Украинец. Член КПСС с 1965 года. В 1958 году окончил Краснокутскую среднюю школу. В 1958 - 1959 годах работал в садоводстве.

В Советской Армии с 1959 года. В 1964 году окончил Черниговское высшее военное авиационное училище лётчиков, а в 1967 году — курсы усовершенствования офицерского состава. С 1964 по 1970 г служил в Военно-воздушных силах СССР, вначале в районе Липецка, затем в Туркмении. В 1971—1977 годах — лётчик-испытатель ЛИИ, участвовал в испытаниях истребителей, бомбардировщиков и транспортных самолётов (всего освоил 87 типов и модификаций самолётов), в работах, направленных на расширение ограничений и улучшение характеристик боевых истребителей. Занимался прочностными и аэродинамическими исследованиями, доводкой серийных и модифицированных силовых установок и экспериментального оборудования.

С 1970 года капитан Левченко — в запасе. Был на испытательной работе. Летал на самолетах истребительного, бомбардировочного и транспортного типов. Проводил работы, связанные с расширением ограничений и улучшением характеристик боевых истребителей, прочностными и аэродинамическими исследованиями, а также доводкой серийных и модифицированных силовых установок и экспериментального оборудования.

С 1977 года работал в группе специальной подготовки по программе «Буран». В 1978 году зачислен в отряд советских космонавтов, где прошёл полный курс общекосмической подготовки, подготовки к полетам на КК типа "Союз ТМ" и "Буран" и орбитальной станции "Мир". Лётчик-испытатель 1-го класса (1979). В 1980 был зачислен в состав отряда космонавтов-исследователей, с 1981 — отряда космонавтов-испытателей. Первоначально планировался на должность командира дублирующего экипажа для первого космического полёта корабля «Буран», совершил несколько полётов на специальном экземпляре «Бурана» для горизонтально-лётных испытаний.

21-29 декабря 1987 года участвовал в полёте на станцию «Мир» в качестве космонавта-исследователя на кораблях «Союз ТМ-4» (старт; командир экипажа — Владимир Титов, бортинженер — Муса Манаров) и «Союз ТМ-3» (посадка; командир экипажа — Юрий Романенко, бортинженер — Александр Александров). Продолжительность полёта — 7 суток 21 час 58 минут. Провёл эксперимент по исследованию возможности управления «Бураном» в период острой адаптации к невесомости. За этот полёт ему было присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда». Сразу же после возвращения на землю провёл ещё один эксперимент, направленный на оценку реакции пилота при управлении «Бураном» после воздействия факторов космического полёта.

29 декабря 1987 года сразу после возвращения на Землю отважный покоритель космоса провёл эксперимент с целью оценки реакции пилота при управлении МТКК "Буран" после воздействия факторов космического полёта. Для этого, на самолётах "Ту-154" и "МиГ-25", оборудованных системами управления МТКК "Буран", А.С. Левченко выполнил самостоятельные полёты от космодрома «Байконур» до Москвы и обратно. В ходе полёта, продолжительностью 7 суток 21 час 58 минут 12 секунд, А.С. Левченко проводил эксперимент по исследованию возможности управления многоразовым транспортным космическим кораблём (МТКК) "Буран" в период острой адаптации к невесомости на специальном стенде, который был размещён в бытовом отсеке КК "Союз ТМ-4". Заслуженный лётчик-испытатель СССР (1986). С февраля 1987 года — заместитель начальника Отраслевого комплекса подготовки космонавтов-испытателей.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 29 декабря 1987 года за успешное осуществление космического полета на орбитальном научно-исследовательском комплексе "Мир" — "Союз" и проявленные при этом мужество и героизм лётчику-космонавту СССР Левченко Анатолию Семёновичу присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» (№ 11564).

Награды:
Награждён орденом Ленина,
медалями.
Удостоен звания "Заслуженный лётчик-испытатель СССР" (15 августа 1986 года).

Именем Героя названа улица в городе Жуковский Московской области.

18 мая 1908 года, родился Пилюгин Николай Алексеевич.
Выдающийся ученый и конструктор в области систем управления ракетно-космической техники, академик, член президиума АН СССР, Директор и Главный конструктор Научно-исследовательского института автоматики и приборостроения (1946- 1982 годы), академик, член первого состава Совета главных конструкторов РКТ, дважды Герой Социалистического Труда, депутат Верховного Совета СССР, лауреат Ленинской и Государственной премий.

После окончания 9 классов школы в 1926 году, начал работать слесарем, а затем файнмехаником, в ЦАГИ. В 1930 году по направлению А. Н. Туполева, поступает в МВТУ им. Баумана. Дипломным проектом стал прибор «Жирограф», предназначенный для записи результатов измерений угловых скоростей самолета. Окончил МВТУ им. Баумана в 1935 году, работал в ЦАГИ, Лётно-испытательном институте.В 1943 году защитил кандидатскую диссертацию. В 1944 году работает в отделе управления НИИ-1 по ракетной технике. В 1944—1946 года изучал по обломкам немецкую баллистическую ракету Фау-2.
По предложению С. П. Королёва Пилюгин в 1946 году становится главным конструктором автономных систем управления в НИИ-885 и членом Совета главных конструкторов. Вёл разработку автоматизированной системы управления баллистической ракеты Р-1.
Разрабатывал системы управления ракет Р-1, Р-7 (выводившей на орбиту Спутник-1 и первого космонавта), руководил разработкой систем управления многих межпланетных станций, ракет «Протон», советского космического челнока «Буран». Был депутатом Верховного Совета СССР 7—10-го созывов.

Основоположник отечественных систем автономного управления ракетными и ракетно-космическими комплексами — академик Н. А. Пилюгин, член легендарного Совета главных конструкторов ракетной и ракетно-космической техники, который возглавлял С. П. Королев.

Трудовой путь Николая Алексеевича начался в 1926 г., когда он после окончания 9 классов школы начал работать слесарем в Центральном аэрогазодинамическом институте (ЦАГИ), быстро освоил свое ремесло и, достигнув в нем высокого профессионализма, стал особо квалифицированным мастером своего дела — файнмехаником. Молодого рабочего заметил А. Н. Туполев, и Николая Алексеевича направили учиться. В 1930 г. он поступил в МВТУ им. Н. Э. Баумана, которое окончил в 1935 г., получив диплом инженерамеханика. Его дипломный проект — чертежи, пояснительная записка — был посвящен разработке прибора «Жирограф», предназначенного для записи результатов измерений угловых скоростей самолета относительно трех его главных осей как функции времени. Своим появлением этот прибор обязан инициативе студента Пилюгина, который и воплотил его в металле, вернувшись работать в ЦАГИ. Приборсамописец, прикрепленный к самолету, регистрировал на бумаге малейшие изменения углового положения самолета по углам крена, курса и тангажа. Расшифровка записи на земле давала картину поведения самолета в воздухе. Более полувека пилюгинский «Жирограф» использовался при летных испытаниях и доводке самолетов.

По предложению С. П. Королева Н. А. Пилюгин с 1946 г.— главный конструктор автономных систем управления в НИИ и член Совета главных конструкторов, учрежденного С. П. Королевым. Решения совета, говорят, были обязательны для всех министров.

В начале 1947 г. коллектив, возглавляемый Н. А. Пилюгиным, с энтузиазмом продолжил разработку автоматизированной системы управления отечественной баллистической ракеты Р-1. Хоть ее прототипом была немецкая Фау-2, Р-1 надо было проектировать и изготавливать, ориентируясь на отечественную элементную базу и материалы. Во многом пришлось идти непроторенным путем, большинство агрегатов системы управления пришлось разрабатывать, изготавливать и испытывать впервые. Николай Алексеевич сумел успешно справиться с этой задачей, и отечественные баллистические ракеты Р-1 летали устойчиво, имея более высокие летно-технические характеристики и точность попаданий, чем Фау-2.

Отечественная ракетная техника стремительно совершенствовалась. Баллистические ракеты в короткие сроки стали приобретать качественно новые функции, их летные и эксплуатационные характеристики улучшались во многом за счет систем управления, в которых всегда отражались прогрессивные решения научно-технических и стратегических проблем создания ракетного оружия, что стимулировало развитие его новых качеств.

Особыми вехами на творческом пути главного конструктора Н. А. Пилюгина явились разработка и совершенствование автономной системы управления отечественной стратегической ракеты средней дальности Р-5. Успехи в проектировании, отработке и модернизации этой ракеты стали основой тех достижений, которые вывели отечественную ракетную технику на мировой уровень и привели не только к паритету ядерных сил США и СССР, но и к научно-техническому и производственному паритету ракетно-космических отраслей промышленности обеих стран и даже к опережающему развитию отечественных ракетно-ядерных сил в отношении способа их базирования.

При разработке системы управления ракетного комплекса Р-5 и его модификаций были решены задачи, которые в дальнейшем обеспечили преимущества автономных систем управления перед радиосистемами по точностным характеристикам, наиболее значимым для ракетного оружия. К числу наиболее важных решений в этой области следует отнести обеспечение: — угловой стабилизации статически неустойчивых баллистических ракет в условиях внешних (атмосферных) и внутренних (зашумленность электрических управляющих сигналов) возмущений, парирование которых связано с синтезом многоуровневой системы автоматического регулирования объекта с существенно переменными параметрами. Практическое значение решения этой задачи выходит далеко за пределы только достижения устойчивости угловых положений корпуса ракеты в пространстве. Попутно разработчикам собственно ракеты были обеспечены возможности существенного снижения массы конструкции ее блоков в пользу отделяющейся головной части н досягаемой дальности стрельбы; — стабилизации движения центра масс (ЦМ) ракеты в пространстве н во времени. В состав функций СУ были введены и приборно реализованы стабилизация движения ЦМ в нормальном (система НС) и боковом (система БС) направлениях, регулирование скоростных параметров во времени с помощью системы регулирования кажущейся скорости (РКС). Тем самым удалось существенно снизить возмущения параметров траектории ракеты, заставить ее двигаться по траектории, близкой к расчетной, и добиться точности попаданий ракеты в цель с помощью аналоговых и электромеханических счетнорешающих устройств, имевших ограниченные точностные характеристики.

Наиболее сложной, с большим количеством регулируемых параметров и источников возмущений, оказалась ракета Р-7, знаменитая «семерка», ставшая базой для создания космических ракет «Спутник», «Восток», «Восход», «Луна», «Молния», «Союз» и других.

Под руководством Н. А. Пилюгина разработаны системы управления многих ракетных и ракетно-космических комплексов и автоматических межпланетных станций; создана теория проектирования прецизионных СУ летательных аппаратов; разработаны методы анализа и синтеза сложных надежно функционирующих даже при единичных отказах ряда элементов сложных динамических систем, получившие широкое распространение в практике проектирования СУ; созданы научная методология экспериментальной наземной отработки приборов, подсистем и СУ в целом и испытательные комплексы для этой цели. На научной основе получила развитие методология сбора, обработки и анализа измерительной информации при испытаниях систем управления в обеспечение оценок правильности функционирования СУ, соответствия режимов ее работы заданным документацией, опытно-теоретических оценок точностных характеристик СУ, полученных с использованием моделей инструментальных погрешностей комплекса командных приборов исходя из априорных оценок ошибок управления и характеристик ее надежности.

С 1958 г. Н. А. Пилюгин—член-корреспондент, а с 1966—действительный член Академии наук СССР. В 1967 г. он избирается в президиум академии. В 1956 г. Николай Алексеевич удостоен звания Героя Социалистического Труда, в 1961 г., после триумфального полета вокруг Земли Юрия Алексеевича Гагарина, это высшее звание присваивается ученому второй раз. Бронзовый бюст героя установлен в Санкт-Петербурге. В Южном округе Москвы одна из улиц носит имя академика Н. А. Пилюгина.

Николай Алексеевич обладал чувством личной ответственности. При разборе причин аварийной ситуации заставлял сотрудников искать их прежде всего у себя. Вне предприятия Пилюгин никому не позволял в своем присутствии делать взыскания своим сотрудникам: все брал на себя, а, как говорится, «дома» разбирался по справедливости или по информации, которой располагал для оценки проступка или деятельности сотрудника.

Говоря о роли Пилюгина как ученого-организатора, внесшего большой вклад в развитие ракетной техники и систем управления, надо прежде всего подчеркнуть, что он стремился к комплексности технических решений и организации производства, расширению роли системы управления в составе ракетного комплекса как целого, а не как набора подсистем. Эту линию Николай Алексеевич проводил последовательно, и она дала результат.Пилюгин создал уникальное научнопроизводственное объединение. Уникальность его состоит в том, что проектирование и изготовление приборов и подсистем вычислительного комплекса, инерциальной системы и необходимого бортового интерфейса ведутся в рамках одною предприятия. Это создало важные предпосылки обеспечения оперативности, качества и приемлемой стоимости разработок систем управления ракетных комплексов, что явилось решающим фактором выживания пилюгинской фирмы в период общего кризиса промышленности и финансов, который страна в настоящий момент переживает.

Николай Алексеевич руководил всеми разработками систем управления для обеспечившей приоритет СССР в исследовании космического пространства и обороноспособности страны ракетной техники Сергея Павловича Королева, сам участвуя в этих работах. Очень плодотворно сотрудничал Пилюгин и с другими создателями ракетных систем:
Михаилом Кузьмичём Янгелем, Владимиром Николаевичем Челомеем, Александром Давыдовичем Надирадзе и т. д. Смена поколений систем управления ракетных комплексов оборонного назначения происходила особенно быстро: стремительно улучшались их характеристики и качества. Однако широкой общественности Николай Алексеевич стал известен не по оборонным разработкам, а как «штурман космических трасс», как ученый, при ведущей роли которого созданы системы управления космическими ракетами-носителями, а также самими космическими аппаратами первого и последующих поколений для мягкой посадки на Луну и Венеру, для облета Луны, спутников Марса и т. д.

При активном личном участии Пилюгина и под его руководством созданы системы управления (с пилюгинскнми гироскопами) трехступенчатой ракеты-носителя «Протон-1», предназначенной для выведения космических станций «Салют», и четырехступенчатой «Протон-2» с ракетным блоком Д, обеспечивающей облет Луны аппаратами «Зонд» с посадкой спускаемых аппаратов на ее поверхность.

В то время когда рассматривался вопрос о расширении кооперации при разработке гигантского проекта «Энергия»—«Буран», Николай Алексеевич выбрал новую для себя задачу — создать систему управления возвращаемого корабля «Буран», уступив работы над традиционной для себя системой управления ракеты-носителя «Энергия» своему воспитаннику—академику Украины Владимиру Григорьевичу Сергееву. Николаю Алексеевичу не привелось увидеть полета космического корабля «Буран» и его изящную точную первую в мире автоматическую посадку, причем в неблагоприятных условиях сильного бокового ветра. Кораблем управляла инерциальная СУ путем координации работы почти пятидесяти смежных его систем, обеспечивающих полет корабля и его посадку на аэродром назначения.

Последним стратегическим замыслом, лебединой песней Николая Алексеевича, было решение задачи автономного определения азимутальной ориентации чувствительного элемента гироскопического прибора, задающего направление полета ракеты-носителя, т. е. бортового автономного ее прицеливания на стартовой позиции. Это позволило отказаться от «деликатной» системы прицеливания с ее оптическими, геодезическими и гироскопическими устройствами, контрольными платиками на корпусе гиростабилизатора и от специальной конструкции самого стартового сооружения. До самых последних дней Николай Алексеевич ежедневно непосредственно занимался данной проблемой. Он проводил совещания у себя в кабинете, ежедневно бывал на стендовых испытаниях, участвуя в них. Пришлось делать «развязанные» с окружающими объектами фундаменты стендов, шлифовать методологию проведения экспериментов и добиваться точности определения угловых направлений измерительных осей приборов, не худшей долей угловых секунд. Приемлемые решения этой сложнейшей проблемы получены его учениками, и созданные системы находятся в эксплуатации.

Многим приходилось прерывать свой отпуск и появляться на работе по вызову Николая Алексеевича. Без роптания! Главный так сумел организовать работу, так интересно и содержательно поставить все проблемы, и научные, и технические, так доверять людям н укрепить их уверенность в работе, чтобы она стала потребностью и основным содержанием жизни без лозунгов и призывов. Возникали особый, как бы интуитивный, патриотизм и чувство личной причастности к большому делу, во главе которого стоит очень значительный и вызывающий доверие человек.

Пилюгин не любил публичного внимания. На заседаниях комиссий или совещаниях, где не он был председателем, Николай Алексеевич старался уйти в тень, пристроиться как-то в стороне. Однако взгляды присутствующих сами собой фокусировались на его персоне: очень был маститым и внушительным, хотя физическими параметрами обладал средними. В Пилюгине всегда чувствовалась какая-то внутренняя неторопливая снисходительная сила, способствующая воспитанию кадров в духе интереса к работе, в духе какой-то спортивной злости в борьбе за результат. И был Николай Алексеевич суров и крут, если кто-то заранее начинал подстраховываться, принимаясь за новую работу.

Умер в 2 августа 1982 г. Похоронен на Новодевичьем кладбище.

Награды:
- Дважды Герой Социалистического Труда (1956 и 1961).
- Награждён 5 орденами Ленина (1956,1958,1968,1975,1978),
- орденом Октябрьской Революции (1971)
и медалями.

Лауреат Ленинской премии (1957).
Лауреат Государственной премии СССР (1967).
Член-корреспондент АН СССР с 1958 года, академик с 1966 года.
В 1969 году стал заведующим кафедрой Московского института радиотехники, электроники и автоматики.