Космический плацдарм




 
Космический плацдарм - научная база изучения космоса
Плацдарм
Постулаты мира
  Vita germetica
Научная база
Главная
Космические скафандры
Шаг в бездну космоса
Орбитальные станции
Страница: Качественный скачок, "Прогулочный скафандр";
Космический плацдарм
Vita germetica

Качественный скачок развития техники

    Что роднит противогаз, который еще в германскую натягивали на стриженые головы солдаты, пытаясь спастись от тевтонского иприта в сыром окопчике у мазурских болот, и современный космический скафандр? Общее между ними в том, что и простейший противогаз времен первой мировой войны, и космический скафандр наших дней - призваны "отгораживать" человека от враждебной среды, несущей ему гибель. Способ спасения тоже общий. Его можно назвать "герметизацией" жизни.
    Сама идея выживания в такой среде опирается на очевидную мысль - создать вокруг человека некий покров, под защитой которого он без ущерба для себя сможет находиться некоторое время. Причем, в этих условиях необходимо не просто сохраниться, но и выполнять сложнейшую работу. Главная трудность заключается в том, что человек способен жить и действовать в сравнительно узком "коридоре" биосферных условий. Планетарная "ниша" его обитания, обеспечивающая приемлемый состав воздуха, температуру и атмосферное давление, очень невелика и ограничивается пространством, простирающимся от поверхности Земли всего лишь на 6 километров.
    Путь, ведущий в это пространство, первыми начали осваивать воздухоплаватели и авиаторы еще в начале прошлого века. К 30-м годам прошлого столетия высоты полетов аэропланов, а также дирижаблей стремительно увеличивались,
Барокамера
Барокамера для испытаний скафандров (для проверки всех условий). Скафандры "Орлан" в примерочной НПП "Звезда" закреплены на тележках.
Что роднит противогаз и скафандр
Так как, забравшись внутрь скафандра через дверцу на спине, космонавт уже не может передвигаться в условиях действия силы тяжести самостоятельно.
Скафандры
столь же стремительно нарастал и объем новой информации об условиях обитания на больших высотах - свыше 6 км. Оказалось, что за этим рубежом начинается критический порог, после преодоления которого кислородное голодание становилось для обычного человека опасным - на этой высоте потеря сознания происходила буквально за несколько минут. За пределами же в 7-8 км в организме наступают уже крайне серьезные нарушения. Иногда даже экстренный спуск не в силах предотвратить наихудший исход. Только уникальные - "штучные" - люди в состоянии переносить дефицит кислорода на этой высоте.
    Начиная с 10 км для дыхания нужен уже чистый кислород. Далее же, пропорционально высотности это время еще более сокращается - на 16-км высоте оно равно уже 15 секундам. Поэтому на высоте свыше 12 км даже при дыхании чистым кислородом человек не может существовать без создания вокруг него избыточного давления.
    Кроме кислородного голодания большую опасность на значительных высотах представляет понижение атмосферного давления, что приводит к декомпрессии. Азот, растворенный в тканях человека, переходит в газообразное состояние, что приводит к возникновению болевых ощущений.
    Таким образом, для стратосферных полетов одной лишь кислородной маски недостаточно. И уже в 30-е годы были начаты работы по проектированию первых высотных скафандров, создающих вокруг человека атмосферу с избыточным давлением по отношению к окружающей атмосфере. Тогда их создавали для полетов людей на высотных воздушных шарах - стратостатах - предках первых низкоорбитальных космических кораблей.
    Скафандр должен был стать универсальным средством защиты. Уже тогда определилось главное требование к нему - герметичность. Кроме того, он должен защищать человека не только от низкого барометрического давления, но и от перегрева и охлаждения. Экспериментально доказано, что предельная температура тела, при которой еще сохраняется жизнь, составляет не более 42-43 и не менее 27°С. При особых условиях у людей с очень крепким организмом допустимо лишь кратковременное охлаждение до 22-24°С. Трудности, с которыми встретились создатели первых скафандров, были беспрецедентными, ведь они должны были обеспечить не просто физическое существование исследователя в экстремальных условиях, но и дать ему возможность выполнять необходимую работу, двигаться внутри летательного аппарата.
    Первый отечественный скафандр «Ч-1» был спроектирован инженером Е. Чертовским более 70 лет назад, в 1931 году, и представлял собой простой герметичный комбинезон со шлемом, снабженным небольшим стеклом для обзора. В «Ч-1» можно было делать все что угодно, но только не работать. Да и ходить, по всей видимости, тоже, поскольку он не имел шарнирных соединений в локтевых и коленных суставах. По крайней мере, при внутреннем наддуве дыхательной смесью сгибать и разгибать конечности было невероятно сложно.
    В 1932-1934 годах за скафандром - «прародителем» последовал следующий, получивший название «Ч-2». И хотя на нем уже были установлены шарниры, но и они полностью не решили проблемы подвижности рук и ног. Поэтому «настоящим» стал лишь третий скафандр Чертовского «Ч-3», который появился в 1937 году. До начала войны Чертовской создал целую серию скафандров - от «Ч-4» до «Ч-7», но его несомненным и главным вкладом в развитие отечественной техники стал все-таки «Ч-3» - первый высотный скафандр в нашей стране. Пo - видимому, осознание масштабов сделанного им пришло позже, а в конце 30-х конструктор получил премию Центрального Совета ОСОАВИАХИМа за разрешение проблемы подвижности скафандра.
    Уже в то время отечественные скафандры первого поколения были значительно совершеннее иностранных образцов, создававшихся для рекордных авиаполетов на высотность, которыe были гораздо менее продолжительными, чем советские экспедиции на стратостатах в верхние слои атмосферы. Наши скафандры оснащались автономной системой дыхания с регенеративными патронами, которая давала возможность экипажу менять места в самолёте или в стратостате и, кроме того, совершать парашютные прыжки с огромных высот.

По закону высоты

    Кроме Чертовского по теме скафандров в СССР начал работы и знаменитый Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ). Созданную для этих целей группу инженеров возглавили А. Бойко и А. Хромушкин. Их первый образец под индексом (маркой) СК-ЦАГИ-1 был разработан, изготовлен и испытан на удивление быстро - всего лишь за один 1937 год. Этот скафандр и всем своим обликом, и внедренными в нем нововведениями производил впечатление фантастическое. Состоящий из верхней (от уровня шеи до пояса) и нижней частей, соединялся он с помощью поясного разъема. Появились на этой модели и плечевые шарниры, обеспечивающие большую подвижность рук. Его оболочка состояла не просто из прорезиненной ткани,
Скафандр Юрия Гагарина
Скафандр Юрия Гагарина сейчас находится в музее НПП «Звезда». СК-1 имел автономную систему жизнеобеспечения, практически не связанную с бортовой системой жизнеобеспечения корабля. Он мог сохранять жизнь космонавта при разгер-метизации кабины в течение 5 часов и обеспечивал его безопасность при катапультировании, призе-млении и приводнении.
Использование скафандров на практике
В 1965 году А. Леонов летал не один. Его напарник - командир «Восхода-2» П. Беляев - имел такой же скафандр, чтобы в случае опасноти выйти в шлюз и помочь своему товарищу. Леонову пришлось пережить на орбите немало драматических минут. Так, на момент возвращения на корабль у него возникли серьезные трудности со входом в шлюзовую камеру. Угроза была смертельмой.
Автопортрет: с 'Восходом-2' Алексей Леонов
как это было в конструкциях Чертовского, а из двухслойной. На следующей, второй, модели «ЦАГовского» скафандра была установлена автономная регенерационная система, рассчитанная на 6 часов непрерывной работы. Она позволяла очищать атмосферу внутри скафандра не только от углекислого газа, но и от паров воды, которые неизбежно образуются при человеческом дыхании.
    До 40-го года ученые ЦАГИ выпустили еще несколько усовершенствованных образцов снаряжения, которые не только проходили испытания в барокамере, но и nроверялись в условиях различных температур в термокамере.
    В 1940-м на основе наработанного опыта ЦАГИ создал последний предвоенный советский скафандр СК-ЦАГИ-8. Именно его внешним видом были навеяны кинематографическиe образы скафандров в фильмах 40-50-х годов.
    СК-ЦАГИ-8 проходил испытания на специальной модификации советского истребителя И-153 «Чайка», снабженного высотным мотором. Считается, что фото- и кинохроника об этих полетах не сохранилась. Возможно, где-то у потомков участников испытаний она лежит, дожидаясь своего часа. Но даже и без нее можно представить, насколько курьезно смотрелось сочетание пилота в невероятном, футуристическом облачении и самолетика-биплана архаичного облика, словно бы вылетевшего из облаков прошлого. Это было подлинное, хотя и простое механическое соединение двух эпох в технике - уходящей и только нарождающейся. Их синтетический образ стал символической точкой, на которой развитие скафандров было прервано войной и остановлено на долгие годы.
    В первые послевоенные годы «локомотивом», сдвинувшим с места все дело развития отечественных скафандров, оказалась реактивная авиация, которая переживала бурное развитые. Реактивные истребители первого поколения, например боевой самолет МиГ - 15, приобрели возможность достигать «потолка» в 14-15 км, тогда как серийный истребитель второй мировой редко воевал выше 6 км. А чтобы действовать на больших высотах, летчик нуждался в кислородном оборудовании, что увеличивало вес самолета. В общем, строевой реактивный истребитель произвел сразу несколько «революций» как в возможностях боевой авиации, так и в тактике воздушного боя. Однако все это поставило на повестку дня и новую масштабную техническую задачу - вооружить пилотов не в единичных ситуациях, а в массовом порядке эффективной системой жизнеобеспечения. Высота полетов стала таковой, что одна лишь кислородная маска уже не давала летчику возможности управлять машиной чисто физиологически. Поэтому реактивные истребители получили герметическую кабину. Но так как боевые повреждения зачастую разгерметезируют самолет, то скафандр для лётчика становился последним «страховым полисом» и требования к нему ужесточились. При загерметизированной кабине он не должен был стеснять движений, ухудшать обзор и мешать управлению, а при повреждении кабины требовалось его немедленное автоматическое включение для сохранения жизни летчика.
    В 1947-1950 годах группа конструкторов под руководством А. Бойко создала первые послевоенные авиаскафандры, получившие название ВСС-01 и ВСС-04 (высотный спасательный скафандр). Они представляли собой герметические комбинезоны из прорезиненной ткани, к которым крепились несъемные откидные шлемы и кислородные маски. Излишки давления на высоте стравливались специальным клапаном.
    В воздушных боях Корейской войны 50-х годов состоялся дебют реактивных истребителей. Они резко «подняли» высотную планку по сравнению с винтовыми истребителями. И «корейский» опыт полностью подтвердил то, что средства защиты человека на больших высотах должны стать неотъемлемым элементом каждого боевого самолета. Причем в предвидении будущего развития военной реактивной авиации тиражированию и совершенствованию скафандров необходимо было придать новый размах. В октябре 1952-го решением правительства было создано специализированное предприятие для «организации работ по средствам обеспечения безопасности экипажей скоростных и высотных самолетов». Разместилось оно в подмосковном Томилино и получило название Опытного завода № 918 с конструкторским бюро и научно-исследовательским отделом. Так возникло знаменитое предприятие, известное сегодня под названием НПП «3везда», которое и по сей день играет главенствующую роль в деле создания отечественных скафандров.
    В те первые годы, когда стремительно и радикально развивалась не только реактивная авиация, но и ракетная техника, «наверху» начали подумывать над захватывающими перспективами космических полетов. Собственно говоря, это уже чувствуется по правительственным решениям еще сталинских времен - конца 1952 года, оформленным в постановлении Совмина
Кабина ГКЖ для собаки Лайки - эксперименты
Кабина ГКЖ, в которой Лайка находилась в лежачем состоянии, располагала системой регенерации воздуха. Еда и питье подавались прямо к мордочке животного автоматически. Была решена и такая важная для живого существа задача, как устранение из кабины отходов организма. К Лайке подключались датчики телеметрии, которые снабжали медиков на Земле информацией о ее физическом состоянии.
Собака
СССР от 6 февраля 1953 года. Документ обязывал Томилинский завод «разработать и изготовить в 1953-1954 годах установки, состоящие из катапультных тележек, снабженных кислородной аппаратурой и скафандрами для животных (собак)». Цель же этого задания была далеко идущей - «определить саму возможность пребывания живых существ на высотах до 100-110 км после заброса их туда с помощью ракет, последующего катапультирования и спуска на парашюте». По сути цела, на ранних стадиях подготовки пилотируемых космических полетов акцент был сделан на проработках систем жизнеобеспечения, а не на скафандрах, как таковых.
    В 1957 году появилась ГКЖ (герметическая кабина для животных). Именно в этой кабине знаменитая собака Лайка совершила полет на искусственном спутнике 3емли 3 ноября 1957 года. Это уже был биологический корабль с живым существом на борту. Но, наконец, настал момент, когда «Звезде» дали задание исторического значения-разработать скафандр для полета в космос первого человека. Произошло это в 1959 году после выхода постановлении правительства, санкционирующего работы «по подготовке полета человека на искусственном спутнике 3емли». Это, в общем-то, отражало техничecкиe реалии, поскольку капсула Гагарина и была спутником, только большим. Сам корабль представлял собой многоступенчатую ракету - лишь средство вывода спутника с человеком на околоземную орбиту.
    Вопрос об исполнителях задания обсуждался специальной комиссией Академии наук под руководством ее президента М. Келдыша. Подрядчики, казалось бы, получили четкие указания, но еще до конца лета 1960 года не утихал конфликт интересов участников работ. НПП «3везда» создало образцы действующего скафандра за короткие сроки и уже в конце 1959-го приступило к их отработке, но в феврале последовало новое задание - сделать не скафандр, а защитный костюм, рассчитанный на спасение космонавта только после приземления или приводнения спускаемого модуля. То есть речь шла о принципиальных изменениях, поскольку спасательный костюм был бы бесполезен в случае разгерметизации корабля в космосе. Среди противников скафандра оказались разработчики самого корабля, считавшие подобную опасность ничтожной. Разрубить узел противоречий удалось только за 8 неполных месяцев до запланированного полета Гагарина благодаря личному вмешательству Сергея Королева. И только после этого нa основе имеющихся заделов был создан «гагаринский» скафандр СК-1. Пo принятой классификации его можно отнести к «мягким» скафандрам, оснащённым несъемным, почти сферическим шлемом.
    Хотя первый космический полет занял всего 108 минут, последующие экспедиции на орбиту планировались более продолжительными. Поэтому на космических скафандрах, в отличие от авиационных, впервые устанавливалось тогда еще экзотическое для пилотов, но крайне необходимое ассенизационное устройство, которым можно было пользоваться не раздеваясь.
    СК-1 успешно использовались во время всех полетов кораблей первой серии «Восток», а не только гагаринского. Существовала и его особая модификация - СК-2, разработанная специально для полета в космос первой в мире женщины - космонавта в 1963 году. «Двойка» отличалась от базовой версии лишь теми изменениями, которые были продиктованы особенностями женской анатомии и физиологии.
    Скафандр СК-1 «работал» в паре со специальным теплозащитным комбинезоном, который надевался космонавтом под основной защитный костюм. Комбинезон был не просто одеждой, он представлял собой целое инженерное сооружение с вмонтированными в него трубопроводами системы вентиляции, поддерживавшей необходимый тепловой режим тела и удалявшей влагу с продуктами дыхания. В непредвиденных условиях, когда продолжительность орбитального полета затягивалась из-за технических отказов, скажем, при несрабатывании системы ориентации, СЖО скафандра вместе с СЖО кабины «продлевали» существование космонавта на 10 суток. В случае разгерметизации кабины автоматически закрывалось прозрачное «забрало» - иллюминатор шлема - и включалась подача воздуха из баллонов корабля.


Качественный скачок          "Прогулочный скафандр"


Новые гостиницы санкт-петербурга. Темпы строительства гостиниц.
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru