Как устроены скафандры для покорения космоса. Шлем скафандра
Скафандры
Скафандр… Космическая одежда… С документальных фотографий (и фантастических фильмов) смотрят на нас сквозь поднятые забрала шлемов одетые в скафандры летчики-космонавты. Страницы научно-фантастических романов показывают нам космонавтов будущего с их непременным реквизитом — скафандром. Какую же роль играет скафандр в космическом полете? Сохранится ли она в будущем? Как изменится?
Современный космический «костюм» имеет одно главное и единственное назначение — он должен оградить человека в полете от опасностей. «Мода» космической одежды, ее «покрой» целиком подчинены этой цели; ее создатели стараются предугадать все возможные в космосе опасности. Скафандр оградит человека от ворвавшейся в ракету космической «пустоты», если случайная авария разгерметизирует корабль. Он снабдит пилота воздухом, если вдруг нельзя станет дышать воздухом кабины. Он может выполнять роль холодильника и обогревательного устройства. Если космонавт покидает возвращающийся на Землю корабль, только скафандр защищает его. Защищает от удара о воздух в момент катапультирования из корабля, от разреженной атмосферы при спуске на парашюте, предохраняет от ушибов, когда приземление совершается в лесу или в горах. А если космонавт опустится на воду, скафандр удержит его на плаву и не даст замерзнуть в ледяной воде.
В грядущих космических полетах работы космонавтам прибавится. Соответственно усложнится и роль скафандра.
Визит на другие планеты потребует особого, планетарного скафандра, позволяющего выходить из космического корабля, совершать более или менее длительные «прогулки» как по раскаленной почве на освещенной стороне Луны, так и по ледяным покровам полярных «шапок» Марса, а, быть может, и по кипящим океанам Венеры.
Развитие космонавтики, по-видимому, потребует, чтобы человек вышел из корабля в открытое межпланетное пространство, например, для сборки орбитальных станций, для осмотра и ремонта космических кораблей. Скафандр, предназначенный для открытого космоса, будет отличаться и от современного и от будущего планетарного. Взять хотя бы способ передвижения. В космическом пространстве можно двигаться только с помощью ракетного двигателя. Значит, скафандр должен будет иметь ракетную двигательную установку. Она может работать, например, на сжатом воздухе.
ЧЕМ ДЫШИТ КОСМОНАВТ
Нормальное дыхание в любой ситуации — одна из самых главных задач, решаемых во время создания скафандра. В зависимости от того, как снабжаются скафандры кислородом, их можно разделить на два типа, вентиляционные и регенерационные. Если полет протекает нормально, то воздух и для вентиляции тела и для дыхания забирается из кабины корабля. Вентилятором он нагнетается в вентиляционную систему скафандра, обдувает тело человека и возвращается в кабину. Дышит космонавт воздухом кабины, который свободно поступает в шлем, когда поднято переднее стекло. Но если почему-либо воздух кабины станет непригодным для дыхания, переднее стекло шлема (оно опускается вручную или автоматически) изолирует космонавта от атмосферы кабины, и в скафандр начнет поступать кислородно-воздушная смесь. Одновременно переключается на аварийные баллоны со сжатым воздухом и вентиляция.Регенерационный скафандр полностью изолирован от окружающей среды. В этом случае газовая смесь, которой дышит человек и которая вентилирует скафандр, прогоняется через химический поглотитель и фильтр. Здесь она освобождается от выделяемых человеком углекислоты, влаги и других примесей. Пополнение кислородом может осуществляться несколькими способами: то ли за счет запасов из баллонов, то ли за счет химической реакции, а в будущем, возможно, и фотохимическим путем.
Примером такой регенерационной системы питания кислородом может служить скафандр американских космонавтов. Запас кислорода, рассчитанный на 28 часов полета, хранится в двух сферических баллонах под давлением, превышающим вначале 560 атмосфер. Через редуктор, который снижает давление до 0,36 атмосферы, кислород подается в вентиляционную систему скафандра и смешивается с газом, выходящим из герметического шлема. Образовавшаяся газовая смесь пропускается через поглотитель углекислоты и влаги, фильтр и теплообменник. Из этого блока очистки выходит уже чистый кислород, охлажденный до 18—24 градусов. Он подается в скафандр через клапан, находящийся на уровне талии космонавта, и по распределительным трубочкам (спиралькам, обшитым нейлоном, в которых проделаны отверстия) идет по скафандру, омывает тело и проникает в герметический шлем. А затем газовая смесь отсасывается из скафандра вентилятором и, снова пополненная кислородом из баллонов, начинает новый цикл кругооборота.
Авиационные скафандры — регенерационный и вентиляционный могут быть выполнены в двух вариантах: масочном и безмасочном. В первом случае, как это понятно из названия, на лицо человека надевается маска, в которую и поступает дыхательная смесь. Во втором случае кислород подается прямо в шлем, лицо человека остается открытым. В чем преимущества и недостатки каждого из этих вариантов?
Маска позволяет создать совершенно независимую систему дыхания, изолированную от вентиляционной системы скафандра. Кроме того, клапанное устройство подает смесь газов только в момент вдоха — значит, кислород расходуется более экономно. Влажный выдыхаемый воздух отводится по трубопроводу сразу на очистку, не попадая в шлем и не ухудшая гигиенических условий вентиляции скафандра. Однако здесь есть и свое «но». Носить маску в продолжение всего полета, особенно длительного, пожалуй, не совсем приятно. Она мешает работать, в ней очень неудобно есть и пить.
Поэтому и первые советские космонавты и американские были одеты во время полетов в скафандры безмасочного типа. Лучше всего, если человек в космическом полете будет дышать нормальным, «земным» воздухом.
ДЕКОМПРЕССИЯ
Космонавты во время полетов дышали воздухом кабины, переднее стекло шлема было поднято и лицо открыто. Никаких неожиданностей не произошло. А что если бы, например, от удара метеорита нарушилась герметичность кабины корабля?
Резкое падение давления воздуха — взрывная декомпрессия — явление, известное в высотной авиации. Взрывная декомпрессия тем страшнее, чем больше неожиданный перепад давлений воздуха. Промежуток времени от момента аварии до потери человеком сознания называется резервом времени. Так, например, опыты, проведенные врачами в годы освоения полетов самолетов на больших высотах, показали, что резкое снижение концентрации кислорода от нормальной атмосферы до соответствующей высоте 10 километров приводит к потере сознания через 40 секунд. Если же разрежение соответствует высоте 15 километров, то резерв снижается до 15 секунд.
При разгерметизации космического корабля падение давления не может произойти мгновенно, оно займет хотя бы несколько секунд. В это время космонавт успеет опустить и загерметизировать переднее стекло шлема, Если же он растеряется, это сделает за него автоматическое устройство.
Но здесь появляется новое осложнение: возникнет перепад давлений внутри и снаружи скафандра. Воздух, заключенный в скафандр, стремясь вырваться из плена, станет раздувать, или, как говорят специалисты, нагружать его силовую оболочку. Два нежелательных следствия сопровождают этот факт. Расскажем о них подробнее.
Всякий материал под действием нагрузки в большей или меньшей степени растягивается. Этим свойством обладает и материал силовой оболочки скафандра. Легко представить, к чему приведет растяжение скафандра. Шлем точно подгоняется по голове, ноги обуты в туго зашнурованные ботинки. Под действием перепада давлений шлем будет стремиться оторваться от скафандра, расстояние между ним и ботинками увеличится, скафандр начнет растягивать космонавта. С какой силой?
Легко подсчитать, что при перепаде давлений в кабине и внутри скафандра, равном, скажем, 0,36 атмосферы, что соответствует американским космическим скафандрам, эта сила достигает 200—300 килограммов. Естественно, что скафандр должен иметь какие-то «силовые» элементы, воспринимающие на себя нагрузку, препятствующие растяжению. У скафандров американских космонавтов есть шнуры, притягивающие шлем к силовой оболочке. Сама оболочка, изготовленная из очень прочной ткани, имеет швы, в которые вшиты упрочняющие ее шнуры.
Второе следствие перепада давлений — ограниченная подвижность человека в скафандре. Здесь имеются в виду не те неудобства, которые вызваны вообще громоздкостью скафандра как одежды. Если бы скафандр не имел специальных приспособлений, то при наличии перепада давлений даже просто согнуть руку очень трудно, а при значительном избыточном давлении в скафандре сделать это и вовсе невозможно. Объясняется это тем, что мягкие его оболочки под действием внутреннего давления стремятся распрямиться. Попробуйте надуть обыкновенную грелку, а потом согнуть ее — она тут же распрямится.
Для того чтобы космонавт мог сравнительно свободно двигаться в своем одеянии, скафандр должен быть снабжен специальными устройствами, например, такими, как шарниры американского космического скафандра, получившие название «апельсиновых корочек». Они представляют собой гофрированные участки рукавов и штанин.
Основную трудность создания шарниров скафандра американские ученые видят в том, что нужно обеспечить продольную жесткость — не дать растянуться «гармошке» сустава. Достигается это хитроумными комбинациями шнуров, скользящих по роликам или заключенных в направляющие оболочки.
ЗЕМНАЯ РОЛЬ КОСМИЧЕСКОГО СКАФАНДРА
Еще совсем недавно существовало мнение, что в космосе царит ужасающий холод, что температура там близка к абсолютному нулю. Однако, по последним данным науки, скорости газовых частиц в межпланетном пространстве настолько велики, что соответствуют температурам в тысячи градусов. Значит ли это, что все живое в космосе неминуемо испепелится?
Нет, плотность межпланетного газа настолько ничтожна, что теплообмен с ним любого тела, попавшего в космос, практически равен нулю. Температура поверхности тела в космическом пространстве определяется, по существу, теплообменом этого тела и Солнца. И если бы не этот теплообмен, то многие тысячи лет пришлось бы ждать, пока температура запущенного с Земли спутника сравняется с температурой частиц в космическом пространстве.
Какую же тогда роль играет теплоизолирующий костюм, входящий в комплект космического скафандра? Назначение его главным образом земное. Сядет космический корабль в холодных районах земного шара — скафандр защитит космонавта от любого мороза. Даже в ледяной воде человек, одетый в космический скафандр, может плавать в течение многих часов, не опасаясь за свое здоровье.
Во время космического полета скафандр с его теплоизолирующим костюмом и вентиляционной системой может обеспечить космонавту комфортабельные температурные условия, независимо от температуры и влажности воздуха в кабине корабля и даже в случае ее разгерметизации.
Автор: Ю. Савицкий.
P. S. О чем еще говорят британские ученые: о том, что интересно узнать, как выглядят свадебные фотокниги у космонавтов. Есть ли там фотографии в скафандрах, а вообще было бы круто провести свадьбу на космическом корабле, с фото в открытом космосе, вы не находите?
www.poznavayka.org
Чем отличаются российские и американские скафандры / Научный хит
РОССИЙСКИЙ СКАФАНДР
Скафандр «Орлан-МК» производится ОАО «НПП „Звезда“» имени академика Г.И. Северина» (Московская область). Это пятая модификация отечественных скафандров, она оборудована встроенной компьютеризированной системой. Используется на МКС. 1. Шлем имеет светофильтр с золотым напылением — для защиты от солнечного света. Внутри шлема встроена «Вальсальва» — устройство для продувки ушей при изменениях давления в скафандре (выглядит как маленькая подушечка с двумя бугорками, которые, если в них упереться, зажимают нос). 2. Рукава и штанины съемные и могут регулироваться по длине. Внутри внешней части костюма — кираса (жесткий металлический корпус). 3. Перчатки изготавливаются по индивидуальным меркам и имеют термоизолирующие подкладки, чтобы не мерзли руки. 4. Электрофал — провод, по которому в скафандр поступает электричество, когда космонавт еще находится на борту. 5. Электронный блок управления. Надписи на блоке нанесены в зеркальном отражении, чтобы космонавт мог читать их с помощью надетых на рукава зеркал 6. 7. Кнопка входа в меню блока управления и отключения аварийного сигнала. 8. Ранец системы жизнеобеспечения. Содержит основную и запасную системы снабжения кислородом и блок коммуникаций. 9. Светодиоды. Оповещают космонавта в аварийных ситуациях (при утечке, проблемах с вентиляцией, кислородом и пр.). 10. Крепление троса, закрывающего люк скафандра на спине. Через этот люк космонавт попадает в скафандр. Вес — 114 кг, внутри скафандра поддерживается постоянное давление в 0,4 атмосферы. Время работы системы жизнеобеспечения скафандра в одном цикле (от надевания до снятия) — 10 часов (из них 7 часов отводится на работу в открытом космосе, остальное время — на нахождение в отсеке перед выходом в космос и после возвращения). Внешняя оболочка скафандра — ткань фенилон, способная выдерживать значительные статические и динамические нагрузки и многослойная экранно-вакуумная теплозащита, состоящая из алюминиевой фольги и минеральных волокон.
СКАФАНДР США
Костюм для выхода в открытый космос EMU (Extravehicular Mobility Unit) производится компанией ILC Dover, системы жизнеобеспечения поставляются Hamilton Standard. Первая версия EMU использовалась с 1979 по 2002 год, в настоящее время в эксплуатации ее модернизированный вариант. Стоимость одного скафандра — 12 млн долларов. 1. Шлем имеет светофильтр с золотым напылением — для защиты от солнечного света. Шлем соединен трубкой с контейнером воды объемом 0,95 литра. 2. Светодиоды — необходимы для работы на теневых участках. 3. Блок управления и контроля, включающий регуляторы температуры, поступления кислорода и связи. Надписи на блоке нанесены в зеркальном отражении, чтобы космонавт мог читать их с помощью вшитых в рукава зеркал. 4. Ранец системы жизнеобеспечения, содержащий основную и запасную системы снабжения кислородом и блок коммуникаций. 5. Система обеспечения кислородоом. Наряду с основной существует аварийная, запаса которой хватает на 30 минут. 6. Перчатки с подогревом. Позволяют сохранять чувствительность пальцев за счет прорезиненных элементов. 7. Видеокамера. 8. Страховочный карабин. Вес — 178 кг, внутри скафандра поддерживается постоянное давление в 0,3 атмосферы. Время работы в открытом космосе — до 7 часов. Скафандр состоит из 14 слоев (в том числе нейлон, неопрен, синтетическое полиэфирное волокно и термопластик) и способен выдерживать перепады температуры от –184 до +149 градусов Цельсия.
sci-hit.com
Скафандры и костюмы космонавтов
О скафандрах космонавтов мы достаточно подробно рассказали в статье «Музей космонавтики в Москве». Но в музее нет отдельной экспозиции, где представлены скафандры. Все костюмы космонавтов представлены в разных залах музея, рассказ о них входит в часть общей экскурсии об исследованиях космоса. Чтобы упростить задачу тем, кто интересуется экипировкой покорителей космоса, в этой статье мы отобрали материал, касающийся только скафандров космонавтов. Первым из них является
Скафандр аварийно – спасательный СК – 1
На экспозиции музея космонавтики он надет на манекен космонавта. Цвет СК-1 является ярко оранжевым. Такой яркий цвет костюма упрощал задачу поиска человека, ведь первые космонавты приземлялись отдельно от спускаемого аппарата.
Скафандр «СК-1»Первыми космонавтами были Гагарин, Титов, Николаев, Попович, Быковский, Терешкова, все они летали на «Востоках» и приземлялись в таких скафандрах. Для лучшего панорамного обзора на рукаве скафандра вмонтировано зеркало, так как в шлеме такой конструкции невозможно повернуть голову. Зеркало вмонтировано для увеличения угла обзора.
Немногие знают, что в создании этого скафандра принимала участие игуменья Новодевичьего монастыря Серафима – в миру Варвара Васильевна Чичагова. До того как принять монашеский постриг, Варвара Васильевна была гордостью советской науки. Ей и доверили создание облачения для первого космонавта Земли.
Когда человек верующий начинает новое дело, то он обязательно просит благословения священника. Особенно, если это дело трудное, ответственное и опасное. Начинающий новое дело, в свою очередь, обязательно молится о благополучном завершении начатых трудов. Многие люди в советское время жили по принципу: «Даже в стане римских легионеров были православные люди». Во всё, что создавали эти люди, они вкладывали добрую христианскую энегргетику. Её мы все чувствуем, нам в ней уютно. Вероятнее всего, космический скафандр Юрия Гагарина создавался как икона, то есть с молитвой и предварительным постом.
Кстати, по свидетельству людей, которые знали Сергея Павловича, его обычным оборотом речи было «Дай Бог!», «Слава Богу», «Если будет на то воля Божья!» Конечно, в то время это воспринималось как простой оборот речи, хотя Королёв вкладывал в это христианский смысл.
Когда игуменья Серафима умерла, проститься с ней пришли все члены первого отряда космонавтов, включая учёных, которые трудились над созданием первых русских космических аппаратов.
Скафандр «Беркут»
18 марта 1965 года Алексей Леонов совершил первый в мире выход в космос. Вторым был Павел Беляев, но он совершил выход в космос уже на корабле новой серии «Восход-2». Одеты они были вот в такой скафандр, который называется «Беркут».
Скафандр «Беркут»Он предназначен для кратковременного пребывания в космосе. «Беркут» весит 41,5 кг.
Во время первого выхода в космос А.Леонова произошла внештатная ситуация. Выход в космос осуществлялся через шлюзовую камеру.
Шлюзовая камера корабля «Восток»Внизу находился космический корабль. Сначала в шлюзовую камеру закачали воздух и туда вошёл Алексей Леонов. Затем воздух откачали и Леонов через люк вверху вышел в открытый космос. Провёл запланированную работу. И как рассказывал сам космонавт, он не мог войти назад, в шлюз! Его скафандр неожиданно раздуло. Тогда Алексей Леонов, спуская воздух через клапан в рукаве, начал залезать в шлюзовую камеру не ногами как полагалось по инструкции, (что бы следом закрыть за собой люк), а головой вперёд. Вместо одной минуты операция заняла 8 минут. Затем ему удалось перевернуться и закрыть за собой люк. После этого командир корабля Беляев закачал воздух, и всё на этом этапе завершилось хорошо.
Но внештатные ситуации в тот день не закончились. Тогда впервые в истории нашей космонавтики отказала система автоматической посадки. Пришлось спускаться в ручном режиме. И вместо Казахстана космонавты в итоге приземлились на севере России в Пермском крае.
После этого полёта в скафандры начали вплетать металлические нити, что бы их не раздувало.
Скафандр «Сокол»
Аварийно-спасительный скафандр «Сокол»Это аварийно-спасательный скафандр. Во время старта и посадки космонавты надевают именно его. Первой космической жертвой стал космонавт Владимир Комаров в 1967 году, погиб при испытании «Союза -1». Во время посадки отказала парашютная система.
Следующими жертвами стали Добровольский, Волков и Пацаев, они погибли при посадке по причине разгерметизации спускаемого аппарата за несколько минут до посадки. В то время во посадки космонавты не надевали скафандры, они были одеты в своего рода спортивный тренировочный костюм. Аварийно-спасительный скафандр «Сокол» разработали после гибели наших космонавтов.
Скафандр «Ястреб»
Скафандр «Ястреб»В январе 1969 года проведена первая стыковка кораблей «Союз-4» и «Союз-5». Они встретились на орбите. Космонавты, имитируя аварийную ситуацию перешли из одного корабля в другой через открытый космос. Скафандр «Ястреб» разработали специально для этой операции и использовали лишь единожды, только для миссии стыковки Союза-4 и Союза-5.
Скафандры «Орлан – Д»
Этот скафандр создан специально для работы в открытом космосе. На экспозиции музея космонавтики представлен подлинный костюм, он использовался в работе в конце 80-х.
Скафандр «Орлан-Д»Современные скафандры компьютеризированы, оснащены дисплеем, который находится перед глазами космонавта. На дисплее высвечивается время, которое осталось для работы в открытом космосе и также датчики работы различных систем. «Орлан» очень удобно надевать, космонавт входит в него, как в камеру через заднюю дверь.
Скафандр «Орлан-Д» оборудован люком, в который входит космонавт .К примеру, модель, которую используют американцы состоит из двух частей – верхней и нижней, астронавт не может надеть его самостоятельно, только с помощником. Процедура экипировки занимает около получаса, наша модель гораздо удобнее. В витрине хорошо видна система терморегуляции, водоохлаждения.
Под верхнюю часть скафандра надевается костюм, который снабжён трубочками, в которых циркулирует холодная вода. Весит такой скафандр 120 кг, рассчитан на 6 часов работы в открытом космосе.
Также скафандр снабжен системой защиты глаз при работе на солнечной стороне – на лицевой стороне скафандра находятся фильтры с напылением из чистого золота.
Современные станции снабжены специальными шлюзовыми отсеками, а не камерой, как раньше. «Орлан» надевают в шлюзовом отсеке.
Шлюзовой отсек космического корабля со скафандром «Орлан»Космонавт управляет выпуском воздуха, а затем выходит из отсека.
Костюмы космонавтов
Есть в музее образцы одежды, которую космонавты носят на орбите. Представлены несколько вариантов, но космонавты предпочитают футболку и шорты, так как в отсеке тепло.
Образцы орбитальных костюмов космонавтовПосле загрязнения одежду уничтожают.
Костюм «Пингвин»
Костюм специально сконструирован для дополнительной нагрузки на тело космонавта во время длительного пребывания в космосе. Внутри костюма находятся разнонаправленные резинки.
Костюм «Пингвин»Что бы сделать то или иное движение, космонавту надо эти резинки с усилием растянуть, напрягать отдельные группы мышц, что очень полезно в состоянии невесомости.
Такой костюм используют и на земле в реабилитационных медицинских центрах. В идеале, космонавтам надо носить такой костюм постоянно, но в нём очень жарко.
Одной из самых больших проблем для космонавта является возвращение на Землю и адаптация. Из организма во время полёта вымывается кальций, атрофируются мышцы.
Что же ещё космонавты делают перед возвращением на Землю? Тренируются в костюме «Чибис».
Скафандры класса «Чибис»
«Чибис» оборудован системой гофрированных трубок на ногах.
Тренировочный костюм «Чибис»В брюках костюма создаётся отрицательное давление и кровь от головы притекает к ногам.
Такие тренировки начинаются за двое – четверо суток до возвращения на Землю. Без таких тренировок в костюме «Чибис» адаптация проходит гораздо тяжелее.
Благодаря костюмам «Пингвин» и «Чибис» все космонавты готовы к экстремальному спуску. Однажды на корабле «Салют» был такой экстренный спуск, когда температура у космонавта поднялась выше 40 градусов. Ему не помогали никакие средства, прописанные консилиумом врачей в ЦУПе, пришлось срочно возвращаться на Землю.
Есть в экспозиции скафандр, которые никогда не использовали, это
Скафандр для высадки на Луну «Кречет»
Скафандр «Кречет»Он создавался для прогулок по Луне, но несмотря на то, что он никогда не использовался, свою службу он сослужил достойно – на базе этого скафандра сделан скафандр «Орлан» для выходов в открытый космос.
В исследовании Луны приоритет остался у американцев. Они произвели 6 высадок, на Луне побывало 12 человек. На экспозиции представлен
Скафандр Майкла Коллинза
Астронавт Коллинз участвовал в полёте на аппарате «Аполлон — 11», который доставил на Луну двух астронавтов. В полёте участвовали три человека, командир экипажа Нил Армстронг и пилот Эдвин Олдрин высадились на Луну, а Майкл Коллинз дожидался их на орбите. (На его скафандре на уровне груди есть надпись Collins).
Скафандр Майкла КоллинзаМайкл был очень целеустремленным человеком. Вообще, по выражению всех людей, участвующих в космической программе, все космонавты «заточены на небо». Это в полной мере относится и к Коллинзу. Во время тренировок полёта на «Аполлон – 8» у него были повреждены шейные позвонки. Врачи могли помочь, но операция была очень рискованной, гарантии никакой не давалось. Майкл согласился на эту операцию, она прошла успешно и добился возвращения в лунный отряд.
Скафандр Коллинза помещён в специальную витрину, поскольку в очень малой степени, но он радиоактивен.
Скафандр американского астронавта завершает экспозицию, рассказывающую об облачении покорителей космоса. Но наука не стоит на месте и, возможно, в скором будущем в музее появятся новые интересные скафандры.Об остальных экспонатах музея рассказано в статье «Музей космонавтики» в Москве.
kraeved1147.ru
Скафандры для российских космонавтов
Несмотря на то, что последние пару лет мы чаще слышим о крушениях отечественных космических проектов, россияне по-прежнему могут гордиться тем, что наши скафандры легче и дешевле американских, а наши ассенизационные установки закупает NASA.Где делают скафандры российским космонавтам: фоторепортаж с завода «Звезда»
«Звезда» начала работать в 1952 году. Правда тогда у завода не было названия — предприятие проходило как «№918» и было одним из самых секретных объектов Министерства авиационной промышленности СССР. После перестройки с него сняли гриф секретности, преобразовали в ОАО, и он стал одним из ведущих разработчиков оборудования для всей авиакосмической индустрии. В 50-е здесь изготавливали систему жизнеобеспечения, в которой находилась собака Лайка, и скафандр для пассажира корабля «Восток» — Юрия Гагарина. Сейчас на «Звезде» производят высотное снаряжение для пилотов — скафандры, костюмы, защитные шлемы, кислородные маски, системы пожаротушения, катапультные кресла, парашюты и надувные трапы.
На заводе не только производят скафандры и гидрокостюмы, но также испытывают их в условиях, приближенных к реальным. Например, в этой стационарной барокамере проводят тестирования личного состава на готовность к высотным полетам и адаптацию в условиях разряженной атмосферы. Будущие космонавты одеты, разумеется, в продукцию «Звезды». Как раз в такой камере тренировался Алексей Леонов перед выходом в открытый космос.В этой камере проходят обязательную тренировку все космонавты, летающие на МКС. Раньше экипаж состоял из трех человек, сейчас одновременно летают 6. Из них трое остаются на станции на полгода, а часть экипажа в середине этого срока меняется.
Cкафандр «Орлан-МК» для работы в открытом космосе весит 110 кг. Американский аналог весит 136 кг и, в отличие от российского, не приспособлен к годам самообслуживания на станции. Кроме того, его невозможно надеть самостоятельно. Американские EMU и MEGA-EMU еще и гораздо дороже: 10 лет назад они стоили порядка 15 млн долларов, а «Орлан» стоит всего 3 млн. EMU для ремонта надо спускать на Землю — для справки: доставка 1 кг груза на МКС стоит $25 000, возвращение — $60 000.Сейчас «Орлан» шьется уже в пятой модификации. К дюралюминиевому корпусу крепятся рукава и штанины. Все провода и шланги системы жизнеобеспечения вмонтированы под кирасу. На двери люка крепится компьютер, который анализирует информацию со всех датчиков скафандра — их порядка 50-ти. Космонавт регулирует температуру сам, дергая за рычаг водяного охлаждения. «Орлан» — это небольшой космический корабль. Его производство занимает больше полугода, а официальный срок годности — 4 года. Разумеется, по факту эксплуатируют их дольше.
Каждый космонавт должен самостоятельно надеть скафандр и после этого провести в невесомости два часа под наблюдением специалистов. Но даже если инженеры отвлекаются, то компьютер, встроенный в скафандр, подсказывает космонавту, что нужно делать в той или иной ситуации.
Мягкий скафандр «Сокол», используемый при взлете и посадке, шьется всегда индивидуально на каждого космонавта. Кроме него, для каждого космонавта отливают индивидуальный ложемент — специальное сиденье. Сначала из гипса делают слепок спины и попы, потом по нему изготавливают модель из полиуретана. Это необходимо для предотвращения травм в случае отказа двигателей мягкой посадки. Каждый космонавт, собирающийся на МКС, приезжает для снятия мерок на «Звезду». Потом два месяца отшивается скафандр. Готовый «Сокол» он лично испытывает два часа в барокамере, и, если не чувствует никакого неудобства, костюм считают готовым. Весит такое снаряжение 10–12 кг.
Помимо сканфандров для космонавтов и летчиков, на производстве шьют профилактические костюмы «Пингвин» (крайние слева) и «Чибис» (темно-синий. Костюм «Чибис» необходим для тренировки сердечно-сосудистой системы перед спуском на землю. Внутри него пониженное давление, и благодаря ему кровь задерживается в нижней части тела, как это бывает при земном тяготении. «Пингвин» желательно носить постоянно на МКС для профилактики негативного влияния невесомости. На «Звезде» также шьют вещи попроще — тренировочные костюмы, теплую одежду, спальные принадлежности, термобелье. А вот гидрокостюм «Форель» (крайний справа) вместе с шерстяным костюмом греет и поддерживает на плаву — в том случае, если пилот оказался в холодном море.
Скафандр Юрия Гагарина, в котором он летел в космос, тоже висит в музее, несмотря на постоянно слухи о том, что его продали. Рядом висит скафандр Валентины Терешковой.
Внутри костюма «Пингвин» натянуты резинки, которые создают нагрузку на мышцы и кости. Он необходим, чтобы в долгом пребывании невесомости тело находилось в тонусе и мускулы не атрофировались. Сейчас космонавты предпочитают ему тренажеры, а вот в медицине он до сих пользуется популярностью и используется в некоторых клиниках для профилактики и лечения ДЦП. До последнего времени на заводе был отдельный цех, отшивавший для нужд клинки «Пингвинов», но сейчас этим занимается частная фирма. Кроме этого костюма, в медицине еще применяется противошоковый костюм «Каштан»: при большой кровопотери он сильно сдавливает вены на ногах и выталкивает кровь вверх, поддерживая таким образом кровоснабжение жизненно важных органов. Благодаря «Каштану» можно поддерживать жизнь пострадавшего до доставки в больницу.Система АСУ — ассенизационное устройство или попросту туалет — гордость НПП «Звезда». Конструкция оказалась настолько удачной, что американцы на свой сегмент МКС закупили именно такую.
Это стыковочный люк, через который переходят из одного космического корабля в другой. Раньше внутренних люков на МКС не было, поэтому космонавтам приходилось для перемещения выходить в открытый космос.
ribalych.ru
скафандр космонавта - это... Что такое скафандр космонавта?
Скафандр космонавта для выхода в открытый космос:
1 – страховочный фал; 2 – пульт управления системой жизнеобеспечения; 3 – гермошлем; 4 – ранцевая система жизнеобеспечения
Космический скафандр – сложное устройство, состоящее из многослойной оболочки из пластичного материала, не затрудняющего движений космонавта, и прозрачного шлема, снабжённого фильтром для прямых солнечных лучей. В ранце скафандра размещается запас кислорода, устройства регенерации воздуха, автоматического регулирования температуры и влажности, вентиляции и т. п. Скафандр оснащён средствами радиосвязи с космическим кораблём. Температурный режим космонавта обеспечивается специальным нательным костюмом, выполненным из мелкой сетки тонких трубочек, по которым циркулирует вода с регулируемой температурой. Скафандр имеет биотелеметрическую систему для контроля физиологических показателей космонавта.
Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн. 2006.
.
- сканер
- скважина
Смотреть что такое "скафандр космонавта" в других словарях:
СКАФАНДР — водолазный шлем со стеклами, надевается на голову, позволяет видеть под водою и ограждает голову водолаза от ушибов. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907. СКАФАНДР от лат. scapha, челнок. Плавательный… … Словарь иностранных слов русского языка
СКАФАНДР — СКАФАНДР, герметическая одежда, позволяющая космонавту находиться в космосе. Состоит из множества слоев, состоящих из восьми материалов. Внешний слой представляет собой обработанный нейлон, который предотвращает пробивание скафандра мелкими… … Научно-технический энциклопедический словарь
СКАФАНДР — сложное инженерное снаряжение лётчика, космонавта или водолаза, обеспечивающее им надёжные индивидуальные условия жизнедеятельности и работоспособности путём герметичной изоляции их от внешней среды и от воздействия опасных и неблагоприятных… … Большая политехническая энциклопедия
Скафандр — Космический скафандр «Сокол» Скафандр (от греч. σκάφος … Википедия
скафандр — а; м. [франц. scaphandre от греч. skaphē лодка и anēr (andros) человек] 1. Водонепроницаемый водолазный костюм из прорезиненной ткани с металлическим шлемом и застеклёнными отверстиями для глаз. Медный шлем скафандра. Водолаз надел с. и начал… … Энциклопедический словарь
СКАФАНДР — [франц. scaphandre, от греч. skaphe лодка и апёг (andros) человек] 1) индивидуальное снаряжение (герметич. костюм) лётчика или космонавта, обеспечивающее условия жизнедеятельности и работоспособности в разрежённой атмосфере или космич.… … Большой энциклопедический политехнический словарь
скафандр — а; м. (франц. scaphandre от греч. skáphē лодка и an ēr (andrós) человек) 1) Водонепроницаемый водолазный костюм из прорезиненной ткани с металлическим шлемом и застеклёнными отверстиями для глаз. Медный шлем скафандра. Водолаз надел скафа/ндр и… … Словарь многих выражений
Скафандр — (франц. scaphandre, от греч. skaphe лодка и aner, родительный падеж andros человек) индивидуальное герметичное снаряжение, обеспечивающее жизнедеятельность и работоспособность человека в условиях, отличающихся от нормальных. С. состоит… … Большая советская энциклопедия
Кречет (скафандр) — У этого термина существуют и другие значения, см. Кречет (значения). Фотография скафандра выставленного в Национальном музее авиации и космонавтики … Википедия
Космический скафандр — «Сокол» Тренировка водолаза. Нормобарический скафандр снаряжение, предназначенное для глубоководных (до 600 метров) работ, во время которых пилот скафандра продолжает находится при обычном атмосферном давлении, что, соответственно, снимает… … Википедия
Книги
- Открываем космос. От телескопа до марсохода, Дженкинс Мортон. О книге На протяжении столетий люди гадали, глядя на звезды: "А что же там, далеко-далеко, в этой черной бездне?"Лучшие умы человечества пытались понять, как устроена наша Вселенная, на чем… Подробнее Купить за 1330 руб
- Открываем космос. От телескопа до марсохода, Дженкинс Мортон. О книгеНа протяжении столетий люди гадали, глядя на звезды:`А что же там, далеко-далеко, в этой черной бездне?` Лучшие умы человечества пытались понять, как устроена наша Вселенная, на чем… Подробнее Купить за 534 грн (только Украина)
dic.academic.ru
Космический скафандр: история и устройство
В Древней Греции «скафандрами» называли хороших пловцов или ныряльщиков. Но по мере развития человеческих технологий так стали называться все средства защиты человека, позволяющие проникать в среды, где незащищенный человеческий организм ждет быстрая и не всегда легкая смерть. Сначала под воду, затем в воздух, а с относительно недавних пор и за пределы Земли.
История скафандра
Первым слово «скафандр» в его современном понимании использовал в 1775 году французский аббат-математик Жан Батист де ла Шапель. Так он назвал свой костюм из пробки, который должен был помочь солдатам форсировать реки. Идея была подхвачена, и уже к середине XIX столетия водолазы были штатной единицей на всех крупных морских флотах. В двадцатых годах XX века английский физиолог Джон Холден предложил использовать костюмы водолазов для защиты здоровья и жизни воздухоплавателей. Он же сконструировал первый подобный скафандр и испытал его в барокамере, имитировав давление, эквивалентное тому, что образуется на высоте в 25 км. Но собрать денег на строительство аэростата для подъема в стратосферу ему не удалось, и на практике костюм испытан не был.
После окончания Второй мировой войны начался бурный прогресс в реактивной авиации и человек стал забираться в воздух все выше и выше. И для покорения новых высот понадобился космический скафандр.
Первые проекты наши и зарубежные
Создание скафандра — это одна из самых технологически сложных и ключевых программ космического проекта. И прогресс в этой сфере достигался за счет соперничества двух космических сверхдержав.
В нашей стране космическими скафандрами первым стал заниматься Евгений Чертовский из Института авиационной медицины. В сороковых годах он разработал 7 типов герметичного снаряжения и первым в мире решил проблему мобильности, сконструировав модель 4-2 с шарнирами. С 1936 года разработкой скафандров космонавтов стал целенаправленно заниматься специально созданный Центральный аэрогидродинамический институт. В результате модель 4-3 содержала уже практически все детали, которые используют в современных скафандрах. В послевоенные годы конструировать скафандры стал Летно-исследовательский институт. А в октябре 1952 года в подмосковном Томилино инженером Александром Бойко был создан особый цех при заводе №918 (сегодня это НПП «Звезда»). Именно на нем и был создан скафандр Гагарина. Если в нашей стране испытания нового снаряжения проводились летчиками, то американцы пришли к созданию своей версии скафандра через стратосферную программу. В начале шестидесятых для испытания космических и авиационных скафандров были построены несколько стратостатов, оборудованных открытыми гондолами для приземления с большой высоты.
Программа оказалась смертельно опасной — из шести стратонавтов погибли трое. Но в итоге проект Excelsior все же закончился успехом. 16 августа 1960 года Джозеф Киттингер установил сразу несколько рекордов. Его падение из стратосферы длилось 4 минуты 36 секунд, за которые пилот пролетел 25 816 метров, развив скорость около 1000 км/ч.
Что такое современный скафандр?
Современный космический скафандр должен решать сразу несколько важных задач. С падением давления человеческому организму становится все труднее усваивать кислород. Без проблем человек может находиться на высоте не более 4—5 км. На больших высотах необходимо добавление кислорода во вдыхаемый воздух, а с 7—8 км человек должен дышать чистым кислородом. При подъеме на высоту выше 12 км легкие теряют возможность усваивать кислород и необходима компенсация давления.
На сегодня существует два типа компенсации давления: механическая компенсация и создание вокруг человека газовой среды с избыточным давлением. Первый вариант — это высотные компенсационные летные костюмы. Тело пилота опутывают ленточки, напоминающие восьмерку, в которые пропущена резиновая камера.
В случае разгерметизации в камеру подается сжатый воздух, она увеличивается в диаметре, сокращая диаметр кольца, опутывающего пилота. Однако в разгерметизированной кабине пилот может провести не более 20 минут. Второй путь — скафандр. По сути, это герметичный мешок, в котором создано избыточное давление. Время пребывания человека в скафандре практически не ограничено, но при этом существенно ограничивается подвижность. Рукав скафандра с избыточным давлением фактически представляет собой аэробалку с давлением в 0,4 атмосферы. Согнуть руку в таких условиях все равно, что согнуть накачанную автомобильную камеру. Поэтому скафандр делают составным, а одна из самых сложных технологий — производство специальных «мягких» шарниров.
Скафандр состоит из двух оболочек: внутренней герметичной и внешней силовой. Первая состоит из листовой резины, для производства которой используется высококачественный каучук. Внешняя оболочка — тканевая (американцы используют нейлон, мы — отечественный аналог, капрон). Она защищает резиновую оболочку от повреждений и держит форму. Очень похоже на устройство футбольного мяча, где кожаный чехол защищает накачанную резиновую камеру. Долго находиться в «резиновом мешке» человек не сможет, поэтому в скафандре присутствует система вентиляции.
Первые скафандры работали по вентиляционному принципу, выбрасывая использованный воздух наружу, как акваланг. По такому принципу были устроены первые скафандры СК-1, скафандр «Беркут», в котором Леонов выходил в открытый космос, спасательные скафандры «Сокол». Однако для длительного пребывания в открытом космосе и для американской лунной программы они не подходили. Для этих целей были разработаны регенерационные скафандры (советские «Орлан» и «Кречет» и американские A5L, A6L, A7L). В них выдыхаемый газ регенерируется, из него отбирается влага, воздух снова насыщается кислородом и охлаждается.
Под скафандр надевается специальный сетчатый костюм водяного охлаждения. А экранно-вакуумная изоляция внешнего костюма работает по принципу термоса и состоит из нескольких слоев специальной полиэтиленовой пленки с напыленным алюминием. В результате нивелируется воздействие как экстремально высоких, так и экстремально холодных температур.
Берегите голову
Шлем — одна из наиболее сложных деталей скафандра. В «авиационную эпоху» шлемы были двух типов: масочные (летчик использовал кислородную маску) и безмасочные (шлем отделялся от остального скафандра герметичной шторкой и становился одной большой кислородной маской с непрерывной подачей дыхательной смеси). В итоге победила безмасочная концепция, которая обеспечивала лучшую эргономику, хотя и требовала большего расхода кислорода. Именно такими стали делать шлемы для космоса, которые в свою очередь разделились на съемные и несъемные. Первый СК-1 комплектовался несъемным шлемом, а вот леоновские «Беркут» и «Ястреб» были съемными. Причем присоединялись они специальным герморазъемом с гермоподшипником, что давало возможность космонавту вертеть головой. Но дополнительная мобильность обернулась громоздкостью конструкции и в дальнейшем от нее отказались.
Обязательный элемент шлема для выхода в открытый космос — светофильтр. На первых моделях использовались светофильтры самолетного типа, покрытые тонким слоем серебра. Но их защитные свойства оказались недостаточными и в дальнейшем светофильтры скафандров стали напылять довольно толстым слоем чистого золота, обеспечивающего пропускание всего 34% света. Разбить «стекло» шлема практически невозможно: оно делается из сверхпрочного поликарбоната лексана. В результате это чудо инженерной мысли безумно дорого — современный американский шлем стоит около $12 млн; российский, как это часто бывает, несколько дешевле.
Скафандры будущего
Не секрет, что космические программы и СССР, и США были большой частью глобального военного соперничества. Крушение СССР резко затормозило прогресс в этой области. Нашей стране долгое время было вовсе не до космоса и лишь недавно последние советские наработки вытащили из-под сукна. Финансирование американской программы также было значительно сокращено (экспедиции на Марс, Венеру, астероиды и вновь на Луну отложены на неопределенное время). Китай пока на оригинальность не претендует и одевает своих тайконавтов в костюмы, сделанные на базе советских.
Так что пока, не имея конкретных, целевым образом финансируемых проектов, конструкторы развлекаются, создавая костюмы а-ля Голливуд. Американский перспективный проект Z-1, за сходство с нарядом мультяшного персонажа, прозвали «скафандром Базза Лайтера». А перспективное детище от Роскосмоса отлично подойдет то ли Робокопу, то ли Терминатору.
616mir-znaniy.com
Как устроены скафандры для покорения космоса . Чёрт побери
Мало кто знает, что для советской экспедиции на Луну была полностью готова и испытана только одна компонента — космический лунный скафандр «Кречет». Еще меньше людей знают, как он устроен.
С развитием реактивной авиации всерьез встали проблемы защиты и спасения экипажа при высотных полетах. С падением давления человеческому организму становится все труднее усваивать кислород, обычный человек без особых проблем может находиться на высоте не более 4?5 км. На больших высотах необходимо добавление кислорода во вдыхаемый воздух, а с 7?8 км человек вообще должен дышать чистым кислородом. Выше 12 км легкие и вовсе теряют возможность усваивать кислород — для поднятия на большую высоту требуется компенсация давления.
На сегодняшний день существует всего два типа компенсации давления: механическая и создание вокруг человека газовой среды с избыточным давлением. Типичным примером решения первого типа служат высотные компенсационные летные костюмы — например, ВКК-6, применяемые пилотами «МиГ-31». В случае разгерметизации кабины такой костюм создает давление, сдавливая тело механическим путем. В основе такого костюма лежит довольно остроумная идея. Тело пилота опутывают ленточки, напоминающие восьмерку.
В меньшее отверстие пропущена резиновая камера. В случае разгерметизации в камеру подается сжатый воздух, она увеличивается в диаметре, сокращая, соответственно, диаметр кольца, опутывающего пилота. Однако такой метод компенсации давления является экстремальным: тренированный летчик в компенсирующем костюме может провести в разгерметизированной кабине на высоте не более 20 минут. Да и создать равномерное давление на все тело таким костюмом невозможно: некоторые участки тела оказываются перетянутыми, некоторые — вообще несдавленными.
Другое дело — скафандр, по сути, представляющий собой герметичный мешок, в котором создано избыточное давление. Время пребывания человека в скафандре практически не ограничено. Но и он имеет свои недостатки — ограничение подвижности летчика или космонавта. Что такое рукав скафандра? Практически это аэробалка, в которой создано избыточное давление (в скафандрах обычно поддерживается давление в 0,4 атмосферы, что соответствует высоте 7 км). Попробуйте согнуть накачанную автомобильную камеру. Трудновато? Поэтому один из самых охраняемых секретов производства скафандров — технология производства специальных «мягких» шарниров. Но обо всем по порядку.«Воркута»Первые скафандры, до войны изготавливаемые в ЛИИ им. Громова, создавались в исследовательских целях и использовались в основном для экспериментальных полетов на стратосферных воздушных шарах. После войны интерес к скафандрам возобновился, и в 1952 году в подмосковном Томилине было открыто специальное предприятие по изготовлению и разработке таких систем — Завод № 918, ныне НПП «Звезда». В течение 50х годов предприятие разработало целую линейку экспериментальных скафандров, но только один из них, «Воркута», созданный под перехватчик «Су-9», был выпущен малой серией.Практически одновременно с выпуском «Воркуты» предприятию было выдано задание на разработку скафандра и системы спасения для первого космонавта. Первоначально КБ Королева выдало «Звезде» техзадание на разработку скафандра, целиком замкнутого на систему жизнеобеспечения корабля. Однако за год до полета Гагарина было получено новое задание — на обычный защитный костюм, рассчитанный на спасение космонавта только при его катапультировании и приводнении.
Противники скафандров вероятность разгерметизации корабля считали чрезвычайно малой. Еще через полгода Королев опять поменял решение — на этот раз в пользу скафандров. За основу были взяты уже готовые авиационные скафандры. Времени на состыковку с бортовой системой корабля уже не осталось, поэтому был принят автономный вариант системы жизнеобеспечения скафандра, размещаемый в катапультном кресле космонавта.
Оболочка для первого космического скафандра СК-1 была во многом позаимствована от «Воркуты», но шлем был сделан полностью заново. Задача ставилась предельно жестко: скафандр должен был спасти космонавта обязательно! Никто не знал, как поведет себя человек во время первого полета, поэтому система жизнеобеспечения строилась так, чтобы спасти космонавта, даже если он потеряет сознание, — многие функции были автоматизированы. Например, в шлеме был установлен специальный механизм, управляемый датчиком давления. И если в корабле оно резко падало, специальный механизм мгновенно захлопывал прозрачное забрало, полностью герметизируя скафандр.
Внешняя оболочка — тканевая. Американцы для нее используют нейлон, мы — отечественный аналог, капрон. Она защищает резиновую оболочку от повреждений и держит форму. Лучшей аналогии, чем футбольный мяч, придумать сложно: кожаный внешний чехол защищает внутреннюю резиновую камеру от бутс футболистов и обеспечивает неизменные геометрические размеры мяча.Провести продолжительное время в резиновом мешке никакой человек не сможет (кто имеет армейский опыт марш-бросков в прорезиненном общевойсковом защитном комплекте, поймет это особенно хорошо). Поэтому в каждом скафандре в обязательном порядке присутствует система вентиляции: по одним каналам подводится ко всему телу кондиционированный воздух, по другим — отсасывается.По методу работы системы жизнеобеспечения скафандры делятся на два вида — вентиляционные и регенерационные. В первых, более простых по конструкции, использованный воздух выбрасывается наружу, аналогично современным аквалангам. По такому принципу были устроены первые скафандры СК-1, скафандр Леонова для выхода в открытый космос «Беркут» и легкие спасательные скафандры «Сокол».ТермосДля длительного пребывания в космосе и на поверхности Луны потребовались регенерационные скафандры длительного пребывания — «Орлан» и «Кречет». В них выдыхаемый газ регенерируется, из него отбирается влага, воздух донасыщается кислородом и охлаждается. По сути, такой скафандр в миниатюре копирует систему жизнеобеспечения целого космического корабля. Под скафандр космонавт одевает специальный сетчатый костюм водяного охлаждения, весь пронизанный пластиковыми трубками с охлаждающей жидкостью. Проблемы обогрева в выходных скафандрах (предназначенных для выхода в открытый космос) не возникала никогда, даже если космонавт работал в тени, где температура стремительно падает до -1000С.
Дело в том, что наружный комбинезон идеально выполняет функции теплозащитной одежды. Для этого впервые была применена экранно-вакуумная изоляция, работающая по принципу термоса. Под внешней защитной оболочкой комбинезона расположены пять-шесть слоев специальной пленки из особого полиэтилена, терифталата, с двух сторон которой напылен алюминий. В вакууме между слоями пленки теплообмен возможен только за счет излучения, которое переотражается обратно зеркальной алюминиевой поверхностью. Внешний теплообмен в вакууме в таком скафандре настолько мал, что считается равным нулю, и при расчете учитывается только внутренний теплообмен.
Впервые экранно-вакуумная теплозащита была применена на «Беркуте», в котором Леонов вышел в открытый космос. Однако под первые спасательные скафандры, которые работали не в вакууме, одевался ТВК (теплозащитный вентилируемый костюм), сделанный из теплого простеганного материала, в котором и были проложены вентиляционные магистрали. В современных спасательных скафандрах «Сокол» этого нет.
Помимо всего этого на космонавтов надевается хлопчатобумажное белье со специальной антибактериальной пропиткой, под которым расположен последний элемент — специальный нагрудник с закрепленными на нем телеметрическими датчиками, передающими информацию о состоянии организма космонавта.СоколятаСкафандры были на кораблях не всегда. После успешных шести полетов «Востоков» они были признаны бесполезным грузом, и все дальнейшие корабли («Восходы» и «Союзы») проектировались на полет без штатных скафандров. Целесообразным было принято использование только внешних скафандров для выхода в открытый космос. Однако гибель в 1971 году Добровольского, Волкова и Пацаева в результате разгерметизации кабины «Союза-11» заставила снова вернуться к проверенному решению. Однако старые скафандры в новый корабль не влезали. В срочном порядке под космические нужды стали адаптировать легкий скафандр «Сокол», изначально разрабатываемый для сверхзвукового стратегического бомбардировщика Т-4.
Задача оказалась не из легких. Если при приземлении «Востоков» космонавт катапультировался, то «Восходы» и «Союзы» осуществляли мягкую посадку с экипажем внутри. Мягкая она была только относительно — удар при приземлении был ощутимый. Амортизировало удар энергопоглощающее кресло «Казбек» разработки все той же «Звезды». Формовался «Казбек» индивидуально под каждого космонавта, который лежал в нем без единого зазора. Поэтому кольцо, к которому крепится шлем скафандра, при ударе обязательно бы сломало шейный позвонок космонавта.
В «Соколе» было найдено оригинальное решение — секторный шлем, не закрывающий затылочную часть скафандра, которая делается мягкой. Из «Сокола» также убрали ряд аварийных систем и теплозащитный слой, так как в случае приводнения при покидании «Союза» космонавты должны были переодеться в специальные костюмы. Была сильно упрощена и система жизнеобеспечения скафандра, рассчитанная всего на два часа работы.
В итоге «Сокол» стал бестселлером: начиная с 1973 года их было изготовлено более 280 штук. В начале 90-х два «Сокола» были проданы в Китай, и первый китайский космонавт полетел покорять космос в точной копии русского скафандра. Правда, нелицензионной. А вот скафандры для открытого космоса китайцам никто не продал, поэтому выхода в открытый космос они пока даже не планируют.КирасирыВ целях облегчения конструкции и увеличения подвижности внешних скафандров существовало целое направление (прежде всего в США), изучавшее возможность создания цельнометаллических жестких скафандров, напоминающих глубоководные водолазные. Однако частичное воплощение идея нашла только в СССР. Советские скафандры «Кречет» и «Орлан» получили комбинированную оболочку — жесткий корпус и мягкие ноги и руки. Сам корпус, который конструкторы называют кирасой, сваривается из отдельных элементов из алюминиевого сплава типа АМГ. Такая комбинированная схема оказалась на редкость удачной и сейчас копируется американцами. А возникла она по необходимости.
Американский лунный скафандр был сделан по классической схеме. Вся система жизнеобеспечения располагалась в негерметичном ранце на спине астронавта. Советские конструкторы, возможно, также пошли бы по этой схеме, если бы не одно «но». Мощность советской лунной ракеты Н-1 позволяла доставить на Луну только одного космонавта, в отличие от двух американских, а облачиться в одиночку в классический скафандр не представлялось возможным. Поэтому и была выдвинута идея жесткой кирасы с дверцей на спине для входа внутрь.
Специальная система тросиков и боковой рычаг позволяли надежно закрыть за собой крышку. Вся система жизнеобеспечения располагалась в откидной дверце и работала не в вакууме, как у американцев, а в нормальной атмосфере, что упрощало конструкцию. Правда, шлем пришлось делать не поворотным, как в ранних моделях, а монолитным с корпусом. Обзор же компенсировался гораздо большей площадью остекления. Сами шлемы в скафандрах настолько интересны, что заслуживают отдельной главы.
Космические шлемы также делились на два типа — съемные и несъемные. Первый СК-1 комплектовался несъемным шлемом, а вот леоновский «Беркут» и «Ястреб» (в котором Елисеев и Хрунов в 1969 году переходили из корабля в корабль) имели съемные шлемы. Причем присоединялись они специальным герморазъемом с гермоподшипником, что давало возможность космонавту вертеть головой. Механизм поворота был довольно интересен.На кадрах кинохроники хорошо видны шлемофоны космонавтов, которые изготавливаются из ткани и тонкой кожи. На них смонтированы системы связи — наушники и микрофоны. Так вот, выпуклые наушники шлемофона входили в специальные пазы жесткого шлема, и при повороте головы шлем начинал вращение вместе с головой, как башня танка. Конструкция была довольно громоздкой, и от нее в дальнейшем отказались. На современных скафандрах шлемы несъемные.Обязательный элемент шлема для выхода в космос — светофильтр. У Леонова был маленький внутренний светофильтр самолетного типа, покрытый тонким слоем серебра. При выходе в космос Леонов ощутил очень интенсивное нагревание нижней части лица, а при взгляде в сторону Солнца защитные свойства серебряного светофильтра оказались недостаточными — свет был ослепительно ярким. Исходя из этого опыта, все последующие скафандры стали оборудоваться полными наружными светофильтрами с напыленным довольно толстым слоем чистого золота, обеспечивающего пропускание всего 34% света. Самая большая площадь остекления — у «Орлана».
Причем на последних моделях есть даже специальное окошко сверху — для улучшения обзора. Разбить «стекло» шлема практически невозможно: делается оно из сверхпрочного поликарбоната лексана, который также используется, например, при остеклении бронекабин боевых вертолетов. Однако и стоит «Орлан» как два боевых вертолета. Точную цену не называют, но предлагают ориентироваться на стоимость американского аналога — $12 млн.
chert-poberi.ru
