12 апреля 1961 года Гагарин произносит свое знаменитое «Поехали!» и отправляется в первый в мире космический полет. Большинство знает и про Королёва, и про то, какие ракеты предшествовали «Востоку», но мало кто знает про то, без чего Юрий Алексеевич не выжил бы в случае нештатой ситуации— космический скафандр.
Ко времени написания этой серии лонгов со дня первого в мире пилотируемого полета в космос прошло более 50 лет. С того момента космонавтика в Советском Союзе, а позже и в Российской Федерации, прошла долгий путь от короткого полета Гагарина до многодневных экспедиций экипажей на пилотируемых орбитальных станциях. В этом цикле я хочу рассказать тебе, дорогой читатель, о том, насколько все же был сложный и тернистый этот путь.
Космическое скафандростроение в Советском союзе создавалось не на пустом месте. На начальном этапе использовался большой опыт разработки авиационного снаряжения, скафандров и систем жизнеобеспечения для летчиков и аргонавтов. Вот об этом опыте дальше и пойдет речь.
Но для того, чтобы понимать, о чем я буду тебе вещать, надо провети небольшой ликбез.
Скафандр для полета хоть в космос немного, но отличается от скафандра для полета на большие высоты. По принципу действия все они одинаковы — служат для спасения космонавта или пилота от гибели в случае разгерметизации кабины во время взлета или спуска, изменения газового состава атмосферы КК, при катапультировании, при попадании в воду и т.д. Плюс на заре авиации, когда не было полноценных кабин, скафандры позволяли пилоту в принципе жить и дышать наверху. Достигалось это все посредством постоянной вентиляции СК кислородом и создании избыточного давления внутри СК с помощью специального регулятора давления, то есть по сути, в скафандре тебе до пизды, что там за бортом, сиди, пилотируй, дыши, кайфуй. Все просто, як дважды два, разве что сейчас пилоты летают в противоперегрузочных костюмах, а не в скафандрах (за исключением U-2, это вообще отдельный пепелац, сами понимаете). Если совсем интересна медицинская составляющая всего этого, то могу отдельный лонг запилить на тему того, зачем именно избыточное давление, какое оптимальное значение, как это достигалось, что будет, если скафандр разгерметизируется и прочее. Это и любителям дайвинга будет полезно. Ну-с, поехали.
Происхождение скафандров
Предшественниками космических скафандров были скафандры пилотов аэростатов и самолетов с открытыми кабинами, поднимавшиеся на стратосферные высоты, где воздух столь разряжен, что даже дыхание чистым кислородом при окружающим барометрическом давлении не защищает от кислородного голодания и от других расстройств, связанных с пребыванием человека в этих условиях.
Первые сведения о разработках высотных скафандров в Советском Союзе, относятся к 30-м годам 20-го века. Как все это происходило, когда страна проводит форсированную индустриализацию, да еще там голод кошмарил в 1933? Да никто блять не знает, я сам в шоке от того, что столько сил, времени и денег смогли на это выделить. Но, с другой стороны, без этого всего авиация в СССР далеко бы не пошла, поэтому выбора не было.
Как итог всех разработок, был создан первый в стране скафандр — Ч-1. Спроектировал его инженер Е.Е. Чертовский, сотрудник авиамедицинского отдела Научно-исследовательского института Гражданской авиации в Ленинграде в 1932г. Фотки этого перца, к сожалению, нигде нет. Это был простой герметичный комбинезон со шлемом, имевшим небольшое остекление. В его конструкции не было шарниров, поэтому при наддуве требовались большие усилия для сгибания рук и ног. Работать в нем при создании под оболочкой избыточного давления было невозможно.
30 января 1934г. произошла катастрофа стратостата «Осоавиахим-1»: На высоте 17 км. гондола отделилась от воздушного шара. Три аэронавта Павел Федосеенко, Андрей Васенко и Илья Усыкин должны были спуститься на парашюте, однако имелся только один люк для эвакуации. Люк был закреплен на 24 болта. Впоследствии было определено, что им хватило времени открутить только 7 болтов, в итоге все трое разбились. Этот трагический случай дал толчок инженерам и изобретателям всех направлений искать средства индивидуальной защиты пилота в случае разгерметизации гермокабины.
Дальнейшая модернизация скафандра Ч-1, которая проводилась с 1932 до 1937 года, привела к созданию скафандра Ч-3, в котором уже были добавлены шарниры для сгибания конечностей (но все равно пилоты ахуевали от жизни, когда пытались хотя бы градусов на 45 согнуть руку), а так же учтены физиолого-гигиенические требования.
При избыточном давлении 10-15 кПа летчик в скафандре Ч-3, оболочка которого была изготовлена из прорезиненной ткани, имел подвижность, достаточную для управления самолетом (но пилот все еще был в ахуе).
Дальше этот скафандр еще модернизировался до модификации Ч-7, созданной в 1940 году, но там ничего сверхинтересного не было. Именно Ч-3 получил все основные элементы будущих скафандров, как авиационных, так и космических.
Разработки ЦАГИ
В те времена авиационная промышленность ебашила пепелацы, которые должны были показать всему миру, что пролетариат еще и летать может, да рекорды различные ставить, в том числе и по высоте.
Для достижения этих целей с 1936г. в ЦАГИ (Центральный Аэро-Гидродинамический Институт, который в Жуковском находится) начали так же создавать скафандры, причем там впервые работа была поставлена на серьезную научную основу.
Разработка начиналась с определения и понимания самой задачи и принципов будущей конструкции. Главная проблема, которая была и на Ч-серии — удобство и возможность работать конечностями без особых усилий. Было проведено туева хуча экспериментов, с макетами и с людьми, для определения материалов для изготовления каждого шарнира СК, которые дали огромную массу важнейших данных, и в результате в 1937г. выкатили СК ЦАГИ-1. Главное нововведение заключалось в том, что скафандр состоял из двух частей — «рубахи» и «штанин», которые соединялись поясным металлическим разъемом. На скафандре были применены шарниры типа «гармошка», которые тогда считались самыми подвижными, но на деле оказалось, что они имеют очень ограниченный угол сгибания и не обеспечивают нужную подвижность. На этом скафандре впервые появилась проблема «вырастания» оболочки при избыточном давлении внутри (Алексей Архипович привет передает). Поэтому при дальнейшей модернизации этого скафандра так же тщательно прорабатывалась силовая схема для недопущения «вырастания» СК.
В том же году были созданы первые прототипы оборудования для СОЖ (система обеспечения жизнедеятельности). Скафандры снабжались автономной системой кислородного питания регенерационного типа- удаления углекислого газа химическим адсорбентом. С помощью всей этой красоты летчик мог отделиться от бортовой системы при переходе в самолете с одного места на другое или при прыжке с парашютом.
Когда создавался СК ЦАГИ-1, на западе прогресс не стоял на месте, и там тоже пилили скафандры для летунов. Так, в США одним из пионеров скафандростроения был известный американский летчик Пост. В своем скафандре он совершил шесть официальных полетов на различных высотах в специально оборудованном для полета в стратосфере самолете «Вега» фирмы «Локхид». 15 августа 1935 г. при очередном полете на этом самолете в скафандре через стратосферу Пост погиб. Скафандр Поста представлял собой воздухонепроницаемый комбинезон, сшитый из нескольких слоев прорезиненного шелка. Он имел металлический шлем и небольшое круглое стекло для обзора.
В Испании воздухоплаватель Херрера спроектировал и изготовил скафандр, в котором предполагал подняться на стратостате в открытой кабине на высоту 22 км. При создании скафандра Херрера столкнулся с решением ряда весьма трудных проблем: защита от потери тепла и от чрезмерного нагрева человека в скафандре лучами Солнца, а также обеспечение удовлетворительной подвижности человека в скафандре на высоте, когда скафандр будет находиться под давлением. Первые две задачи Херрера разрешил, применив нетеплопроводный материал и посеребренную ткань. Значительно труднее была задача обеспечить необходимую подвижность на высоте.
Впервые в практике скафандростроения Херрера применил в местах сгиба складки в виде гармошки. Продольному растяжению гармошки препятствовали туго натянутые стальные тросы, расположенные по одному на каждой стороне сгиба. Сверху в области головы к оболочке крепился стальной никелированный шлем, на передней поверхности которого имелось круглое остекление. Оно состояло из двух стекол: одно из них не пропускало ультрафиолетовые, а другое – инфракрасные лучи (из пространства между стеклами был выкачан воздух).
Французский ученый Розенсьель в течение ряда лет работал над созданием стратосферного скафандра. Этими работами заинтересовалась фирма «Потез», предоставившая ему необходимые средства. Первый скафандр был готов в середине 1935 г. и испытывался специальной комиссией под руководством доктора Гарсо, позднее возглавившего всю работу по этому скафандру. Оболочка скафандра была изготовлена из двухслойной теплозащитной ткани, надевание скафандра осуществлялось посредством разреза с застежкой «молния» (разрез начинался у паха, проходил между ногами и заканчивался на спине).
Ограниченная подвижность обеспечивалась применением расположенных на локтях и коленях складок, сферический дюралюминиевый шлем приворачивался болтами к шейному кольцу по типу водолазного. Для обзора в шлеме были расположены две квадратные рамки с двойными стеклами, между которыми воздух был выкачан. Спереди шлема на уровне рта находился кран, закрывающийся специальной ручкой. При подъеме на высоту кран оставался открытым до 3500 – 4000 м, и пилот дышал атмосферным воздухом. Выше 4000 м пилот закрывал кран и уже дышал воздухом, подаваемым от компрессора мотора до давления примерно 29,4 кПа (220,5 мм рт. ст.). Подвижность в скафандре Розенсьеля также не была решена, и для сгибания рук и ног требовались громадные усилия.
Скафандры английской фирмы «Зибе Горман», которыми пользовались летчики Свейн и Адам, установившие два рекорда высоты на самолете «Бристоль-138», сконструированы профессором Холденом и инженером Девисом. Скафандр был изготовлен из двухслойной прорезиненной ткани и состоял из двух частей – нижней и верхней, соединенных герметическим поясом. Шлем скафандра жесткий, с широким целлулоидным стеклом для обзора: летчик мог свободно поворачивать голову внутри шлема и смотреть в разные стороны. Фоток англичан и француза я, к сожалению, не нашел.
Теперь вернемся обратно в страну социализма. В 1938 году был создан СК ЦАГИ-2. Этот скафандр уже был выполнен в виде комбинезона со съемным шлемом. Но пилоты все равно продолжают ахуевать и качать банки, так как оболочка СК была выполнена из трехслойной прорезиненной ткани, отчего тот был слишком тяжелый и грубый. Также в некоторых деталях проскальзывало сходство с водолазными костюмами, однако для того времени это был лучший СК из существовавших в СССР. Скафандр не имел приспособлений для регулировки по росту, плечевой шарнир был некоторым подобием шарнира Гука (он же называется карданной передачей) и имел приклеенное к оболочке металлическое кольцо для крепления шарнира к «туловищу» СК. Одевание скафандра производилось через верхнее отверстие комбинезона, которое закрывалось мягкой «манишкой». Шлем был выполнен в виде усеченного конуса , имел одинарное стекло и очень ограниченный обзор. Он крепился к оболочке специальной ленточной стальной затяжкой. В качестве внутреннего отопления скафандра использовался один слой байки, на тело надевался трикотажный костюм, а на руки — тонкие шерстяные перчатки. С таким набором теплоизоляции пилот мог находится до 4 часов при температуре -40 за бортом, так же на этот СК устанавливали регенерационное оборудование СОЖ, рассчитанное на 6 часов работы. Шланги этой аппаратуры подсоединялись к скафандру при помощи замка, который можно было разъединить одним движением руки без потери давления в скафандре.
В 1940 г. были разработаны СК ЦАГИ-4, -5, -8. Последний испытывался на истребителе И-153, не имевшем еще герметичной кабины и защитного фонаря.
А после один усатый художник решил устроить заварушку, в результате чего все работы по созданию «стратосферных» скафандров были остановлены. Дальше уже был период, который характеризовался бурным развитием реактивной авиации с герметичными кабинами, катапультными креслами и другими элементами и условиями, приведшими к необходимости новых подходов к созданию высотного защитного снаряжения членов экипажа. Об этом я расскажу в следующей части, ждите, котята.
Список использованной литературы:
1) И.П. Абрамов, М.Н. Дудник, В.И. Сверщк, Г.И. Северин, А.И. Скуг и А.Ю. Стоклицкий «Космические скафандры России»
2) С.М. Алексеев «Космические скафандры вчера, сегодня, завтра»
3) Личный опыт и общение с людьми, которые стояли у истоков советской космонавтики:)
Автор - Юрий Игнатов.
Ссылка на любимого Кота, куда все мои статьи будут заливаться: https://vk.com/catx2