За всю историю полетов многоразового космического корабля «Шаттл» использовалось четыре вида спасательных костюма:
-скафандр (два вида);
-полетный костюм;
-высотный компенсирующий костюм.
Данная статья посвящена высотному компенсирующему костюмы «Launch Entry Suit», который использовался на КК «Шаттл» с 1988 по 1994 год.
Начиная с сентября 1988 г. (полет «STS»-26) и до 1994 года (полет «STS»-65) для защиты экипажа при аварийных ситуациях на взлете и посадке многоразового корабля «Шаттл» применялся спасательный костюм, который представлял собой полноценный высотно-компенсирующий костюм с противоперегрузочной функцией.
Справедливости ради, нужно отметить, что после гибели экипажа КК "Союз-11", в СССР также был разработан высотный компенсирующий костюм ВКК-47 для КК "Союз", однако в ходе сравнительных испытаний выбор пал на скафандр "Сокол".
1-см. статью "Высотный компенсирующий костюм ВКК-47 для КК "Союз"
2-см. статью "История создания космического скафандра "Сокол-К"
Костюм являлся неотъемлемой частью системы покидания, обеспечивающий экипажу возможность спасения в случае возникновения ситуации, когда корабль находился в условно работоспособном состоянии (сохраняет стабильное аэродинамическое положение), но не мог совершить посадку, либо на стартовом столе при покидании КК во время его задымления.
В случае возникновения разгерметизации КК «Шаттл» на высотах в верхних слоях атмосферы, где барометрическое давление близко к условиям вакуума, защиту астронавтов выполнял высотный компенсирующий костюм (ВКК). ВКК обеспечивал механическое воздействие (противодавление) на все тело через ряд гермооболочек.
Костюм состоял из шлема и спасательного компенсирующего костюма, объединенных в одно целое. Костюм обеспечивал защиту экипажа на высотах до 30 км. в течение приблизительно 40 минут. В комплект костюма входила индивидуальная парашютная система, состоящая из привязной системы и парашютного ранца.
Аварийная кислородная система крепилась к космонавту при помощи лямок и обеспечивала подачу 100% кислорода. Система могла быть применена в любое время при спуске на парашюте с большой высоты, или при покидании корабля на земле. Автономная система обеспечивала подачу кислорода в течение 10 мин с расходом 37 л/мин.
Система имела два кислородных баллона объемом по одному литру с давлением 20 МПа. На торцах баллонов устанавливались редукторы высокого давления, снижающие давление с 20 МПа до 0,48 МПа. Для задействования системы, член экипажа должен был потянуть за зеленую ручку, тем самым включив подачу кислорода к регулятору дыхания, установленному на костюме.
Парашютный ранец содержал механизм автоматического открытия, тормозной парашют, основной купол, индивидуальный спасательный плот, маркер с красителем воды и аварийный маяк. В уложенном виде парашютный ранец имел размер 63,5 см в высоте, 43,2 см в ширину и 10,2 в толщину. Таким образом, ранец заменял ранее используемые подушки в спинке кресла.
Анероидный чувствительный элемент механизма автоматического открытия ранца заранее устанавливался на срабатывание на высоте 4267 м. Тормозной парашют обеспечивал ориентацию пилота в положении «ногами вниз». Тормозной парашют стабилизировал спуск пилота до высоты 4276, после чего отсоединялся пружинным механизмом.
Основной купол представлял собой модификацию конического 7,9-метрового парашюта NB-6 ВМС США. Привязная система парашюта снабжалась автоматической системой отцепки (SEAWARS), срабатывающей при попадании в соленую воду, что предотвращало протаскивание экипажа при воздействии ветра. Привязная система сочеталась с аварийной кислородной системой, фалом аварийного покидания, индивидуальным устройством снижения, индивидуальным плавательным устройством и устройством подачи питьевой воды.
Индивидуальное плавательное устройство размещалось на привязной системе и наполнялось автоматически при соприкосновении с водой. Это устройство обеспечивало необходимое положение головы потерявшего сознание члена экипажа над водой.
Индивидуальный спасательный плот, размещенный на дне парашютного ранца, представлял собой модифицированный вариант плота «LRU-18», применяемого в ВВС США. Плот частично автоматически наполнялся при соприкосновении с водой за счет включения первого баллона СО2, что обеспечивало более удобное взбирание на плот. Взобравшись на плот, член экипажа мог полностью наддуть плот при помощи второго баллона СО2.
Между спиной члена экипажа и парашютным ранцем размещался 2-литровый запас питьевой воды. Вода находилась в 16 пакетах, закрепленных на наспинной части привязной системы.
Шлем представлял собой герметичную конструкцию купольной формы из стеклопластика с большим смотровым щитком остекления. Гермошлем крепился при помощи шейного гермокольца с вращающимся подшипником. Для предотвращения «вырастания» в случае создания избыточного давления внутри шлема, он крепился к силовой части костюма при помощи тросовой системы. Под гермошлем одевался шлемофон со встроенной гарнитурой связи.
В отличии от принятого в отечественной школе способа борьбы с запотеванием в виде обогрева смотрового стекла, американцы перед каждым применением скафандра наносили на внутреннюю часть стекла противозапотевающее вещество. Что касается подачи кислорода в область смотрового щитка, то данное решение можно считать скорей побочным положительным эффектом т.к. основная задача дефлекторов в лицевой части – это прежде всего обеспечение максимальной подачи кислорода непосредственно перед лицом астронавта/космонавта и считается само собой разумеющимся явлением.
Подача кислорода в шлем, обеспечивала избыточное давление 25,4 мм. рт.ст. по отношению к давлению в костюме. Давление в костюме регулировалось анероидным регулятором, поддерживающим максимальное абсолютное давление в костюме на уровене 145 мм.рт.ст.
Гермооболочка нижней части костюма обеспечивала независимую противоперегрузочную защиту в случае входа в атмосферу по баллистической траектории.
Противоперегрузочный костюм позволял члену экипажа выжить в случае разгерметизации до тех пор, пока не будет достигнута оптимальная высота для покидания КК Шаттл.
Для защиты от низкой температуры, «открытые участки» костюма не защищенные гермооболочками закрывались материалом «Gortex». Вентиляция костюма обеспечивалась при помощи индивидуального вентилирующего устройства с подачей 170-280 л/м, которое было установлено на кресле для каждого члена экипажа.
Во время эксплуатации КК «Шаттл» было потеряно 2 корабля и 14 астронавтов, но на данных кораблях применялись либо полетные костюмы (КК Челленджер), либо скафандры Advenced Crew Escape Suit (КК Каламбия), а причиной гибели экипажа являлось разрушение космического корабля.
Выбранная американцами концепция спасения астронавтов на КК «Шаттл» изначально была не однозначна и рассматривала большое кол-во вариантов спасения экипажа в любых режимах орбитального полета кроме вхождения в плотные слои атмосферы и выведения на орбиту, на которых собственно и произошли катастрофы Шаттлов (см. статью "Просчеты при разработки систем жизнеобеспечения для КК "Шаттл").
Фактически, костюм мог обеспечить спасение астронавта только в случае разгерметизации кабины без разрушения целостности корабля. В остальных случаях, шанс покинуть самостоятельно корабль был крайне мал.
К идее применения ВКК вместо скафандра приходили и в СССР, когда после гибели КК «Союз-11» было предложено использовать вместо скафандра высотный компенсирующий костюм ВКК-47 (см. статью о ВКК-47 и его применении на КК «Союз»).
Ставьте лайк, подписывайтесь на канал «Прогулки в стратосфере» и его одноименные сообщества в социальных сетях «ОК» и «ВК».
Научный сотрудник АО «НПП «Звезда», испытатель авиационного и космического снаряжения С.М. Дворников.