История развития космических скафандров России. Ч.2 Авиационные скафандры
Начало сороковых годов прошлого века характеризуется активнейшим развитием авиации: конструкторские бюро желали создать пепелац, который будет летать быстрее, выше всех и надерёт зад любому супостату. С ростом потолка полётов повышались требования к защите пилота, в том числе к скафандрам и СОЖ.
Осторожно, присутствует ненормативная лексика! (18+)
Как я уже говорил в предыдущей статье, первой научной авиационной организацией, в которой разрабатывались и испытывались отечественные высотные скафандры, был ЦАГИ, а в последующем ЛИИ (Летно-испытательский институт, позднее им. М.М. Громова).
В ЦАГИ работа над скафандрами для летчиков велась с 1936 г. по 1952 г.
Для разработки и испытаний скафандров в ЛИИ был создан отдел под названием «высотная лаборатория», включающий в себя конструкторскую бригаду, производственную мастерскую и испытательную лабораторию, имеющую термобарокамеру.
За 6 лет работы в ЛИИ были созданы и испытаны четыре модификации экспериментальных авиационных скафандров: ВСС-01, ВСС-02, ВСС-03 и ВСС-04. Разработкой СК руководил А.И. Бойко. Разработкой СОЖ руководил А.И. Хромушкин и А.М. Гершкович, как обычно, все эти ребята фотографироваться не любили, поэтому показать я их вам не смогу.
НПП Звезда
Дальнейшая работа по разработке авиационных скафандров в СССР проводилась на заводе №918, созданном в октябре 1952 года. В наши дни он носит название НПП «Звезда» имени академика Г.И. Северина и находится в подмосковном Томилино.
На завод был переведён ряд сотрудников упомянутого выше высотного отдела ЛИИ. Главным конструктором был назначен так же работник ЛИИ, начальник конструкторско-производственного комплекса Семён Михайлович Алексеев.
На Звезде работа над высотными авиационными скафандрами развернулась широким фронтом по всем правилам разработки авиационной техники: было создано несколько конструкторских бригад, цех по сборке скафандров (в который не забыли пьяных слесарей завезти), а так же высотная лаборатория, отдел испытаний (в котором автор работал) и медицинский отдел. Все они функционируют и по сей день.
К работе над скафандрами были привлечены опытные конструкторы, имевшее ахуенный багаж знаний и опыт в областях мягких оболочек, с которыми так усердно ебались в ЦАГИ. Все эти специалисты закончили в своё время институт дирижаблестроения (ДУК — дирижаблестроительный учебный комбинат) и более известный МАИ.
Начиная с 1953 по 1959 год на Звезде было создано огромное количество авиационных скафандров. Так же допиливались и развивались работы, начатые еще в ЛИИ, о некоторых из них речь пойдёт дальше.
Конструкция скафандров усовершенствовалась от модели к модели, чему способствовала и определенная конкуренция между разработчиками: ведущими конструкторами, начальниками бригад и самими работягами.
Как известно, скафандр полностью изолирует человека от вешней среды и должен обеспечивать ему нормальную жизнедеятельность и работоспособность в случае разгерметизации кабины летательного аппарата на больших (7-8 км) высотах. Это единственный вид индивидуального снаряжения, который позволяет продолжать полет длительное время без снижения высоты.
Основными требованиями, предъявляемыми к авиационным скафандрам, были:
1) спасение члена экипажа и обеспечение ему возможности управления самолетом в случае разгерметизации кабины
2) обеспечение возможности покидания кабины и спуска на парашюте
3) спасение в случае приводнения лётчика или приземления в неблагоприятных климатических условиях
После появления на самолётах катапультных кресел от скафандра потребовалась защита лётчика от воздействия скоростного напора при катапультировании, в том числе защита головы, иначе будет, как с Гусем в «Топ Ган».
Для выполнения всех этих требований СК должен был обладать хорошей подвижностью как без, так и при наличии избыточного давления, обеспечивать хороший обзор и защиту глаз летчика, обеспечивать ему приемлемые гигиенические условия. СК должен удобно надеваться и подгоняться по росту человека, сохранять подгонку при наддуве скафандра, иметь хорошую теплозащиту и плавучесть, иметь минимально возможную массу.
Все авиационные скафандры относились к так называемому вентиляционному типу, когда поступающие в СК воздух и кислород удалялись из него через регулятор давления (при закрытом шлеме). Такая система получила название разомкнутой.
Многие годы разрабатывались и конкурировали между собой два типа авиационных скафандров: масочные и безмасочные.
В первом случае лётчик использовал в шлеме кислородную маску, в которую подавался кислород или воздушно-кислородная смесь. Вентиляция скафандра осуществлялась воздухом от системы наддува СК.
Во втором случае объём шлема (зона дыхания) отделялся от остального объёма скафандра герметичной шейной шторкой. Шлем играл роль кислородной маски с непрерывной подачей кислорода (или воздушно-кислородной смеси).
В итоге победила безмасочная схема, так как она обеспечивала лучшие эксплуатационные и физиологические условия для лётчика, хотя и требовала увеличения расхода кислорода.
На Звезде первые скафандры серии ВСС — ВСС-04А, ВСС-04М, ВСС-05, ВС-06, ВСС-07 — разрабатывались на основе скафандров ВСС, разработанных в ЛИИ, и при всех различиях отдельных элементов, имели для оболочки в основном одну и ту же конструктивную схему:
• оболочка гермосилового типа, выполняющая одновременно функции силовой и герметичной оболочек, изготавливалась из 2-х или 3-х-слойной прорезиненой хлопчатобумажной ткани (перкаля).
• большого размера шлем с мягкой затылочной частью, выполненный заодно с корпусом скафандра.
• разъём шлема в виде шарнирно соединенных двух передних полурамок — верхняя рамка закреплена у нижней кромки стекла, а нижняя крепится к вороту корпуса. Разъём позволяет раскрывать шлем на подобии кошелька и откидывать стекло за голову.
• герметизация распаха для надевания с помощью так называемого аппендикса — широкого рукава из прорезиненной ткани, приклеенного к оболочке вдоль распаха и основания шлема. Через аппендикс осуществлялось надевание скафандра, после чего он скручивался в жгут, завязывался х/б или резиновым шнуром и укладывался под оболочку, которая зашнуровывалась.
• мягкие шарниры по типу «корочек» (специально выкроенных вставок в поперечные разрезы оболочек), за исключением СК ВС-06, у которого плечевые шарниры гофрированного типа.
• съёмные герметичные манжеты на рукавах (см. фото ВСС-04 с открытым шлемом). В 1954 г. разработаны гермоперчатки, надеваемые поверх манжет, они были применены на ВС-06.
• ввод коммуникаций в виде коротких шлангов, закрепленных на оболочке корпуса и заканчивающиеся единым быстродействующим групповым разъёмом.
Все эти СК имели низкое рабочее избыточное давление на уровне 150-220 гПа, что являлось следствием недостаточной подвижности оболочки, особенно рукавов.
Начиная со скафандра СИ-1, применялся съёмный шлем и видоизмененная силовая система корпуса. Но конструктивная схема оболочки, её материалы остались те же, что и в скафандрах типа ВСС. СК СИ-1 был первой собственной разработкой Звезды. СИ означает «скафандр истребителя».
Основные усилия конструкторов при разработке авиационных скафандров в 1953-1959 гг. были направлены на решение таких проблем, как: борьба с «вырастанием» скафандра при создании избыточного давления, улучшение подвижности скафандра с целью увеличения рабочего давления, обеспечение сочетаемости скафандра с катапультным креслом и защита головы от удара при катапультировании, разработка системы размеров скафандров и диапазона их регулировки, увеличение допустимого времени пребывания в скафандре при рабочем избыточном давлении.
По итогу работы были созданы два СК- СИ-3М и СИ-5. На СИ-3М было введено наиболее эффективное решение проблемы «вырастания» скафандра — передний подтяг — регулируемый с помощью специальной пряжки силовой ленты, соединяющей шейное кольцо с паховой зоной оболочки. Позже такая схема была применена на всех типах мягких скафандров.
Очень важным было обеспечить сочетаемость шлема с заголовником катапультного кресла. Мягкий шлем скафандров серии ВСС и ВС хорошо сочетался с заголовником в закрытом положении. В открытом положении стекло этого шлема размещалось за головой, что создавало большое неудобство для лётчика. Это являлось одной из причин перехода, начиная со скафандров СИ-1, на съёмный шлем сферической формы с мягким «затылком». Иллюминатор такого шлема открывался вперед-вниз. Съёмный шлем улучшал условия эксплуатации скафандра: облегчал надевание-снятие оболочки и пребывания летчика на земле до вылета и после приземления. Однако такой пространственный шлем, обеспечивающий хороший обзор и комфортные условия для лётчика, не защищал его голову от удара при катапультировании.
В скафандр СИ-3М был одет известный парашютист-испытатель ГК НИИ ВВС П.И. Долгов во время попытки осуществления рекордного прыжка с парашютом из воздушного шара «Волга» 1 ноября 1962 года. Для полёта скафандр был модифицирован. Из него была изъята кислородная маска с соответствующим кислородным прибором (лёгочным автоматом). Кислород подавался непосредственно в шлем непрерывным потоком.
В скафандре использовался съёмный шаровидный шлем с плоским иллюминатором. Остекление шлема целиком было изготовлено из одного слоя органического стекла толщиной от 1.5 до 3 мм.
В момент выхода из гондолы для прыжка на парашюте долгов распрямился и ударился шлемом о выступающий предмет в зоне люка. Удар был такой силы, что стекло было пробито и скафандр разгерметизировался, что привело к гибели Долгова.
Начиная со скафандра С-9 сферический шлем был заменён поворотным шлемом с металлической каской. Поворотный шлем фиксировался на голове с помощью шлемофона. Вращение шлема в стороны осуществлялось с помощью гермоподшипника, а кивок вперёд-назад с помощью мягкого шейного шарнира.
На скафандрах ВС-06 и СИ-3М начали применять съемные гермоперчатки, данное решение сняло ограничение по времени пребывания в скафандре на максимальных высотах, так как до этого кисти рук были открыты и герметичность СК в этих местах обеспечивали манжеты, которые при создании избыточного давления в скафандре обжимали руку летчика. Соответственно, на открытую руку воздействовало пониженное давление атмосферы, что создавало ограничения по времени.
В скафандрах СИ-3М И С-9 были применены легкосъемные гермосапоги, что позволяло подбирать их по размеру ноги.
1959 год характерен началом разработки двух скафандров для лётчиков морской авиации С-9 и СК Воркута.
Скафандр Воркута был первым скафандром, в котором вместо единой гермосиловой оболочки из прорезиненой ткани была применена оболочка, состоящая из двух раздельных слоев: наружного — силовая оболочка, и внутреннего — герметичная оболочка. Это явилось крупным конструктивным достижением: повысилась надежность, поскольку для силовой оболочки можно было применить более прочную техническую ткань. Теплоизоляция данного скафандра позволяла находиться в холодной воде с околонулевой температурой до 12 часов.
В дальнейшем все скафандры, изготовленные на Звезде, были с раздельной оболочкой. Последним авиационным скафандром, разработанным по такой конструкции, будет скафандр СОКОЛ (1975 г.).
В дальнейшем опыт, приобретённый при разработке авиационных скафандров, будет широко применяться в проектировании скафандра для первого в мире полёта человека в космос, о чём я и расскажу в следующей части.
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:)
Подписывайся на телеграм-канал Cat_Cat, чтобы не пропустить интересные посты
НА КОРМ КОТИКАМ ---> 💰