Начиная с первой миссии Шаттла (STS-1, 12 апреля 1981) астронавты летали в авиационных скафандрах, взятый от высотного разведчика SR-71. Судя по всему, с этого же самолета, были взяты катапультируемые кресла. Такие же костюмы применяются сейчас в США и для самолетов Lockheed U-2 (ранее у него были другие костюмы это важно и об этом мы еще поговорим).

Версия скафандра:

  • для SR-71 называется S-1030 full-pressure suit
  • для U-2 — S-1031 full-pressure suit
  • для Шаттлов — S-1032 full-pressure suit.

Производит эти костюмы David Clark Company Inc.

Фото 1 — костюм первых миссий.


Фото 2 — пилоты SR-71 на фоне своей машины.

Посмотреть подробности по этому скафандру можно в нескольких видеороликах.

Видео из кабины U-2. Интересно, тем что можно рассмотреть работу шейного гермоподшипника:

Процесс надевания скафандра:

Еще процесс надевания, но уже с десатурацией азота (путем дыхания кислородом) и с посадкой в самолет, на которой виден переносной ящик с вентилятором-охладителем:

Печально, но в российской авиации аналоги такого скафандра не используются.

В СССР был создан целый ряд авиационных скафандров, но они не встретили положительной оценки и использовались летчиками. Наши летчики скафандров не носят. Только высотные компенсационные костюмы. Чем отличаются скафандры от высотных компенсационных костюмов (ВКК)?

Я уже немного писал по поводу ДКБ и обеспечения человека на высоте/в вакууме кислородом.
http://smrebreathers.ru/dkb-v-kosmose/

Кратко напомню, что при дыхании чистым кислородом нельзя опускать давление в шлеме скафандра, находящимся в вакууме ниже 0.21 атм (по соображениям обеспечения кислородом организма), а по факту лучше держать давление на уровне 0.40 атм, поскольку это позволит сократить десатурацию организма от азота перед одеванием скафандра/взлетом до одного часа вместо пяти нужных для полного рассыщения.

Однако и остальной организм, кроме головы в шлеме, должен находится под давлением. Во-первых, это надо для того, что бы не порвались легкие, а во-вторых, для того, что бы шло кровообращение.

Настоящий скафандр помещает все тело в герметичную оболочку в которой создается давление равное давлению в шлеме. Вообще, на каком-то участке тела кратковременно давление может быть и значительно ниже, чем в скафандре. Например, ставились опыты, когда кисть руки кратковременно находилась в вакууме. Рука отекала, но после подъема давление кровообращение восстанавливалось.

Так вот идея высотного костюма в том, что давление на тело вне шлема оказывается не газом в замкнутой оболочке скафандра, а самим материалом костюма, который механически давит на тело.
Такое механическое давление кратковременно может обеспечить жизнедеятельность при пониженном давлении.

Вот американский летчик около U-2 в ВКК

Именно в таком снаряжении был Пауэрс когда его самолёт-шпион U-2 был сбит во время полёта над Свердловском 1 мая 1960 года.

В последнее время появились публикации о якобы возможности сделать скафандр по типу высотного костюмы для длительного нахождения при пониженном давлении, однако эти заявления вызывают скепсис.

Фото 3 — макет скафандра с механическим давлением на тело.

Говоря о отечественных авиационных скафандрах, в первую очередь надо упомянуть авиационный скафандр «Сокол» (Годы разработки: 1972) для летчиков стратегических самолетов-бомбардировщиков Т-4 ОКБ П.О. СУХОГО:

Дело в том, что этот скафандр не напрасно носит тоже имя, что и спасательный скафандр наших космонавтов — космический скафандр разработан на основе авиационного скафандра «Сокол». Ниже мы поговорим о этой истории.

Интересно проследить откуда взялись скафандры S-1030, S-1031 и S-1032. Они разработаны на основе космического скафандра G-4C программы Gemini (1965-1966 годы).

Посмотрите американский учебный фильм по ВКД Джемини-4 с комментарием Эдварда Уайта (Раньше тут была версия с хорошим подробным переводом на русский, но потом она исчезла с youtube).
Эдварда Уайта погиб 27 января 1967 через полтора года после своего полета во время пожара на Аполлон-1.

Далее на фото астронавты в скафандрах G-4C в катапультируемых креслах космического корабля Gemini. Gemini делали авиастроители и этот космический корабль получился на редкость похожим на самолет.

Для сравнения экипаж первой миссии Шаттла:

Эта фотография дает материал для печального сравнение шлемов Ястреба и G-4C/S-1032
Шлемы у Ястреба (а так же у Беркута, который можно рассматривать как ранний вариант Ястреба) не вращаются. Видно как неудобно смотреть в сторону космонавтам.
У G-4C/S-1032 шлемы на гермоподшипнике и вращаются вместе с головой.

Беркут это 1964 год, Ястреб — 1967.
Конструкция скафандра G-4C/S-1032 была разработана для проекта экспериментального самолёта-ракетоплана X-15 в 1956 году.

Я подозреваю, что на G-4C/S-1032 стоят СЕРИЙНЫЕ шариковые подшипники тонкого сечения, которые просто выбраны из каталога подшипниковой фирмы. Уплотнения тоже наверняка стандартные. Номенклатура американской промышленности была гораздо шире и богаче, чем советская, что с легкостью позволяло делать многие вещи. Да и сейчас позволяет.

На фото Нил Армстронг (тот самый) в скафандре для X-15.

Он же в скафандре G-2C

Он же в скафандре G-8

Нил до того как первым из людей вступить на Луну служил в ВМС США в Льюисском исследовательском центре лётчиком-испытателем, испытывал реактивные самолёты, участвовал в Корейской войне, в которой совершил 78 боевых вылетов на истребителе-бомбардировщике Grumman F9F Panther и был один раз сбит. Получил Авиационную медаль и две Золотые звезды. В октябре 1958 года был зачислен в группу пилотов, готовившихся к полётам на экспериментальном ракетоплане North American X-15. В ноябре 1960 года совершил свой первый полёт на ракетоплане. Всего до июля 1962 года совершил семь полётов на этих аппаратах, но ни разу не достиг отметки в пятьдесят миль, считавшуюся в ВВС США границей космоса. Одновременно занимался отработкой посадки проектируемого X-20 Dyna Soar на специально оборудованных самолетах-тренажерах F-102A и F5D. В июле 1962 года разочаровался в ракетопланах и ушёл из проекта за полтора года до его полного закрытия. В сентябре 1962 года прошёл конкурс из двухсот пятидесяти претендентов, был зачислен во 2-й набор астронавтов НАСА и начал готовиться к полёту в космос. В марте 1966 был командиром экипажа космического корабля «Джемини-8».

Надо отметить, что для первого американского космического корабля Mercury использовался другой костюм — Navy Mark IV. Этот скафандр использовался американским флотом для пилотов при высотных полётах самолётов-истребителей.

Однако между последним Gemini (1966) и первым Шаттлом (1981) поместилась лунная программа Аполлон с 11 пилотируемыми полетами (с 1968 года), три полёта Аполлонов к станции Скайлэб и один полет по программе Союз-Аполлон  (полёты на Аполлонах были закончены в 1975 году).

A7L лунной программы в значительной мере более совершенный костюм, чем G-4C, но для Шаттла предпочли взять готовый скафандр из авиации.

Очевидно, что (как мы увидим дальше) скафандр S-1032 рассматривался как временное решение.

 

Однако вернемся к Шаттлам. На пятой миссии (STS-5, 11 ноября 1982) происходит нечто интересное — скафандр заменяется просто тряпичным комбинезоном и каким-то стремным шлемом с подачей кислорода. Не, ну т.е. теоретически, если предварительно перед спуском подышать кислородом, то, даже есть какие шансы выжить при разгерметизации кабины. Далее мы посмотрим, что бы в реальности.

Фото 4 — экипаж STS-5.

Фото 5 — экипаж STS-51L (последняя миссия Челленджера, закончившаяся катастрофой, 28 января 1986) летит в космос с голыми шеями.

Надо сказать, что система нумерации полетов Шаттлов очень странная. STS-51L был 25 полетом.

А вот следующая после катастрофы миссия STS-26 (это был реально 26 полет) уже получает новые скафандры Launch Entry Suit.

Launch Entry Suit использовались с STS-26 (1988) пo STS-65 (63 полет в 1994)

Фото 6 — экипаж STS-26 в Launch Entry Suit

Однако в отличие от нормального скафандра S-1032 в Launch Entry Suit перчатки не подключались через герметичные кольца, а просто подувались через трубочку (на фото видны трубочки из рукавов).

Перчатка от Launch Entry Suit:

 

И вот наконец в 1994 году экипаж получил настоящие скафандры Advanced Crew Escape Suit (модель DCCI S1035).
С этими скафандрами Шаттлы летали до завершения программы.

Фото 7 и 8 — Advanced Crew Escape Suit.

Миссия Колумбии STS-107 (старт 16 января 2003, 113 старт челноков) так же закончилась гибелью экипажа.
Несмотря на наличие скафандров экипаж Колумбии погиб от декомпрессии, так как были подняты стекла шлемов и у троих не были пристегнуты перчатки после разгерметизации кабины . Конечно они бы все равно погибли бы потом от разрушения корабля (на высоте 60 км, где катапультирование еще не возможно), но тем не менее посадка с без использования имеющихся скафандров кажется слишком легкомысленной.

Надо заметить, что Шаттлы, после того, как из них убрали катапультируемые кресла, практически, не имели систему спасения. После катастрофы STS-51L была приделана некая система спасения с вытягиванием тушки астронавта специальным ускорителем по тросу, но приходится сомневаться в её работоспособности вообще.

Для Бурана были разработаны катапультируемые кресла обеспечивающие спасение при достаточно серьезных высотах полета и спасательные скафандры Стриж, являющие развитием технологии космических скафандров Сокол, используемых на кораблях Союз.

Фото 9 — система спасения пилотов Бурана.


Фото 10 — скафандр Стриж для пилотов Бурана.

Вольное обращение со скафандрами в программе Шаттле, напоминает историю гибелью экипажа Союз-11, который погиб потому, что в космической отрасли решили, что техника достигла высокого уровня надежности для того, что бы летать без скафандров.

Фото 11 — экипаж Союза-11.

30 июня 1971 года космонавты Г. Т. Добровольский, В.Н. Волков и В. И. Пацаев погибли из-за разгерметизации СА на участке спуска. После этого по решению специально созданной для расследования причин катастрофы Правительственной комиссии под председательством М. В. Келдыша был принят ряд мер по повышению безопасности экипажа, связанных как с доработками корабля, так и с введением защитного снаряжения для спасения экипажа в случае разгерметизации СА во время динамических операций на участках выведения, стыковки и спуска.
Перед НПП Звездой была поставлена задача в минимально возможное время разработать снаряжение, сочетающееся с применяемыми на корабле индивидуальными ложементами амортизационных кресел и с минимальными доработками СА.
Ни один из ранее созданных космических скафандров (СК-1, БЕРКУТ, ЯСТРЕБ) для этой цели не годился, так как они были разработаны либо для защиты космонавта вне корабля, либо не могли сочетаться с амортизационным креслом.
Из-за ограничений по массе в качестве максимально возможного времени возврата экипажа на Землю при аварийной разгерметизации СА на наиболее опасных участках полета было принято время в пределах 105-125 мин. Рассматривалось несколько вариантов защитного снаряжения: использование различных типов высотного костюма с пневмомеханической компенсацией избыточного давления в гермошлеме и облегченного скафандра на основе авиационного скафандра СОКОЛ

Были проведены примерки макетов такого снаряжения с ложементами кресел (рис. 7.2-1 а и б), анализ возможных схем кислородного питания и их массы. В качестве оптимального варианта было выбрано использование облегченного скафандра с мягким несъемным шлемом с откидывающимся смотровым стеклом и с СОЖ открытого типа, рассчитанной на 2 часа работы.


Размещение высотного костюма с пневмомеханической компенсацией типа ВКК-47 (а) и авиационного скафандра СОКОЛ (б) в амортизационном кресле КАЗБЕК

Принятый за прототип авиационный скафандр СОКОЛ потребовал, однако, существенной доработки. В первую очередь это коснулось шлема: вместо жесткого поворотного шлема с шейным гермоподшипником, был спроектирован и смонтирован на оболочке облегченный мягкий шлем, переднюю часть которого составляло откидное остекление (иллюминатор), имевшее вид части сферы, а затылочная часть была выполнена мягкой, как продолжение оболочки корпуса скафандра (силовая оболочка плюс герметичная). По нижнему обрезу остекления располагался разъем шлема, состоящий из двух полурамок шарнирно соединенных в зоне ушей (рис. 7.2-2). Эта конструктивная схема была ранее отработана на авиационных скафандрах типа ВСС, созданных в 50-х годах (рис. 2.2-2). Впервые для спасательного скафандра стекло шлема выполнялось из прозрачного поликарбоната. Скафандр был максимально облегчен: были демонтированы все излишние элементы, в частности, шнуровки на задней поверхности оболочки, исключено использование вентиляционного костюма. Оболочка СК имела минимально возможный пакет только из двух слоев: силовой и герметичной оболочек (последняя из резины толщиной 0,6 мм). Толщина пакета оболочек практически не отличалась от толщины полетной одежды космонавтов, применявшейся ранее. Распах скафандра выполнялся из прорезиненной ткани. Скафандр должен был использоваться в комплекте с хлопчатобумажным бельем, шлемофоном и поясом с биомедицинскими датчиками.

Закрой скафандра обеспечивал размещение космонавта в сидячей позе, диктуемой габаритами кресла и кабины СА и требованиями переносимости перегрузок (рис. 7.2-3).

Новый скафандр для КК Союз получил название СОКОЛ-К («СОКОЛ космический»).

 

Основные моменты в истории полетов Шаттлов на которые я хотел бы обратить внимание:
1. Скафандры для Шаттлов начали делать как продолжение линии авиационных скафандров.

В СССР скафандр Стриж для Бурана делался как развитие Сокола и даже более того, попытались сделать по тому же принципу авиационный скафандр Баклан (Фото. 12) для Ту-160.

Фото 12 — Авиационный скафандр Баклан

Американцы возвращались к авиационным скафандрам, даже имея опыт Аполлона. Не в последнюю очередь это происходило потому, что было куда возвращаться — военные США используют в авиации скафандры, в отличие от советских/российских военных.

2. Американцы аккуратно наступили на старые грабли идеи о том, что скафандры не нужны в космическом корабле и можно обойтись тряпичным комбинезоном и шлемом.

Однако на момент окончания программы Шаттлов  ACES был вполне годным костюмом.  Показательно, что в Википедии назначение этого костюма объясняется на основе Сокола (Типа, точно такой же, только оранжевый. Шутка):
The ACES suit is analogous to the Sokol suits used for Soyuz missions and its functions are virtually the same — the primary differences being the ACES suit having a detachable helmet and survival backpack, while the Russian suit has an integrated helmet and no backpack (due to the limitations in space aboard the Soyuz, and that the spacecraft is an entry capsule, not a winged spacecraft or lifting body).

Фото 13 — В качестве прикола можно вспомнить, что реплики  ACES любят делать из советского авиационного шлема ГШ-6

Однако история на этом не заканчивается. Модернизированный  ACES (MACES) должен использоваться в самой крутой программе США (нет это не программа SpaceX) — Orion/SLS.
Интересной для меня особенностью этой программы является то, что изначально спасательный скафандр  ACES в ней должен использоваться для внекорабельной деятельности. Дополненный ранцем от EVA, а так же дополнительными шарнирами скафандр стал универсальным.

Фото 14 и 15 — MACES в условиях гидроневесомости .


Это очень круто и мне нравится — именно по такому пути, на мой взгляд, должно идти скафандростроение в ближайшее время. Будет еще круче, если этот же скафандр доживет и до высадки на Луну/Марс.

+7 (916) 670-05-74
cheap antabuse antabuse online