Началом работ по первому космическому скафандру принято считать январь 1959 года, когда вышли постановления Правительства СССР и соответствующий приказ Министра авиационной промышленности с указанием приступить к работам по подготовке полета человека на искусственном спутнике Земли.

Завод № 918 (ныне «НПП «Звезда») в соответствии с приказом был определен головной организацией «… по разработке технических средств обеспечения человеку жизненно необходимых условий и средств спасения при полете в космическое пространство».

Безусловно, такой приказ-поручение не мог не иметь предыстории. Завод № 918 с опытно-конструкторским бюро и научно-исследовательским отделом был организован в октябре 1952 года, одним из направлений работ которого явилось создание снаряжения и систем жизнеобеспечения для экипажей высотных самолетов. В короткий период с 1953 по 1959 год на заводе создан целый ряд авиационных высотных спасательных скафандров «ВСС» (5 модификаций), скафандров для пилотов самолетов-истребителей «СИ» (5 модификаций) и бомбардировщиков «СБ» (4 модификации).

При разработке скафандров использовался опыт, накопленный при создании ВСС-04 в высотной лаборатории ЛИИ, ряд сотрудников которой, вместе с назначенным Главным конструктором Алексеевым Семеном Михайловичем, был переведен на завод.

Основные требования, предъявляемые к авиационным скафандрам:

• спасение экипажа и обеспечение возможности управления самолетом в случае разгерметизации кабины;
• возможность покидания кабины и спуска на парашюте;
• спасение при приводнении или при приземлении в неблагоприятных климатических условиях, имели место в техническом задании на скафандр первого космонавта.

Начав работы по космическому скафандру, завод, в течение 1959 г. разработал рабочие чертежи и изготовил два действующих образца космического скафандра для лабораторных испытаний (скафандр С-10) с оболочкой, разработанной на базе оболочек авиационных скафандров. Шлем имел новую конструкцию и был снабжен системой автоматического закрытия смотрового стекла. Был разработан вариант объединенной подвесной и привязной системы парашюта и кресла, используемой одновременно в качестве силовой системы скафандра, а также объединенный разъем коммуникаций. Этот скафандр разрабатывался по ТЗ ОКБ-1, утвержденному в апреле 1959 года. ТЗ предусматривало использование бортовой системы жизнеобеспечения (СОЖ), разрабатываемой ОКБ-124.

Этот же период характерен началом работ над высотными скафандрами для лётчиков морской авиации «С-9» и «Воркута».

В 1959 году скафандр «Воркута» прошел заводские испытания. Скафандр «Воркута» был первым скафандром, в котором оболочка вместо двухслойного прорезиненного перкаля изготавливалась из двух слоев: внешнего силового — из лавсана и внутреннего герметичного — из резины.

В начале 1960 года работы по разработке С-10 продолжились, однако, в феврале того же года завод получил новое техническое задание на защитный костюм космонавта (взамен скафандра). Отказ от скафандра был вызван несколькими причинами. Это, прежде всего, ограничение по массе космического корабля, а также негативное отношение к наличию скафандра со стороны проектантов космического корабля. Их логика исходила из того, что вероятность разгерметизации кабины значительно меньше, чем появление в полете других аварийных ситуаций, которые также могли иметь катастрофические последствия.

Защитный костюм — условное название «костюм В-3» — разрабатывался до конца августа 1960 года. Были разработаны эскизный проект и рабочие чертежи костюма и изготовлено 8 комплектов для испытаний. Основное назначение костюма В-3 — защита космонавта после приземления или приводнения, особенно при попадании в холодную воду.

После начала работ над защитным костюмом не прекращались дебаты о возврате к скафандру. Особенно настойчиво это требование выдвигали представители ВВС, их поддерживали медики и специалисты завода. К лету 1960 года дебаты достигли апогея. Споры продолжались, пока решение не принял лично С.П. Королев. На заводе в конце лета 1960 года было организовано совещание с участием представителей всех заинтересованных организаций.

Учитывая намеченные сроки первого полета человека, рассматривались различные варианты схем скафандра, в том числе система, замкнутая на регенерационную систему кабины. После сообщения о том, что бортовая система для регенерационного скафандра будет готова не ранее конца 1961 года, С.П. Королев заявил, что согласен выделить хоть 500 кг массы, но скафандр с соответствующей системой должен быть готов к концу 1960 года. В результате, учитывая исключительно сжатые сроки работ, был принят к разработке компромиссный вариант упрощенной автономной системы СОЖ (системы жизнеобеспечения — прим. автора) скафандра с максимальным использованием имеющегося опыта создания высотных авиационных скафандров и уже отработанных элементов скафандра С-10 и костюма В-3.

В сентябре 1960 года окончательно подписано техническое задание на скафандр (индекс СК-1), рассчитанный всего на 5 часов работы в разгерметизированной кабине, работающий по открытой схеме с использованием бортовых запасов сжатого кислорода и воздуха.

Определяющим следует считать решение об использовании именно автономной СОЖ, работающей на скафандр (в отличие от планировавшихся в США подобных систем, объединенных с бортовыми СОЖ). При несколько большем весе такой системы она давала ряд преимуществ: высокую надежность (при выходе из строя бортовой СОЖ даже в герметичной кабине имелась возможность перейти на автономную систему) и независимость при отработке скафандра и его систем от отработки бортовой СОЖ. Кроме того, при этом было проще организовать работу предприятиям-разработчикам скафандра и бортовой СОЖ.

Элементы автономной системы вентиляции и кислородного питания скафандра размещались на катапультном кресле, также разрабатываемом «Звездой», а запас сжатого воздуха и кислорода на приборном отсеке космического корабля. Предложенная концепция автономной СОЖ спасательного скафандра используется на кораблях «Союз» по настоящее время.

Уже к декабрю 1960 года было изготовлено 8 скафандров, что позволило одновременно проводить и тренировки космонавтов, и испытании в НИИИАМе, в Феодосии, в КИС ОКБ-1 (в комплексе с кораблями для манекенных и для пилотируемого пусков).

К этому периоду в условиях острого дефицита времени была окончательно принята схема, предусматривающая применение катапультного кресла, как единственного средства приземления космонавта путем покидания космического корабля на высоте 7-8 км после спуска его с орбиты (мягкая посадка в корабле еще не была отработана), а также в качестве средства покидания ракетно-космической системы при аварии на старте и на начальном участке выведения.

С первых дней существования «Звезда» занималась созданием катапультных средств спасения летчиков боевых самолетов. К моменту получения технического задания на спасательное кресло для КК «Восток», на «Звезде» был разработан целый ряд авиационных катапультных кресел К-1, К-2, К-3 и К-6. При разработках было проведено большое количество испытаний и исследований. Этот опыт в полном объеме был использован при разработке катапульных тележек со скафандрами для собак (1953-1954г.г.) и катапульного кресла пилота для космического корабля «Восток» — «КП-В3А».

В марте 1960г. завод с участием ЛИИ (в лаборатории, под руководством Г.И. Северина, впоследствии, Генерального конструктора «НПП Звезда») закончил разработку эскизного проекта и построил макет кресла для кораблей «Восток». Была утверждена компоновка и начата разработка рабочих чертежей. В июле 1960 года была закончена сборка первого образца, проведены примерки и некоторые функциональные испытания.

В августе-сентябре в связи с необходимостью введения в конструкцию кресла пороховых ускорителей для обеспечения спасения человека на старте в случае аварии ракеты-носителя, переходом от полетного костюма к скафандру и изменением кислородно-вентиляционной системы возникла необходимость в перекомпоновке кресла. В сентябре закончена сборка новых кресел для наземных и летных испытаний, которые были полностью завершены в начале 1961 года.

Первый в мире пилотируемый космический полет на корабле «Восток» был осуществлен Ю.А. Гагариным 12 апреля 1961 года в скафандре, разработанным «Звездой», и получившим индекс СК-1.

В скафандрах СК-1 совершили свои полеты космонавты последующих кораблей Восток, а также В.Н. Терешкова (в модификации этого скафандра СК-2).

Скафандры СК-1 и СК-2 совместно с креслом пилота КП-В3А представляют собой автоматический комплекс устройств, рассчитанный, в том числе, на бессознательное состояние человека. При разгерметизации кабины скафандр герметизировался автоматически: закрывался шлем, перекрывались каналы вентиляции, включалась подача кислорода. Перед катапультированием – по команде от таймеров и бародатчиков, срабатывал притяг ремней привязной системы кресла и вводились парашюты. На высоте 3-4 км космонавт отделялся со спинкой от кресла и выталкивался из него газонаполняемой подушкой вместе с контейнером носимого аварийного запаса. Перед приводнением надувалась лодка, входящая в состав аварийного запаса, а после приводнении — плавательный ворот спинки. По окончании подачи кислорода открывался дыхательный клапан , автоматически раскрывались антенны и включались передатчики. Активные действия человека были необходимы только для снятия подвесной системы.

Скафандр СК-1 совместно с системой жизнеобеспечения обеспечивал выполнение следующих основных требований:

• нормальные гигиенические условия космонавту в загерметизированной кабине в течение 12 суток;
• безопасное пребывание в разгерметизированной кабине в течение 5 часов на орбите и в течение 25 минут при снижении спускаемого аппарата;
• защиту при катапультировании на высотах до 8 км и скоростном напоре до 2800 кг/см^2;
• обеспечение кислородом для дыхания при спуске на парашюте;
• сохранение жизни космонавта при пребывании в холодной воде (после приводнения) в течение 12 часов(вне лодки) и в течении 3 суток после приземления или при нахождении в лодке при температуре до -15.

В случае разгерметизации кабины в скафандре поддерживалось рабочее давление 270-300 гПа.

В комплект скафандра СК-1 входили система штатной вентиляции, а также система аварийной вентиляции и кислородного питания, разработанные с участием ОКБ-124 (Главный конструктор Г.И. Воронин) и СКБ-КДА (Главный конструктор П.И. Зима). Собственно скафандр включал: оболочку (двухслойную с раздельными силовой и герметичной), шлем с двойным остеклением и устройством для автоматического закрытия иллюминатора, съемные перчатки и манжетки, внутренний теплозащитный костюм с системой вентиляции, верхнюю защитную одежду, ботинки (приспособленные для приземления на парашюте), спасательный плавательный ворот с системой наполнения от углекислотного баллончика, объединенный разъем коммуникаций, шлемофон. Кроме того, скафандр был укомплектован аварийной радиостанцией и предметами первой необходимости на случай приземления в необитаемом районе (пистолет, нож, зеркало, сигнальные устройства и т.д.). Масса скафандра составляет примерно 23 кг.

Скафандр СК-1 был спроектирован, изготовлен, испытан и подготовлен к штатной эксплуатации в рекордно короткий срок, практически за полгода. Это стало возможным благодаря тому, что для создания скафандра привлекались ведущие специалисты по авиационному снаряжению и использовались отдельные конструктивные элементы и узлы авиационных скафандров, а также скафандра С-10 и костюма В-3. В частности, от костюма В-3 был заимствован теплозащитный костюм с системой вентиляции, шлем скафандра был разработан на базе шлема скафандра С-10, снабженного устройством для автоматического закрытия и т.д.

На опасных участках полета, во время взлета и при спуске космического корабля космонавт в скафандре должен находился в загерметизированном виде: шлем закрыт, перчатки одеты. После выхода на орбиту при нормальном давлении в кабине можно было открыть шлем и снять перчатки (манжетки не снимались). В таком положении космонавт мог выполнять все работы по управлению системами корабля, принимать пищу и отправлять естественные надобности, для чего на скафандре имелся так называемый «малый аппендикс», расположенный в нижней части распаха, через который внутрь скафандра вводился специальный приемник ассенизационной системы. В случае падения давления космонавт должен был закрыть шлем и надеть перчатки.

Приземление космонавта проводилось на парашюте после автоматического катапультирования кресла на высоте около 8 км.

На оболочке скафандра монтировался регулятор абсолютного давления, а также предохранительный клапан, который открывался при повышении избыточного давления в скафандре выше рабочего.

Легкосъемные перчатки скафандра подстыковывались к кольцам, расположенным на рукавах с помощью быстродействующих замков. Кольцо рукава включало в свой состав гермоподшипник, позволяющий вращать кисть при избыточном давлении. Там же размещались манжеты, герметизирующие скафандр при снятых перчатках. Перчатки состояли из четырех слоев: верхний – силовая оболочка из ткани, второй слой – гермоперчатка из латексной резины, третий слой – теплоизоляционный из эластичного поролона толщиной 5-6 мм, четвертый слой – подкладка из тонкой скользящей ткани.

Ботинки скафандра одевались на силовую оболочку и имели специальные пряжки для крепления к силовым элементам оболочки. Этим исключалась возможность «соскакивания» ботинок при спуске на парашюте.

Поверх скафандра надевалась верхняя декоративная одежда в виде комбинезона, изготовленного из оранжевой капроновой ткани с смонтированным на ней спасательным плавательным воротом с системой наполнения от углекислотного баллончика. Ворот мог также поддуваться через специальную трубку с мундштуком.

На верхней одежде имелись карманы для пистолета, ножа, радиостанции, датчиков измерения уровня радиации.

Оранжевый цвет одежды выбран для облегчения поиска космонавта в случае его приводнения или приземления в безлюдной местности.

Для подготовки и проверки изделий «Звезды» перед полетом Ю.А. Гагарина на космодроме работала бригада специалистов под руководством Ф.А. Востокова. В это время, для опознания принадлежности пилота присутствующими было решено сделать надпись «СССР» на шлеме. Эту надпись сделал красной краской на шлеме уже одетого в скафандр Ю.А. Гагарина инженер-испытатель «Звезды» В. Давидьянц. Причина решения сделать надпись «СССР» на шлеме была связана с тем, что осуществление первого пилотируемого полета не было публично известно, а меньше чем за год до этого в Советском Союзе приземлился Гарри Пауэрс со сбитого самолета-шпиона. Возник вопрос, как понять, что приземлился советский космонавт, а не пилот с «чужого» самолета.

Полет корабля «Восток» продолжался 108 минут. Катапультирование и приземление Ю.А. Гагарина прошли успешно. Сотрудники «Звезды» внесшие наибольший вклад в создание скафандра, катапультного кресла и систем жизнеобеспечения: Алексеев С.М., Абрамов И.П., Афанасенко Н.И., Бахрамов А.М., Бойко А.И., Гершкович А.М., Данилин Р.С., Деревянко И.И., Зельвинский А.Л., Михайлов Б.В., Сверщек В.И., Стоклицкий А.Ю., Уманский С.П., Фоменко В.В.

Несмотря на то, что скафандр имел ряд автоматических устройств: закрытия иллюминатора шлема, открытия клапана для дыхания после приземления, наполнения плавательных средств и др. — у многих специалистов сохранялась обеспокоенность за результат полета. Даже в последние дни и часы перед полетом продолжались дискуссии на эту тему. Так родилось предложение прикрепить на подвесную систему парашюта табличку с рисунком, как открыть шлем скафандра, если космонавт не сможет это сделать сам.

В день старта работы в лаборатории Звезды были начаты более чем за 5 часов до времени пуска. Примерно за 4 часа до пуска прибыли Ю.А. Гагарин и Г.С. Титов вместе с сопровождающими их инструкторами и руководством. После одевания скафандров космонавты примерялись в технологическом кресле. Сидя в этом кресле, Ю.А. Гагарин дал интервью и раздавал первые в своей жизни автографы.

Параллельное проведение испытаний и большой их объем потребовал изготовления большого количества изделий. Так, кроме 8 скафандров СК-1, изготовленных в 1960 году, в 1961 году изготовлено 23 скафандра и в 1962 еще 9.

В это количество входили также скафандры для тренировок и летные экземпляры скафандров, в которых были осуществлены полеты Ю. Гагарина и Г. Титова в 1961 году, А. Николаева и П. Поповича в 1962 году и В. Быковского в 1963 году. По результатам полетов каких-либо замечаний по скафандру от космонавтов не поступало. Аварийных ситуаций связанных с разгерметизацией кабины в полетах не было, в связи с чем космонавты все время работали в скафандрах с вентиляцией кабинным воздухом. Для полета первой женщины-космонавта Валентины Терешковой была разработана специальная модификация скафандра, получившая название СК-2 имеющая отличия обусловленные особенностями женского организма. В 1962 году для испытаний, тренировок и обеспечения полета В. Терешковой было изготовлено 8 скафандров СК-2.

Анализируя решения, реализованные в первом космическом скафандре и системах можно говорить об их дальновидности и оптимальности.

На сегодняшний день спасательные скафандры имеют силовую и герметичную оболочку, распах-аппендикс для надевания, оболочку шлема снабженную герметизируемой полурамкой, съемные перчатки, регулятор давления установленный на оболочке. Система жизнеобеспечения скафандра как и в кабине «Востока» имеет контуры для работы в герметичной кабине так и в разгерметизированной. В состав скафандра входит плавательное средство.

В связи с появлением материалов с принципиально новыми свойствами, позволяющими создавать так называемую «вторую кожу», сегодня сложно прогнозировать направление эволюции космического защитного снаряжения, однако, несмотря на 50 лет прошедших со дня первого полета человека в космос, можно утверждать, что и полеты космонавтов на кораблях «Союз» будут проходить в спасательных скафандрах во многом схожих со скафандром Ю.А. Гагарина.

Источник: http://blog.praestes.ru/pervyj-skafandr/

По материалам сайта НПП «Звезда» им. академика Н.И. Северина

Выберите рубрику В мире  (54) Власть  (4) Война  (1) Гражданская оборона  (2) Законы  (1) Интернет  (5) Коллекторы  (3) Космос  (7) Новости  (4) Обзоры  (4) Общество  (11) Сельское хозяйство  (1) События  (3) Социальные вопросы  (3) Транспорт  (9) Туризм  (8) Украина  (67) Выберите месяц Март 2014  (18) Февраль 2014  (17) Январь 2014  (3) Декабрь 2013  (17) Ноябрь 2013  (22) Октябрь 2013  (5) Август 2013  (1) Июль 2013  (1) Июнь 2013  (2) Апрель 2013  (9) Март 2013  (6) Февраль 2013  (3) Январь 2013  (6) Декабрь 2012  (3) Ноябрь 2012  (1) Октябрь 2012  (1) Июнь 2012  (1) Май 2012  (6) Ноябрь 2011  (1) Февраль 2011  (1)