«Авиация и космонавтика» 1978 г., №5 с.38



НАУЧНЫЙ КОММЕНТАРИЙ

Для выхода в открытый космос

Г. ИЛЬИН, профессор;
И. ПАВЛОВ,
кандидат технических наук


О


пыт эксплуатации долговременных орбитальных станций свидетельствует о том, что в составе их штатного оборудования нужны скафандры для проведения экипажами научных исследований вне станций, а также для выполнения профилактических, ремонтных и монтажных работ на их поверхности. Это в ряде случаев существенно сокращает объем мероприятий, связанных с поддержанием станций в рабочем состоянии, и более выгодно в экономическом отношении по сравнению с использованием автоматических устройств или манипуляторов.

Для выхода космонавта в космос на станции «Салют-6» впервые в практике космических полетов использовались скафандры принципиально новой конструкции, относящиеся к категории полужесткого типа.

Такой скафандр имеет жесткий металлический корпус — кирáсу, составляющую единое целое со шлемом и ранцевой системой жизнеобеспечения. Рукава и брюки его мягкие.


Скафандр космонавта орбитальной станции «Салют-6» (без теплоизолирующей оболочки): 1 — гермошлем; 2 — автономная система жизнеобеспечения; 3 — repмоподшипник; 4 — пульт управления и контроля; 5 — регулятор режимов давления в скафандре; 6 — индикатор давления в скафандре; 7 — съемная перчатка; 8 — силовой шпангоут; 9 — разъем электрокабеля; 10 — мягкая часть скафандра; 11 — объединенный разъем пневмогидроиоммуникаций; ,12 — ручка для закрытия входного люка скафандра; 13 — карабин страховочного фала; 14 — клапан включения резервного запаса кислорода; 15 — жесткий корпус скафандра; 16 — светофильтр.

На рисунке показан штатный полужесткий скафандр станции «Салют-6» со снятой верхней теплоизолирующей оболочкой. Остекление шлема достаточно большой площади обеспечивает хороший обзор. Для защиты глаз и лица космонавта от солнечного излучения имеется сдвижной светофильтр. На передней части кирасы размещены пульт с органами управления агрегатами системы жизнеобеспечения и приборами контроля и сигнализации, регулятор выбора рабочего давления в скафандре, объединенный разъем пневмо— и гидрокоммуникаций для подключения скафандра к бортовым системам станции при подготовке к выходу, кран включения резервного запаса и аварийной подачи кислорода.

Автономная система обеспечения жизнедеятельности помещена в наспинной части скафандра, являющейся одновременно герметической крышкой входного люка. Крышка закрывается с помощью рукоятки, фиксируемой в закрытом положении замком. Необходимая подвижность плечевого, локтевого и других суставов конечностей космонавта, находящегося в скафандре под избыточным давлением, обеспечивается с помощью гермоподшипников и мягких шарниров. Такая конструкция обладает преимуществами по сравнению с ранее применявшимися скафандрами мягкого типа со съемными наспинными ранцами. Полужесткий скафандр более удобен в эксплуатации. Космонавт может войти в него без посторонней помощи за 2-3 минуты. Он более надежен, так как не имеет внешних пневмо— и гидрокоммуникаций, связывающих ранец со скафандром, а органы управления размещены на жестком корпусе кирасы. Основные системы дублируются. Надежное механическое соединение обеспечивает высокую герметичность входного люка.

Скафандр достаточно универсален — он подходит космонавтам различного роста. Для жесткого корпуса скафандра некоторое изменение зазоров между телом и оболочкой не играет существенной роли, а длину эластичных оболочек конечностей космонавты сами регулируют в соответствии со своим ростом. Индивидуально для каждого космонавта подбираются только съемные перчатки.

И наконец, еще одно важное достоинство нового скафандра. В рабочем состоянии (под давлением) по своим габаритам он меньше мягкого скафандра в наддутом состоянии с надетым ранцем.

Защита человека, конструкции и оборудования скафандра от перегрева в открытом космосе достигается за счет внешней защитной оболочки, имеющей несколько слоев экранно-вакуумной теплоизоляции. Эту оболочку можно сравнить с многослойным термосом. Теплоизоляция предохраняет космонавта и от переохлаждения при нахождении в тени (когда нет внешнего притока тепла).

Микроклимат внутри скафандра создает автономная система жизнеобеспечения замкнутого регенерационного типа. Она, в частности, обеспечивает кислородное питание, регулирование и поддержание заданного давления, вентиляцию скафандра и необходимый газовый состав путем очистки газовой среды от углекислоты и вредных примесей, терморегулирование, то есть отвод и рассеивание в окружающее пространство тепла, выделяемого человеком и агрегатами, а также тепла, проникающего сквозь оболочку скафандра. В состав системы входят электрооборудование, средства радиосвязи, управления и контроля за работой агрегатов.

Система терморегулирования скафандра состоит из костюма водяного охлаждения, представляющего собой сетчатый комбинезон с шапочкой из высокоэластичного спандекса, в который вплетены гибкие пластмассовые трубочки. Они образуют своеобразный эластичный радиатор, в котором циркулирует вода. Этот костюм надевается непосредственно на белье и плотно облегает тело космонавта. Вода, циркулирующая в костюме, охлаждается в теплообменнике и отбирает тепло, выделяемое телом. Такой метод теплообмена намного эффективнее, чем отвод тепла с помощью вентилирующего газа, применявшийся ранее.

Космонавт может изменять величину теплосъема, регулируя количество воды, проходящей через теплообменник. Это дает ему возможность во время работы в открытом космосе поддерживать нормальные тепловые условия при любом уровне физической нагрузки.

Для выхода в открытое космическое пространство скафандр можно использовать многократно. Нужно лишь пополнять запас кислорода, дозаправлять бачок системы охлаждения водой и заменять блок поглощения углекислоты.

Электропитание агрегатов, радиосвязь и передача телеметрических параметров на Землю в этом полете осуществлялись через электрофал, связывавший скафандр с бортом станции.

В скафандре поддерживается атмосфера с повышенным содержанием кислорода. Поэтому при разработке систем и выборе материалов учитывались требования пожаробезопасности.

Создатели скафандра провели большой объем исследований. Для воспроизведения реальных условий работы космонавта в скафандре были созданы специальные стенды, лаборатории и установки. Изделия испытывались в термобарокамерах, на летающей лаборатории и в гидробассейне, где имитировались условия, близкие к невесомости, на макетах орбитальной станции и тренажерах. Скафандр подвергался воздействиям, значительно превышавшим эксплуатационные.

Работа космонавтов на орбите подтвердила высокие характеристики и надежность нового скафандра и его автономной системы жизнеобеспечения.