Меню

Это одежда для космонавта



Как устроен космический скафандр: почему он стоит как личный самолёт

Скафандр — это специализированная одежда, предназначенная для выхода в космос, является одной из самых дорогих вещей в мире. Американские скафандры, которые разрабатываются для участников программы исследования космоса от NASA, стоят от 9 до 12 миллионов долларов. Это огромные цифры, но из-за чего они такие? Для сравнения, за плюс-минус 10 миллионов долларов можно купить личный самолет, роскошную недвижимость или несколько компаний, чтобы преумножить свой капитал, а тут 9-12 миллионов стоит незаурядный костюм для выхода в космос. Неужели производство одного скафандра может стоить как самолет? Давайте разберемся.

Лицевой частью скафандра является шлем. Наверняка у многих, если попросить их представить скафандр, в первую очередь на ум придет огромный, идеально зеркальный шлем. На самом деле основной иллюминатор шлема не имеет отражающего эффекта, его имеет специальный светофильтр, который надевается космонавтом, если тому необходимо защититься от лучей Солнца.

Основной иллюминатор и светофильтр делаются из специального ударопрочного материала, который не удастся разбить, даже если ударить по нему молотком. Материал просто погнется, но не разлетится на тысячи маленьких острых кусочков, как это могло бы произойти с обычным стеклом. Светофильтр, вдобавок к этому, покрывается слоем настоящего золота. Благодаря ему, до космонавта поступает всего около 5 процентов света. В условиях Космоса, где нет никакой атмосферы, это защищает от возникновения ожогов на лице. Раньше вместо золота использовали серебро, но, как оказалось, оно имеет довольно плохие протективные свойства.

Комбинезон-радиатор

Наверняка многие видели на космонавтах такие забавные, похожие на кольчугу, синие жилеты, которые надеваются под скафандр. Оказывается, это не просто своеобразный тканевый комбинезон, а полноценный радиатор. Между слоями синей ткани проведены сотни небольших трубок, через которые постоянно циркулирует вода.

Перед тем как зайти в скафандр, специальные входная и выходная трубки подключаются к системе жизнеобеспечения и после при помощи встроенного компьютера космонавт регулирует комфортную для него температуру воды. Это позволяет создавать внутри герметизированного костюма своеобразный микроклимат. С учетом довольно серьезной термозащиты тепло никогда не покинет пределов скафандра.

Из чего сшит скафандр?

Раз уж я затронул термозащиту скафандра, давайте поговорим о том, из каких материалов состоит каждый из его слоев обшивки.

Наружный слой выполнен из фенилона, благодаря которому костюм становится неуязвим к механическим повреждениям, огню, а также радиации. Следом идут целых 10 слоев термоизоляционного материала, чтобы защищать космонавта от экстремальных температур (от –150 до +150 градусов по Цельсию).

Под термоизоляционным слоем находится радиоткань. Что такое радиоткань? Это специальный материал, который обеспечивает прием и передачу данных для связи с МКС. Им прошит весь скафандр, поэтому качество связи выходит довольно надежным. После радиоткани находится силовая оболочка — слой, поддерживающий форму отдельных мягких частей скафандра. В случае если при изменении давления он будет надуваться. И, наконец, герметичная оболочка — обеспечивающая полную закрытость скафандра, замыкает весь этот «бутерброд» под силовой оболочкой.

Бортовой компьютер

Теперь давайте немного поговорим про бортовой компьютер скафандра.

Наш отечественный скафандр «Орлан МК» является самой первой моделью со встроенным компьютером в российской истории космонавтики. Располагается он рядом с блоком радиотелеметрической температуры. И не случайно. Данный блок отвечает за сбор всей информации о скафандре, и такое решение позволяет наиболее надежно и быстро передавать информацию на дисплей компьютера. Компьютер сам совсем небольшой и максимум, что он позволяет делать, — это смотреть информацию о состоянии скафандра и показания давления. Кроме дисплея у компьютера имеются несколько тумблеров. С их помощью можно переключать работу некоторых блоков жизнеобеспечения в ручной или автоматический режим.

Дубль два

Как и в самолете, большинство систем скафандра продублированы. Рядом со шлемом, расположены несколько светодиодов, которые могут сигнализировать в случае поломки. В отсеке жизнеобеспечения также можно найти по два баллона с кислородом, водой.

Инженерами была продублирована, внимание, даже система герметизации. То есть, если вдруг случится разгерметизация скафандра из-за каких-то внешних факторов, то система автоматически переведет герметизацию костюма по внешнему желобу.

Мелочь, а приятно

За внушительным слоем внешней защиты скрывается еще более сложная, но элегантно скомпонованная инженерами техническая система. Разработчики позаботились не только о безопасности, но и об удобствах космических исследователей. Внутри скафандра можно обнаружить чесалку для носа, систему продувки ушей (в случае изменения давления) и специальный отсек для герметичной емкости с жидкостью, чтобы пить.

Теперь бы я хотел поговорить с вами о истории создания скафандров в СССР. Вот так плавно мы переходим ко второй главе.

История Советских скафандров

Рассказ об этом я думаю стоит с того, в какой стране впервые был разработан скафандр. Самый первый скафандр (СК-1) был разработан в СССР. Для меня это, безусловно, очередной повод для гордости за мою Родину.

СК-1 не был предназначен для работы в открытом космосе. Основная задача, которая была на него возложена, — это поддержание жизнедеятельности человека в течение 5 часов, если вдруг в кабине космического корабля неожиданно произойдет разгерметизация. Плюс, при возвращении на Землю человек, находящийся в таком костюме, мог рассчитывать на то, что до приезда помощи он сможет спокойно находиться в любой среде в течение 12 часов. Самым первым космонавтом, который осуществил выход на орбиту в скафандре СК-1, стал Юрий Алексеевич Гагарин — 12 апреля 1961-го года. В дальнейшем СК-1 использовался во всех полетах космических аппаратов «Восток».

Несмотря на то что эта разработка является довольно старой, скафандр уже имел несколько автоматизированных систем. Так, например, в шлеме был установлен специальный механический датчик, который при изменении давления перекрывал забрало, обеспечивая тем самым полную герметичность костюма. Если даже сегодня мы с трудом можем утверждать, что хорошо знаем поведение организма человека в космосе, то в те времена учеными этот аспект был и вовсе не изучен. Поэтому инженеры старались изо всех сил любыми возможностями создать условия, при которых пионеры исследований космоса будут живы.

Спустя четыре года в 1964-м, после множества сложных этапов разработки и тестирований советскими учеными была представлена абсолютно новая модель скафандр, известная ныне как «Беркут». Эта модель подлежала выходу в открытый космос и была еще более устойчива к внешней разгерметизации. Самыми первыми людьми в истории, осуществившими выход в открытый космос, которые ко всему прочему еще были одеты в эти скафандры стали Павел Беляев и Алексей Леонов.

«Беркут» имел ряд недостатков, которые ученым не удалось выявить во время тестирования. Оказывается, система поддавалась изменению давления и в конечном итоге Алексею Леонову было затруднительно вернуться на борт космического корабля, потому что скафандр увеличился в размерах.

Следующей моделью скафандра, которую выпустило советское научно-производственное предприятие «Звезда» в 1967 году стал «Ястреб». Самыми первыми космонавтами, которые осуществили переход между двумя пилотируемыми космическими кораблями «Союз–4» и «Союз–5» стали Евгений Хрунов и Алексей Елисеев. «Ястреб» конструктивно мало чем отличался от «Беркута», однако, в нем были исправлены все недочеты, которые были присущи прошлой модели скафандра. Также в «Ястребе» был реализован светофильтр, который защищал космонавтов от вредного воздействия солнечных лучей на зрение.

В 1969 году закончились работы над легендарным скафандром «Кречет» — предназначенного для выхода на Луну. На этот раз ученым пришлось изрядно потрудиться, так как кроме обычной герметичности костюма, требовалось разместить в нем полноценную систему жизнеобеспечения, благодаря которой астронавт мог бы автономно ходить по поверхности земного спутника в течение определенного количества времени.

В заднем отсеке, напоминающем чем-то довольно большой полый рюкзак, инженерам удалось вместить аккумулятор, систему вентилирования, сбора влаги, а также терморегулирования. «Кречет» являлся представителем полужестких скафандров, посему термин «надеть скафандр» был не применим к нему. В «Кречет» нужно было входить, и без помощи кого-то второго сделать это было невозможно. Так как советская программа исследования Луны предполагала полет лишь одного космонавта, на поясе был предусмотрен специальный «обруч», благодаря которому астронавт, в случае падения мог встать без посторонней помощи.

После «Кречета» научно-производственным предприятием «Звезда» был выпущен спасательный скафандр «Сокол». Что значит «спасательный»? Это значит, что изначально скафандр не предусмотрен для осуществления внекорабельной деятельности, а как следствие и выхода в открытый Космос. Однако все условия для него он поддерживает. Главной задачей, возлагаемой на «Сокола» была поддержка жизнедеятельности пилотов советских космических кораблей в течение 125 минут для осуществления посадки.

Читайте также:  Средство для стирки одежды черного цвета

Как вы уже могли понять, «Кречет» был очень знаковой разработкой для Советского Союза, и несмотря на свертывание лунной программы, скафандр принес довольно много технологий, которые были применены в целом поколении скафандров «Орлан». Даже на сегодняшний день «Орлан» является актуальной линейкой спецэкипировки для полетов в Космос на МКС.

История их появления достаточно банальна. Активно использовавшиеся в те времена скафандры «Беркут» и «Ястреб» не имели возможности подгонки, и поэтому для каждого космонавта было необходимо изготавливать снаряжение, которое бы соответствовало всем индивидуальным параметрам космического путешественника. Плюс, они были довольно громоздкими, а в условиях ограниченного количества груза, которое можно было бы брать на космические станции «Союз» и «Прогресс», это было очень проблемным недостатком. «Орлан» впервые вступил в эксплуатацию во время выхода в открытый космос на станции «Салют–6» космонавтов Юрия Романенко и Георгия Гречко. Всего с 1977-го по 2018 год было выпущено шесть моделей скафандра «Орлан».

Последняя выпущенная актуальная модификация «Орлан–МКС» ждет испытаний в открытом космосе в ближайшее время. Федор Юрчихин и Сергей Рязанский станут первыми членами экипажа МКС (Международной Космической Станции), кто опробуют новейший отечественный скафандр в действии. Актуальным и эксплуатируемым начиная с 2009-го года скафандром является «Орлан–МК». Основным его отличием является наличие компьютерной системы позволяющей управлять всеми показателями скафандра, для большего комфорта находящегося в нем космонавта.

Источник

Эволюция российского скафандра — от Гагарина до наших дней

Гагарин был первым человеком в истории человечества, который отправился в космос. Но во что он был одет отправляясь в такое опасное путешествие? Почти 60 лет назад советские специалисты всерьез полагали, что Юрия Гагарина можно запустить в космос вообще без скафандра, просто в обычном термоизолированном костюме!

Если бы Сергей Королев, главный конструктор советской космической программы, не вмешался в последний момент, то, наверное, так бы и случилось. Первый скафандр все-таки появился, и с тех пор космическая «мода» претерпела множество трансформаций.

Первый скафандр

Сделать скафандр для человека — это совсем не то же самое, что сделать скафандр для животных — в частности, собак, которых Советы много раз отправляли в космос с 1950-х годов. Костюм «Воркута», используемый летчиками истребителей Су-9, стал прототипом первого в мире защитного костюма для космических полетов. Он назывался «СК-1» — именно его и одел Гагарин. Шлем пришлось полностью переделать — в нем были установлены датчики давления, чтобы в случае его резкого падения, механизм мог мгновенно захлопнуть герметичный, прозрачный козырек.

Скафандр Гагарина «СК-1»

Скафандр «Воркута» был разновидностью аварийно-спасательного костюма, который космонавты надевали при запуске и возвращении в атмосферу. Они служил резервным дубликатом всех систем жизнеобеспечения — на случай, если космический корабль выйдет из строя или космонавту придется катапультироваться. Первые скафандры были изготовлены на заказ для избранных космонавтов, Гагарина и двух запасных пилотов. В случае разгерметизации кабины, они поддержали бы космонавтов в течение пяти часов. Интересно, что даже первые космические костюмы имели систему сбора отходов, поэтому их не нужно было снимать, когда космонавту требовалось ответить на зов природы.

Между тем СССР понимал, что расширение операций в космосе не будет ограничиваться только внутренними помещениями космического аппарата, и что необходим принципиально новый тип скафандра — автономный, пригодный для выхода в открытый космос и выполняющий функции мини-корабля. Первым скафандром такого типа стал «Беркут».

В чем космонавты выходят в открытый космос?

В отличие от СК-1, скафандр «Беркут» имел второй герметичный кожух и наплечный ранец с кислородными баллонами. Он также был изготовлен по меркам, однако, был не очень подвижным. Когда Алексей Леонов совершил свой первый в истории выход в открытый космос, его скафандр практически потерял гибкость из-за перепада давления снаружи и внутри, да к тому же растянулся до такой степени, что рукав увеличился в длину, а перчатки частично соскользнули с рук. Чтобы вернуться в космический корабль, космонавт был вынужден снизить давление кислорода внутри костюма, рискуя подвергнуться декомпрессии. Более того, еще до выхода в открытый космос его скафандр стал совершенно мокрым внутри из-за пота и конденсата, поскольку в нем не предусматривалось никакой регулировки температуры.

Между тем советские космонавты планировали полететь на Луну, и новый скафандр «Кречет» был разработан именно для такой миссии. Это был полужесткий защитный костюм с люком в задней части, похожим на дверь. Космонавт должен был буквально забраться в него. В скафандре была предусмотрена специальная тросовая система, которая позволяла космонавту закрывать за собой люк. И хотя «Кречет» никогда не летал на Луну, его конструкция использовалась для будущих моделей скафандров.

Скафандр «Кречет» Скафандр «Кречет», вид сзади.

После «Беркута» появилось следующее поколение скафандров под названием «Ястреб». Он также предназначался для выхода в открытый космос и был очень похож на «Беркут». «Ястреб» использовался всего один раз на новом космическом корабле «Союз», который совершил свой первый полет в 1967 году.

Скафандр «Ястреб»

Дело в том, что еще какое-то время Советский Союз отправлял космонавтов на орбитальную станцию без аварийно-спасательных костюмов. СК-1 перестал использоваться еще в 1964 году, «Ястреб» не был пригоден для запуска и возвращения в атмосферу, а конструкция кораблей «Союз» в то время не могла разместить экипаж в скафандрах. В 1971 году это неизбежно привело к трагедии: по возвращении на Землю кабина «Союза» разгерметизировалась, и все три космонавта, ни один из которых не был одет в скафандр, погибли. Стало ясно, что аварийно-спасательные костюмы нужны, и поэтому был срочно разработан скафандр «Сокол». С 1973 года и по сей день космонавты всегда надевают «Сокол», когда выходят в космос на корабле «Союз».

Скафандр для выходов на орбиту

Ко всем версиям скафандра «Сокол» предъявляются строгие требования к мобильности и прочности: например, регулятор давления был перенесен на грудь, чтобы космонавт всегда мог снизить давление и улучшить подвижность. Шлем «Сокола» был сделан из металла (чем российские дизайнеры до сих пор очень гордятся, считая, что новый пластиковый шлем SpaceX, изготовленный на 3D-принтере, не может сравниться с металлическим по прочности). Многочисленные ремни и кабели скафандра были сконструированы таким образом, чтобы в случае разгерметизации он не раздувался, рукав не расширялся, а пальцы не теряли контакт с перчатками (как это случилось со скафандром «Беркут» у Леонова).

Что касается «Ястреба», который всего один раз использовался для выхода в открытый космос, то его также заменила усовершенствованная модель — скафандр «Орлан».

Скафандр весом 115 кг!

«Орлан» — самый массивный и впечатляющий из всех существующих на сегодняшний день российских скафандров. Его основная задача — защита космонавтов от микрометеоритов и радиации во время полета в космос. «Орлан» прочный и многослойный, но очень тяжелый — он весит около 115 кг. Конечно, такой костюм не предназначен для прогулок, так как за пределами космической станции космонавты обычно работают только руками, паря в невесомости.

Конструкция полужесткого скафандра основана на лунном костюме «Кречет», поэтому его задняя часть похожа на рюкзак и открывается как дверца холодильника. Однако, в отличие от «Кречет», скафандры «Орлан» универсальны — рукава и штанины можно регулировать по высоте. Температура внутри скафандра также контролируется, поэтому при его использовании космонавт может быть полностью автономным и не зависеть от другого оборудования на МКС в течении семи часов.

Впервые «Орлан» был опробован для выхода в открытый космос в 1977 году, и его различные версии до сих пор используются на МКС.

Источник

Привет студент

Одежда космонавтов

Одежда космонавтов

В повседневной жизни назначение одежды — снижать теплопотери организма, обеспечивать оптимальные условия для поддержания на постоянном уровне температуры тела, а также защищать от неблагоприятных воздействий внешней среды (высокой и низкой температуры, дождя, снега, ветра, пыли). В кабине космического корабля, где указанные факторы либо отсутствуют, либо сведены до минимума, одежда приобретает несколько иные функции.

Широко распространенное деление одежды космонавтов на собственно одежду и космические скафандры в значительной мере условно, ибо, по своей сущности, скафандры в специфических условиях деятельности космонавтов (в том числе и при выходе в открытый космос или на поверхность той или иной планеты) выполняют все функции одежды, приспособленной к определенной производственной деятельности.

Читайте также:  Утепленная зимняя одежда для мужчин

Подобно земной, одежда космонавтов должна быть удобной для работы и отдыха, не затруднять и не ограничивать движений. Известное положение о том, что лучшая одежда — та, которую мы не ощущаем, вполне применимо п в данном случае.

Комплект одежды космонавтов состоит из нательного белья, полетного костюма, в котором космонавты находятся в космическом корабле, п теплозащитного костюма.

Нательное белье и полетные костюмы предназначены для повседневной носки и могут быть использованы один раз или повторно.

Одежда одноразового пользования предназначается для ношения в течение определенного отрезка времени, после чего она поступает в систему удаления отходов или, если это предусмотрено программой исследований, упаковывается в герметические емкости (мешки) и хранится до окончания полета, а космонавты надевают новый комплект.

Одежду повторного пользования носят в течение того же или несколько меньшего отрезка времени, что и одежду одноразового пользования, но затем не уничтожают, а подвергают тому или иному виду очистки.

И тот и другой способы использования одежды имеют свои достоинства и недостатки. Применение одежды одноразового пользования, не требуя специальных очистительных устройств, упрощает конструкцию бытового оборудования космического корабля. Однако при увеличении численности экипажа и значительной продолжительности полета объем и вес сменной одежды могут достигнуть очень больших величин.

Так, по данным фирмы Юнайтед Эйркрафт, для полета экипажа из трех человек продолжительностью свыше 200 суток и смены одежды каждые 10 дней вес одежды одноразового пользования значительно превысит все допустимые лимиты.

Применение одежды многократного пользования при всех ее видимых преимуществах в данный момент не может быть реализовано в связи с отсутствием соответствующих стиральных и сушильных установок.

Имеющиеся данные показывают, что подобные установки не будут созданы в ближайшее время. Поэтому в большинстве планируемых в настоящее время космических полетов космонавты, по-видимому, будут использовать одежду однократного применения.

К одежде однократного применения следует также отнести и теплозащитные костюмы. Эти костюмы употребляются при приземлении в безлюдной местности в неблагоприятных климатических условиях. Кроме того, они могут быть использованы в случае нарушения работы систем кондиционирования на борту космического корабля.

Остановимся теперь более подробно на особенностях одежды космонавтов.

Нательное белье

Нательное белье непосредственно соприкасается с кожными покровами. Этим определяется основное требование к данному виду одежды — не оказывать раздражающего действия на кожу. Ткань белья должна быть легкой, эластичной и не затруднять теплоотдачу конвекцией и радиацией, а также не препятствовать испарению влаги с поверхности тела.

Необходимо, чтобы ткань, из которой изготавливается нательное белье космонавтов, обладала достаточной прочностью для длительного ношения и крепления на ней датчиков для снятия биотелеметрической информации. Стирка и различные виды стерилизации не должны изменять свойств ткани.

Высокие гигиенические свойства натуральных льняных и хлопчатобумажных тканей прежде всего привлекли внимание создателей одежды космонавтов. Так, для экипажей космических кораблей типа «Аполлон» нательное белье было изготовлено из пористой хлопчатобумажной ткани вязаного типа. Исследования показали ее высокую воздухопроницаемость, влагоемкость и способность сорбировать с кожи хлориды и органические вещества. В дальнейшем для повышения износоустойчивости было признано целесообразным применять льняные и хлопчатобумажные волокна не в чистом виде, а в смеси с другими, более прочными компонентами. Особое значение это имело для нательного белья, надеваемого под скафандр.

Существенную роль при создании нательного белья играет и структура ткани. Необходимость обеспечить максимальную сочетаемость нательного белья со следующим слоем одежды (полетным костюмом или скафандром) и, следовательно, исключить возможность возникновения складок на белье, а также стремление свести к минимуму количество швов привели к мысли о целесообразности использования трикотажной ткани. Трикотаж позволяет изготавливать белье, равномерно облегающее тело без избыточных складок.

В результате физиолого-гигиенических и физико-химических исследований различных трикотажных полотен для нательного белья космонавтов был рекомендован хлопчато-вискозный трикотаж, изготовленный на мальезных машинах. Этот трикотаж обладает высокой воздухопроницаемостью (не менее 400/600 л/м 2 * сек при давлении 5 мм водяного столба) и паропроницаемостью с сопротивлением около 1 мм воздушного слоя. Гигроскопичность этой ткани белья не менее 7% при относительной влажности воздуха 60%. Прочность трикотажа достаточно высокая — не менее 20 кг для ширины полоски 50 мм. Толщина полотна при нагрузке 10 г — 0,73 мм.

Нательное белье из такого трикотажа не осложняет надевание космического скафандра и не вызывает неприятных ощущений при ношении его под скафандром в течение 10 суток. Оно хорошо продувается и обеспечивает достаточную аэрацию кожной поверхности при работе вентиляционной системы скафандра. Разработанная конструкция нательного белья, включающая фуфайку, бесшовные носки и кальсоны со специальным запахивающим клапаном в области промежности, позволяющим пользоваться ассенизационным устройством, была успешно применена космонавтами космических кораблей типа «Восток» и может быть рекомендована для использования в качестве одежды, надеваемой под скафандр.

Ограниченные возможности проведения гигиенических мероприятий по очистке тела в условиях космического полета привели к использованию для этих целей сорбционных свойств тканей нательного белья. Известно, что при достаточной фитильности ткани, из которой изготовлено нательное белье, она может сорбировать определенное количество кожных выделений. С увеличением продолжительности космических полетов эта способность тканей нательного белья приобретает все большее значение.

Говоря о сорбционных свойствах белья, следует отметить еще одну очень важную сторону этого вопроса — переход части микрофлоры с поверхности тела на белье. При дальнейшем изложении будет подробно показана зависимость между свойствами белья, объемом и частотой гигиенической обработки кожи и количеством и видами микрофлоры на ней.

Можно полагать, что по мере увеличения длительности космических полетов проблема снижения микробной обсемененности кожи будет приобретать все большее значение. Одним из перспективных способов снижения микробной обсемененности кожи и нательного белья представляется использование антимикробных текстильных материалов. Способам получения таких материалов последние годы уделяется большое внимание.

Совсем недавно применялась импрегнация тканей различными бактерицидными (бакте-риостатическими) препаратами. Однако недостаточная устойчивость этих препаратов при стирке и в процессе эксплуатации тканей потребовала дальнейших исследований. Изыскания возможности присоединения бактерицидных препаратов непосиедственно к макромолекулам волокнообразующих полимеров дали наибольшие результаты при использовании поливинилспиртовых и целлюлозных волокон.

Нательное белье, изготовленное из волокна «Летилан» с введением препарата 5-нитрофуранового ряда, обладает выраженным антимикробным эффектом по отношению к микрофлоре, обычно вегетирующей на поверхности кожи человека.

Другой метод получения антимикробных химических волокон состоит в введении нерастворимых или малорастворимых в воде препаратов в прядильный раствор полимеров при формировании волокна.

При испытании антимикробного белья в течение 10—15 суток в условиях обычной жизни не обнаружено отрицательных изменений в функциональном состоянии кожных покровов.

Необходимо отметить, что сложность создания антимикробного белья обусловлена не только трудностями подбора сочетаний бактерицидных (бактериостатических) препаратов и соответствующих химических волокон, но и возможностью возникновения различного рода дисбактериозов вследствие применения такого белья.

Имеющиеся в настоящее время данные делают весьма заманчивой перспективу использования антимикробного белья при длительных полетах космических кораблей.

Полетный костюм

В зависимости от программы и конкретных условий полета верхней одеждой космонавтов служит или полетный костюм, или скафандр.

Конструкция полетного костюма должна не стеснять свободы и объема движений и тем самым не влиять на работоспособность космонавта, предусматривать возможность пользования ассенизационным устройством, допускать быстрое его надевание и снимание.

Полетный костюм должен полностью сочетаться с нательным бельем и теплозащитным костюмом. Теплозащитные свойства полетного костюма должны быть оптимальными для заданного температурного режима кабины корабля. При разработке полетного костюма необходимо предусматривать возможность крепления датчиков для снятия биотелеметрической информации, а также нескольких карманов для небольших предметов личного пользования.

Ткань, применяемая для изготовления полетного костюма, должна быть легкой, мягкой, эластичной, износоустойчивой, трудновоспламеняемой и не должна способствовать выделению пыли, а напряженность электростатического поля этой ткани не должна превышать определенной величины.

Если предполагается многократное использование полетного костюма, необходимо, чтобы ткань сохраняла свои свойства после стирки и различных видов стерилизации. Во всех случаях ткань и конструкция костюма не должны затруднять теплопередачу конвекцией, радиацией и испарением влаги с поверхности тела.

В длительных космических полетах определенное значение приобретают цвет и интенсивность окраски тканей верхней одежды. Исходя из требований гигиены и технической

Читайте также:  Отпариватель для одежды келли kl 316

эстетики отдается предпочтение одежде светлых спокойных тонов. При выборе окраски костюмов следует также учитывать индивидуальные вкусы членов экипажа.

Естественно, что при конструировании полетных костюмов необходимо подбирать ткани с высокой износоустойчивостью и прочностью. Так же как и при конструировании нательного белья, изучалась возможность применения синтетических волокон.

Синтетические ткани в своем большинстве характеризуются высокой прочностью, эластичностью, несминаемостью, легко поддаются механической очистке.

К настоящему времени создано много трудновозгораемых, пожаробезопасных синтетических тканей, не поддерживающих горение при повышении температуры.

В то же время применение полимерных синтетических материалов таит в себе потенциальную возможность выделения из них в воздушную среду летучих вредных веществ. Это может быть вызвано наличием в материалах остаточного количества свободных, не вошедших в реакцию полимеризации или поликонденсации мономеров, обладающих, как правило, токсическими свойствами. Выделение мономеров и частиц с низким молекулярным весом может быть также следствием процессов деструкции.

Необходимо отметить наличие электростатических зарядов в изделиях из синтетических материалов. Так, большие заряды обнаружены в изделиях из хлорина и ацетатного шелка, в обуви, изготовленной с использованием полимерных материалов. В ряде случаев длительно удерживающаяся напряженность электростатического поля достигает 6—8 кв/см 2 и сопровождается возникновением у человека, носящего такую одежду, неприятных и даже болевых ощущений. Никаких отрицательных явлений не обнаруживается лишь при напряженности электростатического поля, не превышающей 200— 400 в/см 2 . Наличие электростатического поля способствует более быстрому загрязнению одежды.

Существенными недостатками синтетических тканей в сравнении с натуральными являются их более низкие гигроскопичность, паропроницаемость и тепловое сопротивление. Исследования показали, что гигроскопичность лавсана в 16 раз, а нитрона в 4 раза меньше, чем у шерстяной ткани бостон.

Кроме того, было обнаружено, что по мере увеличения доли синтетического волокна в ткани гигиенические свойства ее ухудшаются, причем эти изменения носят линейный характер; снижение гигиенических свойств ткани, содержащей синтетическое волокно до 50%, не влияет в значительной степени на общие физиолого-гигиенические свойства одежды из нее; одежда из смешанной ткани может быть рекомендована к использованию при температуре окружающего воздуха +18/+50°С.

При выборе синтетического волокна для смешанной пряжи наиболее целесообразно, по-видимому, использовать полиэфирное волокно лавсан, обладающее высокими теплозащитной способностью и прочностью, эластичностью, несминаемостью, термо- и химической стабильностью, стойкостью к истиранию, устойчивостью к действию солнечного света, химических агентов, бактерий и т. д.

Одна из главных задач при конструировании полетной одежды — сохранение теплового баланса у космонавтов, т. е. предупреждение как излишней теплоотдачи организмом, так и накопления избыточного тепла. Человек, одетый в обычную двухслойную одежду, сохраняет тепловой баланс при определенных сочетаниях теплопродукции и температур окружающего воздуха.

Приводим данные о характере физической работы, необходимой для сохранения теплового баланса человека, одетого в двухслойную одежду, при различной температуре окружающего воздуха:

С целью определения теплозащитных свойств одежды для человека, находящегося в относительном покое, при небольшой скорости движения воздуха можно ориентировочно руководствоваться данными Винслоу и соавт.:

Известно, что заданный режим микроклимата в кабинах космических кораблей соответствует комфортным величинам: температуре воздуха 18/23° С, скорости движения воздуха 0,05/0,5 м/сек; относительной влажности 40—65%.

Учитывая, что в условиях полета космонавты в основном находятся в состоянии покоя или выполняют легкую физическую работу, их повседневная одежда должна иметь теплоизоляцию порядка 1—1,2 KЛO.

При повышении температуры воздуха в кабине выше расчетных величин космонавтам для сохранения комфортных теплоощущений рекомендуется снимать куртку полетного костюма или оставаться только в нательном белье. При понижении температуры воздуха ниже 18° С тепловой комфорт может быть достигнут за счет использования теплозащитного костюма (его надевают поверх полетного), шерстяных носков и шерстяной шапочки или шлема.

Теплозащитный костюм

Как уже говорилось, основное назначение теплозащитного костюма состоит в обеспечении теплового комфорта космонавтов при понижении температуры в кабине космического корабля (как, правило, в случае аварийной ситуации), а также при покидании космического корабля после его приземления (приводнения). Не являясь повседневной одеждой космонавтов, теплозащитный костюм должен храниться в условиях, обеспечивающих при необходимости быстрое его применение. Общие требования к конструкции такого костюма и составу его тканей совпадают с требованиями к костюмам летчиков.

При создании теплозащитной одежды большое значение имеет рациональное применение отдельных слоев материала. При проектировании структуры пакета теплозащитной одежды целесообразно, чтобы функции отдельных слоев ее были строго специализированы. Пакет зимней одежды обычно состоит из покровной ткани, ветрозащитной прокладки, утепляющей прокладки и подкладки. Покровные ткани воспринимают механические воздействия при использовании одежды и определяют ее внешний вид.

Основными требованиями, которым должны удовлетворять покровные ткани, являются износоустойчивость, прочность, несминае-мость, устойчивость к воздействию окружающей среды (свет, осадки).

Назначение ветрозащитной прокладки состоит в создании малой воздухопроницаемости пакета, при которой сохраняется высокий уровень теплозащитных свойств одежды при эксплуатации ее в условиях ветра. Необходимо, чтобы ветрозащитные прокладки обладали следующими главными свойствами: воздухонепроницаемостью в пределах 7/40 л/м 2* сек (в зависимости от метеорологических условий), небольшим весом, минимальной жесткостью, достаточной прочностью и паропроницаемостью.

Утепляющие прокладки обеспечивают теплозащитные свойства одежды.

К ним предъявляются следующие требования: стабильность слоя и устойчивость к механическим воздействиям в процессе эксплуатации, малый объемный вес, достаточно высокая воздухо- и паропроницаемость. Подкладка должна быть легкой, прочной, износоустойчивой, иметь гладкую поверхность.

Паропроницаемость пакета материалов не может быть меньше 25 г/м 2* час.

Конечно, возможна различная конструкция теплозащитного костюма. Так, например, покровная ткань костюма может служить одновременно и в качестве утепляющей прокладки. Важно только то, чтобы теплозащитный костюм обладал необходимой теплоизоляцией.

По-видимому, теплоизоляция полетных теплозащитных костюмов должна быть не менее 2 KЛO, что соответствует теплоизоляции одежды для переходных и зимних сезонов. Приводим сведения о теплоизоляции основных типов одежды.

Как видно из приведенных данных, для зимних и арктических видов одежды требуется теплоизоляция в З/6 KЛO. Идеальная теплозащитная одежда может обеспечить теплозащиту не более 1,6 KЛO на 1 см ее толщины. Однако практически эту величину получить очень трудно. Теплозащитная одежда с указанными показателями обеспечивается толщиной слоя выше 3—4 см, что значительно затрудняет движения человека. Поэтому целесообразно ограничить теплозащитные свойства полетной одежды величиной теплоизоляции 3—4 КЛО.

Известно, что существенное влияние на теплозащитные свойства одежды оказывают и такие конструктивные факторы, как кривизна теплозащитного слоя одежды и наличие воздуха между слоями тканей. Путем использования теплоизоляционных свойств «инертного воздуха» можно значительно повысить теплозащитные свойства одежды. За счет изменения материала ткани теплозащитные свойства одежды могут максимально увеличиваться лишь на 16%. Все это свидетельствует о большом значении конструктивных решений при создании полетной теплозащитной одежды.

Таблица 1. Зависимость теплоизоляции одежды (в КЛО) отуровня физической работы при скорости движения воздуха 0,5 м/сек и суммарной радиации до 0,5 ккал/ см 2 * мин

При конструировании таких костюмов необходимо также учитывать величину физической работы и движение окружающего воздуха, так как эти факторы оказывают большое влияние на уровень теплоизоляции одежды (табл. 1).

Обувь и головной убор

В комплект наряду с полетным и теплозащитным костюмами входят обувь и головной убор.

С полетными костюмами могут применяться шапочки, изготовленные из тех же тканей, что и сам костюм. Шапочка должна быть пошита из тканей достаточно легких, мягких, эластичных и не вызывающих раздражений волосистой части головы.

Конструкция шапочки должна быть удобной при эксплуатации и не затруднять теплоотдачу конвекцией, радиацией и испарением влаги. Очень удобна шапочка спортивного типа с козырьком и откидным бортиком.

С теплозащитным костюмом рационально применять шлемы, надеваемые на шапочку и прикрепляемые к ней специальными устройствами. Шлемы могут быть несъемными, являясь составной частью костюма, и съемными. В последнем случае шлем переходит в пелерину, позволяющую утеплить грудь, спину и плечи. Кроме того, он должен хорошо облегать голову и обладать достаточной теплоизоляцией. Конструкция шлема предусматривает возможность укрепления на нем датчиков для снятия биотелеметрической информации и переговорных устройств системы связи.

В комплекте с теплозащитным костюмом находится обувь, которая должна быть легкой, прочной, обладать хорошими теплоизоляционными свойствами. Это обеспечивается соответствующим подбором материалов и конструкцией, рассчитанной также на пребывание космонавта в условиях невесомости.

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Источник