Вокруг Света 2003 № 03 (2750) - [27]

Сама идея выживания в такой среде опирается на очевидную мысль – создать вокруг человека некий покров, под защитой которого он без ущерба для себя сможет находиться какое-то время. Причем, в этих условиях необходимо не просто сохраниться, но и выполнять сложнейшую работу. Главная трудность заключается в том, что человек способен жить и действовать в сравнительно узком «коридоре» биосферных условий. Планетарная «ниша» его обитания, обеспечивающая приемлемый состав воздуха, температуру и атмосферное давление, очень невелика и ограничивается пространством, простирающимся от поверхности Земли всего лишь на 6 километров.

Путь, ведущий в это пространство, первыми начали осваивать воздухоплаватели и авиаторы еще в начале прошлого века. К 30-м годам прошлого столетия высоты полетов аэропланов, а также дирижаблей стремительно увеличивались, столь же стремительно нарастал и объем новой информации об условиях обитания на больших высотах – свыше 6 000 м. Оказалось, что за этим рубежом начинался критический порог, после преодоления которого кислородное голодание становилось для «обычного» человека опасным – на этой высоте потеря сознания происходила буквально за несколько минут. За пределами же в 7—8 км в организме наступают уже крайне серьезные нарушения. Иногда даже экстренный спуск не в силах предотвратить наихудший исход. Только уникальные – «штучные» —люди в состоянии переносить дефицит кислорода на этой высоте.

Начиная с 10 км для дыхания нужен уже чистый кислород. Далее же, пропорционально «высотности» это время еще больше сокращается – на 16-километровой высоте оно равно уже 15 секундам. Поэтому на высоте свыше 12 км даже при дыхании чистым кислородом человек не может существовать без создания вокруг него избыточного давления.

Кроме кислородного голодания большую опасность на значительных высотах представляет понижение атмосферного давления, что приводит к декомпрессии. Азот, растворенный в тканях человека, переходит в газообразное состояние, что приводит к возникновению болевых ощущений.

Таким образом, для стратосферных полетов одной лишь кислородной маски недостаточно. И уже в 30-е годы были начаты работы по проектированию первых высотных скафандров, создающих вокруг человека атмосферу с избыточным давлением по отношению к окружающей атмосфере. Тогда их создавали для полетов людей на высотных воздушных шарах – стратостатах – предках первых низкоорбитальных космических кораблей.

Скафандр должен был стать универсальным средством защиты. Уже тогда определилось главное требование к нему – герметичность. Кроме того, он должен защищать человека не только от низкого барометрического давления, но и от перегрева и охлаждения.

Экспериментально доказано, что предельная температура тела, при которой еще сохраняется жизнь, составляет не более 42—43 и не менее 27°С. При особых условиях у людей с очень крепким организмом допустимо лишь кратковременное охлаждение до 22—24°С. Трудности, с которыми встретились создатели первых скафандров, были беспрецедентными, ведь они должны были обеспечить не просто физическое существование исследователя в экстремальных условиях, но и дать ему возможность выполнять необходимую работу, двигаться внутри летательного аппарата.

Начало

Первый отечественный скафандр «Ч-1» был спроектирован инженером Е. Чертовским более 70 лет назад, в 1931 году, и представлял собой простой герметичный комбинезон со шлемом, снабженным небольшим стеклом для обзора. В «Ч-1» можно было делать все что угодно, но только не работать. Да и ходить, по всей видимости, тоже, поскольку он не имел шарнирных соединений в локтевых и коленных суставах. По крайней мере, при внутреннем наддуве дыхательной смесью сгибать и разгибать конечности было невероятно сложно.

В 1932—1934 годах за скафандром-«прародителем» последовал следующий, получивший название «Ч-2». И хотя на нем уже были установлены шарниры, но и они полностью не решили проблемы подвижности рук и ног. Поэтому «настоящим» стал лишь третий скафандр Чертовского «Ч-3», который появился к 1937 году. До начала войны Чертовской создал целую серию скафандров – от «Ч-4» до «Ч-7», но его несомненным и главным вкладом в развитие отечественной техники стал все-таки «Ч-3» – первый высотный скафандр в нашей стране. По-видимому, осознание масштабов сделанного им пришло позже, а в конце 30-х конструктор получил премию Центрального Совета ОСОАВИАХИМа за разрешение проблемы подвижности скафандра.

Уже в то время отечественные скафандры первого поколения были значительно совершеннее иностранных образцов, создававшихся для рекордных авиаполетов на высотность, которые были гораздо менее продолжительными, чем советские экспедиции на стратостатах в верхние слои атмосферы. Наши скафандры оснащались автономной системой дыхания с регенерационными патронами, которая давала возможность экипажу менять места в самолете или в стратостате и, кроме того, совершать парашютные прыжки с огромных высот.

Качественный скачок

Кроме Чертовского по теме скафандров в СССР начал работы и знаменитый Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ). Созданную для этих целей группу инженеров возглавили А. Бойко и А. Хромушкин. Их первый образец под индексом (маркой) СК-ЦАГИ-1 был разработан, изготовлен и испытан на удивление быстро – всего лишь за один 1937 год. Этот скафандр и всем своим обликом, и внедренными в нем нововведениями производил впечатление фантастическое. Состоящий из верхней (от уровня шеи до пояса) и нижней частей, соединялся он с помощью поясного разъема. Появились на этой модели и плечевые шарниры, обеспечивающие большую подвижность рук. Его оболочка состояла не просто из прорезиненной ткани, как это было в конструкциях Чертовского, а из двухслойной. На следующей, второй, модели «ЦАГовского» скафандра была установлена автономная регенерационная система, рассчитанная на 6 часов непрерывной работы. Она позволяла очищать атмосферу внутри скафандра не только от углекислого газа, но и от паров воды, которые неизбежно образуются при человеческом дыхании.