Скафандр «Беркут» А.А. Леонова для выхода в открытый космос

40

Как и все отечественные скафандры, скафандр для первого выхода в открытый космос был разработан на предприятии «Звезда» (ныне АО «НПП «Звезда»).

При разработке скафандра было принято решение использовать классическую конструкцию «мягкого типа». А новый скафандр получил условное обозначение «Беркут».



На скафандр «Беркут» возлагалось сразу две функции. Первая – спасательная. На случай разгерметизации КК или отказа СОЖ. И вторая – непосредственный выход в открытый космос. Благодаря чему СК «Беркут» получился универсальным.

В дальнейшем эти функции в истории отечественной космонавтике никогда не сочетались, окончательно разделив скафандры по своему предназначению на «спасательные» и «для внекорабельной деятельности».

Конструктивно скафандр имел внешнюю силовую оболочку и внутреннюю – герметичную основную и герметичную резервную, а также капроновую прокладку с системой внутренней вентиляции. Теплозащита космонавта осуществлялась при помощи экранно-вакуумной изоляции.


В отличие от всех предыдущих скафандров, СК «Беркут» впервые в истории отечественного скафандростроения имел режим рабочего избыточного давления 400 гПа. В то время как режим 270 гПа являлся резервным. И переход на него допускался в аварийной ситуации и на непродолжительное время. Чем, собственно, и воспользовался А.А. Леонов во время обратного входа в шлюз.


При разработке СК «Беркут» были применены конструктивные решения (оболочка корпуса с силовой системой, рукава и перчатки), успешно отработанные на СК-1 для Ю.А. Гагарина и других космонавтов, летавших на КК «Восток» и экспериментального С-10 – первого прототипа скафандра для КК «Восток».

Гермошлем скафандра был сделан на основе гермошлема ГШ-9, который применялся на авиационном скафандре «Сокол».

Гермошлем скафандра крепился к шейному гермокольцу оболочки скафандра. У ГШ имелась металлическая каска и открывающийся щиток остекления (иллюминатор).

Внутри шлема был встроен светофильтр, опускающийся при помощи специальной ручки.


Страховку космонавта во время выхода в открытый космос обеспечивал специальный фал длиной 7 метров. Фал состоял из стального троса, амортизирующего устройства, шланга аварийной подачи кислорода и электрофала для медицинских, технических датчиков и телефонии.

Скафандр командира корабля «Восход-2» П.И. Беляева имел точно такую же конструкцию. Благодаря чему (при необходимости) корабль «Восход-2» мог быть полностью разгерметизирован, а П.И. Беляев имел возможность выйти в шлюзовую камеру и оказать помощь А.А. Леонову.

Но, в отличие от СК А.А. Леонова, СК П.И. Беляева не имел автономной СОЖ. И его питание осуществлялось от бортовой СОЖ корабля «Восход».

Ранцевая СОЖ СК «Беркут»


Ранцевая СОЖ СК «Беркут» КП-55 была разработана и изготовлена СКБ-КДА (г. Орехово-Зуево). Ранец одевался непосредственно перед выходом в открытый космос и крепился к скафандру при помощи подвесной системы.


В ранце имелось 3 двухлитровых баллона с кислородом под давлением 22 МПа. Подачу кислорода космонавт включал вручную при помощи дистанционного управления.

Возможности ранцевой СОЖ обеспечивали работоспособность в течении 45 минут. В то время как пребывание А.А. Леонова в условиях вакуума составило 23 минуты, а в открытом космосе – 12 минут.


Ранец имел штатный режим подачи кислорода с расходом 16–20 л/м, режим продувки во время шлюзования с расходом 25–30 л/м и аварийный режим с постоянной подачей до 30 л/м в случае возникновения утечки.

Немаловажным фактором, обеспечившим удачный выход А.А. Леонова в открытый космос, являлось то, что «Звезда» разрабатывала скафандр «Беркут» параллельно со шлюзовой камерой «Волга». А совместная работа конструкторов позволила обеспечить максимальную сочетаемость этих изделий.

В последующем на основе скафандра «Беркут» был разработан скафандр «Ястреб» – первый скафандр, предназначенный непосредственно для внекорабельной деятельности.
40 комментариев
Информация
Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо авторизоваться.
  1. +1
    21 марта 2021 11:17
    У ГШ имелась металлическая каска и открывающийся щиток остекления (иллюминатор).
    Серьёзно, каска? Это жаргонное или официальное название?
    1. +6
      21 марта 2021 15:45
      Серьёзно, каска? Это жаргонное или официальное название?

      Да серьезно (см. пособие по подгонке снаряжение и описание конструкции гермошлема).
      1. +2
        21 марта 2021 15:55
        Цитата: Бшкаус
        (см. пособие по подгонке снаряжение и описание конструкции гермошлема)

        Ну где ж я его посмотрю, на Ваши статьи только надежда! )
        1. +5
          21 марта 2021 19:33
          Ну где ж я его посмотрю, на Ваши статьи только надежда!

          Это уже не мои статьи))) Прошу правда прощение за небрежный снимок, сделал наспех. "Каска" имеется не только на ГШ, но и на ЗШ т.к. понятие "шлем" подразумевает целостную конструкцию в которую входит каска, амортизатор, наушники, светофильтр и т.п. и в описании "Каска" во всех трех изделиях идет пунктом №1 )))
          Кстати, по поводу отличия гермошлемов под ВКК и скафандр: у ГШ для скафандров отсутствует обратный клапан выдох т.к. в скафандре имеется единая среда, а давление стравливается через общий регулятор давления.


          1. +1
            22 марта 2021 03:12
            Спасибо за фото всё прекрасно читается, вот за что люблю ВО за то что есть отличные и авторы и комментаторы! Ведь специально и не стал бы искать, а тут пожалуйста. hi
    2. +1
      21 марта 2021 18:58
      Цитата: Владимир_2У
      Серьёзно, каска?
      Серьёзно. Каска и шлем - одно и то же.
      Например, рабочий обязан одеть каску. Но под каску можно надеть... подшлемник.
      Но каской принято называть защитный покров головы без защиты лица.
      ... но это не точно.
      1. 0
        22 марта 2021 03:14
        Цитата: Симаргл
        Серьёзно. Каска и шлем - одно и то же.

        Да в общем понятно, только помню что "У воина шлем, а каска на стройке" ))), потому и поинтересовался, а за коммент спасибо. hi
  2. +4
    21 марта 2021 11:35
    Спасибо автору, отличный цикл статей hi
    1. +4
      21 марта 2021 12:14
      Цитата: Alien From
      Спасибо автору, отличный цикл статей hi
      Так держать, осень познавательно
  3. -1
    21 марта 2021 11:38
    . Теплозащита космонавта осуществлялась при помощи экранно-вакуумной изоляции.

    Иногда можно прочитать мнение, что в космосе проблема отвода тепла от космонавта, так как в вакууме тепло передаётся только лучистой передачей , и скафандр греется на Солнце. Интересно, как дело реально с терморегуляцией скафандров для выхода в космос обстоит?
    1. +4
      21 марта 2021 11:49
      Ну, греется скафандр тоже не конвективно, а за счёт излучения Солнца, а он белый. Проблема сбросить внутреннее тепло. Полагаю, терморегуляция осуществляется за счёт теплоёмкости охлаждающей жидкости. Сбросить излучением 80 Вт (а такова тепловая мощность человека в покое) - проблемно из-за размеров потребного радиатора.
      1. +1
        21 марта 2021 11:58
        Экранной- вакуумная изоляция - непонятно, она защищает космонавта от перегрева или от переохлаждения?
        Конечно, за 45 минут проблема не самым острым образом стоит, но в принципе?
        1. 0
          21 марта 2021 15:09
          Экранно-вакуумная теплоизоляция (ЭВТИ) защищает космонавта от внешнего нагрева, проблема - справиться со своим личным теплом.
        2. +2
          21 марта 2021 15:42
          Цитата: Avior
          Экранной- вакуумная изоляция - непонятно, она защищает космонавта от перегрева или от переохлаждения?
          Скорее она изолирует человека внутренние оболочки скафандра от внешнего нагрева лучами солнца, чтобы нагрев был не столь интенсивным и скорость изменения температуры была минимальной.
      2. +2
        21 марта 2021 15:49
        Полагаю, терморегуляция осуществляется за счёт теплоёмкости охлаждающей жидкости. Сбросить излучением 80 Вт (а такова тепловая мощность человека в покое) - проблемно из-за размеров потребного радиатора.

        В целом да, но Беркут охлаждался потоком кислорода т.к. физнагрузка была условно небольшой, а время пребывания в вакууме маленьким. А вообще, на заре космонавтике это была большая проблема, теплосъем воздухом ограничен, максимум 200-250 Вт, а по факту (из наблюдений во время тренировок ВКД), выделения тепла при физической работе у космонавтов достигают кратковременные пики 300 и более Вт. Тут без костюма водяного охлаждения уже не обойтись.
        1. +1
          21 марта 2021 19:18
          Цитата: Бшкаус
          В целом да, но Беркут охлаждался потоком кислорода т.к. физнагрузка была условно небольшой, а время пребывания в вакууме маленьким.
          Чуть выше прикинул цифры. Очень грубо.

          Цитата: Бшкаус
          А вообще, на заре космонавтике это была большая проблема, теплосъем воздухом ограничен, максимум 200-250 Вт
          На заре космонавтики - это когда?
          Первые выходи в открытый космос у нас и американцев технически (конструкция скафандров) были примерно одинаковые, разве только СОЖ у нас - на спине, у них- на груди (но они в первый раз даже заморочались с ручным двигательным устройством) и шлем был поворотным (как у Беркута - не знаю, но вряд ли). На Луну они добавили каналы терморегуляции в костюм и СОЖ для продолжительной ВКД.

          Цитата: Бшкаус
          выделения тепла при физической работе у космонавтов достигают кратковременные пики 300 и более Вт
          Пиковое и больше может быть, а среднее вряд ли более 200 Вт. Кто сдавал велоэргометрию - знает (нужно к показателям добавить около 80 Вт).

          Цитата: Бшкаус
          Тут без костюма водяного охлаждения уже не обойтись.
          Повторю: грубые подсчёты сделал выше. По ним, без вреда для здоровья, без систем охлаждения, можно протрудиться на ВКД не более часа. Через 5 часов мясо от костей отстанет будет совсем плохо.
        2. 0
          21 марта 2021 22:21
          Тут без костюма водяного охлаждения уже не обойтись.


          Ещё элементы Пельтье перспективны в будущем для этого будут. Они пока не совершенны и их наверное можно только для охлаждения воды в костюме пока использовать.
          Ну и зонтики космонавтов и наскафандровые плащи-накидки тоже можно применять. Сейчас разрабатываются управляемые по отражению метаповерхности и метаматериалы - то, чего ещё не существовало в эпоху проектирования большей части скафандров и отражательных покрытий ИСЗ.
          1. 0
            21 марта 2021 22:46
            Цитата: ycuce234-san
            Ещё элементы Пельтье перспективны в будущем для этого будут.
            Зачем? Они тупо перемещают тепло с одной стороны пластины на другую. Современные трубчатые системы гоняют теплоноситель - это и удобно, и безопасно, и просто. А элемент терморегуляции теплоносителя может быть любой.
            Проблема - сбросить это тепло: вентилятор в вакууме - бесполезная штука.

            Цитата: ycuce234-san
            Ну и зонтики космонавтов и наскафандровые плащи-накидки тоже можно применять.
            Скафандр весь, кроме стекла, покрыт экранновакуумной защитой, т.е. этим самым "зонтиком".
            1. 0
              21 марта 2021 23:08
              Современные трубчатые системы гоняют теплоноситель - это и удобно, и безопасно, и просто.


              Из соображений удобства, например, - иметь механическую систему это как иметь в течении рабочего дня в наспинном рюкзаке работающий кондей. Система простая и отработанная - но шум и вибрация при долгой работе будут утомлять и раздражать. А Пельтё - это, в сущности, термопара и можно её горячий конец выставить прямо в вакуум, сделав наконец, радиатор для скафандра. Если это нити или тонкие ленты - то можно попытаться сделать скафандр более компактным и гибким.
              А по поводу защиты - то прогресс стучится в дверь. Метаповерхности могут иметь очень хорошее отражение и пора начинать разрабатывать новое поколение такой солнцезащиты (не то придётся опять догонять, как обычно) - время для этого почти пришло, так как метаматериалы, метаповерхности активно внедряются в оптику, в том числе в зеркално-отражательные материалы.
              Вот и получается концепт нового скафа - с радиатором и твердой а не жидкой системой теплообмена, с современной экранновакуумной защитой, основанной на технологии метаповерхностей с ультравысоким отражением.
              1. 0
                22 марта 2021 01:18
                Цитата: ycuce234-san
                но шум и вибрация при долгой работе будут утомлять и раздражать.
                Ага. Там вся МКС вибрирует и шумит, а тут всего лишь моторчик какой-то. Водители не в курсе, что можно забастовку устроить. Вы, похоже, не знаете, что люди и в худших условиях работают.

                Цитата: ycuce234-san
                А Пельтё - это, в сущности, термопара
                Это НЕ термопара.

                Цитата: ycuce234-san
                можно её горячий конец выставить прямо в вакуум
                Во-первых, нельзя - нужна тепловая трубка, а во-вторых, это так не работает.

                Читайте научную литературу. Фантастическая - она для развлечения.
                1. +1
                  22 марта 2021 07:30
                  Вы, похоже, не знаете, что люди и в худших условиях работают.


                  Вот потому что у нас в стране так думают - потом не производится хороших потребтоваров.
                  Да что говорить - наверное сами знаете как отзываются автолюбители о комфорте отечественных авто, например.
                  Ну и нежелание заниматься чем то новым пока жизнь не заставит; вечное плетение в хвосте. Следующее поколение скафандров сделают на Западе и тогда вся эта техника морально устареет; выглядеть в ней космонавты будут древнеримскими легионерами с пилумами и гладиусами...Те же космические туристы на смех поднимут, если им предложат полететь, используя такую олдтаймерную технику.
            2. +2
              22 марта 2021 03:16
              Цитата: Симаргл
              вентилятор в вакууме - бесполезная штука.
              А вот и нет, это прекрасный гироскоп! laughing
  4. +1
    21 марта 2021 11:39
    Автору респект за очередную прекрасную статью. Неясно только, почему история космической техники приводится в разделе "мнения".
    1. +1
      21 марта 2021 15:50
      Неясно только, почему история космической техники приводится в разделе "мнения"

      На этот вопрос "автор" уже ответить не может, видимо, так заведено)))))
  5. +1
    21 марта 2021 11:53
    Иногда можно прочитать мнение, что в космосе проблема отвода тепла от космонавта, так как в вакууме тепло передаётся только лучистой передачей , и скафандр греется на Солнце. Интересно, как дело реально с терморегуляцией скафандров для выхода в космос обстоит?

    Это не мнение, это факт.
    1. +1
      21 марта 2021 15:16
      В одном из первых номеров журнала "Квант" (кажется, за 1971 год) была статья А.Л. Стасенко "Этот "ужасный" космический холод", где простым языком описывались проблемы обеспечения температурного режима работы аппаратуры на борту космических аппаратов. Профессору Альберту Леонидовичу Стасенко сейчас уже за 80, но он успешно работает в ЦАГИ и преподаёт в МФТИ.
      1. 0
        21 марта 2021 18:10
        Над проблемой «космического холода» я задумался благодаря фантастике, конкретно Хайнлайн «Имею скафандр- готов путешествовать»
        Но раз уж сейчас автор дошёл до темы такого скафандра, решил уточнить.
        Спасибо всем прокомментировавшим эту тему, а автору особенное спасибо за весь цикл.
        1. 0
          21 марта 2021 18:38
          Над проблемой «космического холода» я задумался благодаря фантастике,

          А я школьником статью Стасенко в Кванте прочитал.
          1. -1
            21 марта 2021 23:59
            Я уже позже читал Хайнлайна, во время войны он занимался конструированием высотных скафандров для летчиков, И использовал свой опыт и знания в книжке.
        2. 0
          21 марта 2021 19:48
          Цитата: Avior
          Над проблемой «космического холода»
          Скорее теплового баланса.
          Тело (в смысле не только человеческое, но любой объект) получает энергию в зависимости от оптических свойств и плотности энергии и излучает, опять же от оптических свойств и температуры. Соответственно, если получает больше, чем отдаёт греется. И наоборот.
          В скафандре нагревают (сбрасывают тепло) рабочее тело и сбрасывают его.
        3. 0
          22 марта 2021 03:18
          Цитата: Avior
          «Имею скафандр- готов путешествовать»

          Там вроде как герои замерзали то ли на Титане, то ли на Плутоне, т.е. имели контакт с естественным радиатором.
          1. +1
            22 марта 2021 07:50
            Там есть описание подробностей вначале, когда герой выиграл скафандр и приводил его в порядок
            Даже в наши дни люди рассуждают о «космическом холоде». Но в открытом космосе вакуум, а если бы вакуум был холодным, как бы работал термос? Вакуум это ничто, у него нет температуры. Просто он хороший теплоизолятор.

            http://loveread.ec/read_book.php?id=30771&p=7
            1. 0
              22 марта 2021 08:13
              Цитата: Avior
              Там есть описание подробностей вначале, когда герой выиграл скафандр и приводил его в порядок

              Но и про Плутон там есть:
              Что здесь за вода? Метан? А снег? Твердый аммиак? Под рукой не было таблиц, по которым можно определить, какие вещества принимают какую форму: твердую, жидкую или газообразную — при этом чудовищном холоде «летом» на Плутоне. Я знал только, что зимой здесь так холодно, что не остается ни газов, ни жидкостей — один лишь вакуум, как на Луне.
              Хотя атмосфера, по книге, была на тот момент.
              1. 0
                22 марта 2021 08:27
                Скафандр там был для работы на орбите, то есть к тем условиям не очень то подходил
    2. 0
      21 марта 2021 15:52
      Цитата: Троль
      Это не мнение, это факт
      Факт то факт, а ноги мёрзнут.
      1. 0
        21 марта 2021 17:28
        Мяса много кушаете (из анекдота)
        1. 0
          21 марта 2021 19:51
          Можно применить технологии Новой Гвинеи - подвязать где надо.