Застежка «Молния» на космических скафандрах

В последнее время, среди производителей космических скафандров начался бум на применение герметичных застежек «молния» под лозунгом «современно, технологично, удобно».
Однако, такой способ герметизации далеко не нов, а американцы применяли гермомолнию еще в полетах на КК «Меркурий» и даже успели слетать «с молнией» на Луну. Тем не менее, после триумфальных полетов на Луну, американцы отказались от такого решения в выходных скафандрах, а СК EMU снабдили жестким гермозамком.
Один из моих подписчиков просил подробней рассказать о гермомолнии в скафандрах, но рассматривать этот вопрос отдельно от остальных типов герметизации СК было бы не совсем корректно. В этой статье я расскажу о трех основных типах герметизации скафандра, плюсах и минусах каждого решения и ситуациях, в которых оптимален тот или иной тип герметизации СК.
Виды герметизации скафандров
1 Распах из прорезиненной гермооболочки по типу аппендикса.


Самым простым способом герметизации скафандра является так называемый распах, выполненный по типу аппендикса. Распах напоминает собой вытянутый широкий рукав в гермооболочке СК (является единым целым с гермооболочкой). Через распах осуществляется надевание скафандра. Затем распах скручивается и обматывается двумя резиновыми жгутами, обеспечивая надежную герметизацию.

Распах скафандра
Преимущество распаха: это самый простой с технологической точки зрения способ герметизации внутренней оболочки СК. Единственная возможная «поломка», это разрыв или потеря резиновых жгутов, но т.к. жгуты дублируются и в крайнем случае их можно заменить подручной тесьмой, такой способ является достаточно надежным.
Недостатки распаха: недостаток такого способа заключается в наличии аппендикса из прорезиненной ткани, который скрывается под внешней (защитной) оболочкой скафандра (заправляется), что требует наличия дополнительного места и может создавать складки, вызывающие неудобство при эксплуатации СК.
Применение распаха: такой тип герметизации применяется только на скафандрах «мягкого типа». В настоящее время, скафандры «мягкого типа» используются в качестве спасательных (пр. Сокол-КВ2).
2 Гермозамок.


Принцип такого способа герметизации скафандра заключается в наличии двух частей скафандра, имеющих соединительные разъемы основного и ответного гермокольца с резиновым клапаном и замком фиксации. Состыковываясь с ответной частью, замки фиксации надежно соединяют обе части скафандра (пр. штанины и верхняя часть в скафандре EMU, шлем и кираса в скафандрах EMU и A7L, а резиновый клапан обеспечивает высокую степень герметизации. Такой же принцип замков используется в гермодверце скафандра и в узлах подсоединения гермоперчаток (пр. СК «Орлан»), поэтому, я решил объединить оба типа в фокусе разновидности замков.





Преимущества гермозамков: высокая степень надежности и герметизации, простота фиксации.
Недостатки гермозамков: технологически сложная и громоздкая конструкция. Может вызывать эргономические неудобства как во время надевания, так и при эксплуатации в рабочем режиме, т.к. такие замки придают дополнительный вес скафандру. В случае конструктивных ошибок, имеется риск отсоединения замка и разгерметизации СК, как это произошло со скафандром EMU во время разработки, когда в гидролаборатории отлетел ботинок чуть не утопив испытателя (в условиях вакуума это привело бы к смерти).
Применение: в связи с громоздкостью и слабой эргономикой, гермозамки применяются в основном на скафандрах полужесткого типа, где их потенциал раскрывается во всей красе.
Отечественный скафандр «Орлан» снабжен гермозамком входной дверцы на спине СК, которая выполняет функцию ранца СОЖ. По такому же принципу разрабатывается перспективный американский скафандр для Луны. Американский скафандр EMU имеет кольцевой гермозамок, соединяющий верхнюю часть с кирасой и нижнюю с мягкими штанинами.
Как правило, скафандры полужесткого типа применяются для внекарабельной деятельности (выход в открытый космос, либо высадка на другую планету).
Кроме того, гермокольца в сочетании с подшипниками используются при фиксации перчаток. Для повышения надёжности соединения и подстраховки от утечек при проколе перчаток предусматриваются надувные манжеты на запястьях рук.
3 Застежка «молния»

Скафандр для лунной миссии A7L
Такой тип герметизации был применен на скафандрах Navy Mark IV для КК «Меркурий» и A7L по программе «Аполлон» для выхода на лунную поверхность. В настоящее время, гермомолния используется на новейших спасательных скафандрах КК «Драгон» Dragon Spase Suit, а так же на перспективных СК «Сокол-М» и «Сокол-Т (турист)».

Сокол-М


Прототип скафандр "Сокол-Т"
Однако, образцы отечественных СК в настоящее время находятся на этапе разработки и до их применения еще достаточно далеко.
Преимущества
Легкость и простота эксплуатации, удобство.
Недостатки гермомолнии
к сожалению, гермомолния не обеспечивает надежной герметизации скафандра, в связи с чем в рабочем режиме избыточного давления может образовываться стабильная утечка газа, которая требует постоянной компенсации. Именно с этой проблемой столкнулись американцы при полетах на Луну. При разработке СОЖ для СК A7L, пришлось искать золотую середину между снижением времени автономной работы за счет дополнительного расхода газа на компенсацию утечки и увеличением веса СОЖ для более длительной работы на поверхности Луны. Кроме того, конструкция гермомолнии не ремонтнопригодна «в полевых условиях» и сохраняет потенциальный риск ее расхождения в непредусмотренном месте даже при надежной фиксации бегунка во время штатной эксплуатации.
Особенности гермомолнии: это выглядит смешно, но изготовление гермомолнии достаточно сложная технология не освоенная отечественной промышленностью (о чем косвенно говорит отсутствие в эксплуатации отечественных СК с гермомолнией). Для повышения герметичности, между внутренней стороной гермомолнии и внутренней оболочкой имеется дополнительный прорезиненный язычек, который плотно прилегает к молнии. По мере создания избыточного давления, внутренняя оболочка начинает прижимать язычок к молнии, тем самым повышая ее герметичность.
Применение гермомолнии: Практическое применение гермомолнии в СК A7L (PGA) для выхода на Луну показало свою низкую эффективность в скафандрах с автономной СОЖ, предназначенных для выхода в открытый космос (на данном технологическом этапе развития).
В то же время, применение гермомолнии на спасательных скафандрах, напротив, выглядит достаточно привлекательной идеей. Это связанно с тем, что спасательные СК находятся в рабочем режиме только во время предполетной подготовки (кратковременно), тренировок (чаще) и реальных аварийных ситуаций, число которых за всю историю пилотируемой космонавтики можно сосчитать на пальцах одной руки.
В таких условиях простота одевания и эргономический комфорт во время эксплуатации СК многократно превосходят недостаток возможной утечки кислорода в случае аварийной ситуации. Во-первых, время аварийной работы спасательного СК значительно меньше, чем при выходе в открытый космос и ограничивается временем вхождения в плотные слои атмосферы (от нескольких минут до нескольких часов). Во-вторых, кратковременная работа СК не приведет к большой утечке, что так же не требует существенного повышения объемов резервного кислорода бортовой СОЖ, вес которой никаким образом не влияет на работоспособность самого космонавта.

https://zen.yandex.r…4e2c0853a6