Гермоперчатка для скафандра СК-1
Для многих людей, факт принципиальной возможности нахождения человека в скафандре с оголенными кистями рук в условиях близких к вакууму станет откровеньем, а некоторые воскликнут:
«Быть такого не может!»
Но в литературе, описывающий скафандр СК-1 и СК-2, можно встретить непримечательную фразу
«На кольцах рукава были закреплены также манжеты, герметизирующие скафандр при снятых перчатках».
(Из книги «Космические скафандры России»).
Причем речь идет не о герметизации во время приводнения, а именно в случае разгерметизации кабины КК в условиях близких к вакууму.
Получается, что «быть такое может».
Но чтобы понять, почему и при каких условиях на космических кораблях серии «Восток» рассматривался такой режим космического полета, стоит обратиться к истории создания скафандров и к физиологическим экспериментам, проведенным в Германии, США и СССР на заре высотной авиации и пилотируемой космонавтики.
Скафандры без гермоперчаток
Первые отечественные авиационные скафандры (серии ВСС – ВСС-04А, ВСС-04М, ВСС-05, ВС-06, ВСС-07 (ВКС-1) (1953-1954) гг.), разрабатываемые заводом № 918 (ныне АО «НПП «Звезда»), конструктивно не предусматривали наличия гермоперчаток. А герметизация СК в области рукавов обеспечивалась надувными манжетами и компенсирующими перчатками, что было допустимо при полетах на высотах до 20–30 км.
Первым авиационным скафандром с полноценными гермоперчатками в 1957 году стал СИ-3М.
Однако, спустя несколько лет, при проектировании скафандра для первого пилотируемого космического полета вновь вернулись к применению надувных манжет для герметизации скафандра. Что на первый взгляд выглядит странно и абсурдно. Но, несмотря на это, имело здравый смысл.
Причины применения герметизирующих манжет на рукавах скафандра СК-1 и СК-2
Первые пилотируемые орбитальные полеты по программам «Восток» не предусматривали снятия скафандра на протяжении всего полета продолжительностью до нескольких суток/ Однако после вывода на орбиту для членов экипажа допускалась возможность поднятия щитка остекления гермошлема и снятие гермоперчаток.
В случае разгерметизации кабины ЛА, в советских скафандрах «СК-1» для Ю.А. Гагарина и «СК-2» для В.Н. Терешковой создавалось избыточное давление порядка 0,25 кгс/см². При падении давления в кабине ЛА до 430 мм рт. ст. (эквивалент высоты 4,5 км)
«замыкались контакты второй группы блока барореле и открывался электроклапан кислородной линии.
Одновременно подавалось напряжение в пиромеханизм закрытия шлема, и он автоматически закрывался».
Одновременно подавалось напряжение в пиромеханизм закрытия шлема, и он автоматически закрывался».
В такой ситуации космонавт мог попросту не успеть надеть перчатки, поэтому аварийную (запасную) герметизацию первых космических скафандров (СК-1; СК-2) в области рук выполняли надувные манжеты, описание которых в литературе приводится достаточно скупо.
Они плотно облегали запястье космонавта. Но кисти рук оставались при этом оголенными и подвергались воздействию низкого атмосферного давления, близкого к условиям вакуума.
Надувные манжеты для рукавов скафандра СК-1
Влияние низкого атмосферного давления, близкого к условиям вакуума, на кисти рук, оказавшихся без гермоперчаток.
Риск такой ситуации был крайне мал. Но с началом эры высотных и космических полетов, его не исключали. И рассматривали этот вариант на полном серьезе. Перед учеными Германии (во время второй мировой войны), а затем СССР и США стояла задача определить влияние разряженной атмосферы на организм человека в целом, для чего в барокамерах были проведены эксперименты с участием подопытных животных, а впоследствии и испытателей.
Что касается конкретно оголенных кистей рук, то для этого проводились специальные эксперименты с участием людей с подъемами на высоты 25–35 км, где барометрическое давление составляет 5–15 мм рт. ст.
В результате этих исследований выяснилось следующее.
Во-первых, в связи с тем, что все тело находится под избыточным давлением 0,25 кгс/см², а кисти – в разряженной атмосфере, то кисти рук в течении нескольких минут начинают сильно отекать и багроветь. Так как кровь выдавливается в зону наименьшего давления (законы физики).
При этом нарушается кровоснабжение в кровеносных сосудах кистей рук. Появляются кровоподтеки и петехии. Человек чувствует боль и онемение. А подвижность в пальцах и лучезапястном суставе быстро ухудшается.
Во-вторых, на высотах более 25 км при внешнем давлении порядка 16 мм рт. ст. и ниже, после первой минуты воздействия разряженной атмосферы возникает высотная эмфизема, что приводит к еще большему отеканию кисти уже после первой минуты нахождения в разряженной атмосфере.
Появляется чувство напряжения кожи и «ломота» в кисти (по воспоминаниям испытателей). После спуска рука оказывается напряженной и холодной на ощупь, капилляры ногтевого ложе переполнялись кровью. А затем их контуры становились смазанными. А ток крови неразличим, возникали парестезии.
Несмотря на это, в течение полутора, максимум двух минут после «взрывной декомпрессии» или быстрого падения давления, у космонавта сохранялась возможность самостоятельно надеть гермоперчатки, хотя пальцы рук не всегда входили в места для пальцев в перчатке. Но даже в таком случае через несколько дней вышеописанные симптомы бесследно исчезают.
Вот что об этом говорит один из ведущих специалистов в области высотной физиологии и медицинских проблем разработки средств защиты и спасения летного состава, д.м.н., профессор, полковник медицинской службы в отставке, испытатель авиационного и космического снаряжения, проработавший более 45 лет в НИИЦ АКМ и ВЭ – Михаил Вячеславович Дворников, участвовавший в семидесятых годах в подъемах на высоту 30 км в барокамере без перчаток, у которого удалось взять интервью:
«Исследования, о которых Вы спрашивали, были проведены.
Они и сейчас имеют важное теоретическое и практическое значение для высотной физиологии и авиационной медицины.
Мне пришлось не только участвовать в разработке и проверке гипотезы, но и лично участвовать в экспериментах.
На 25 км число испытателей было более 10, а на 30 км поднимались пятеро.
Интересный физиологический факт был получен в этих исследованиях. Я специально на эксперимент пошел без компенсирующих перчаток. Отсутствие противодавления на кисти показало, что некомпенсируемое избыточное давление в тканях кистей вполне переносимое.
Кисти были отечны, дискомфорта я не испытывал, нарушений функции в работе пальцев не было.
Примерно на пятой минуте пребывания на высоте 30 км появились признаки локальной парогазовой эмфиземы.
Припухлось кожи, поскрипывание при нажатии на поверхность кисти. Боль отсутствовала.
По мере спуска все явления исчезли. Остаточных явлений на земле не было.
С физиологической точки зрения этот феномен я могу объяснить следующим образом.
Отсутствие противодавления на кисти приводило к депонированию крови и жидких сред в этой области, а тургор кожи частично выполнял функцию средства компенсации избыточного давления в тканях кисти.
Компенсация была неполной, давление в подкожной клетчатке достигло величины эквивалентной высоты 19–20 км, может и больше.
Температура жидкости в этой области тоже могла быть ниже 37 градусов, что и привело к парогазовой эмфиземе, то есть внутритканевому кипению жидкости при температуре при пониженном давлении».
Они и сейчас имеют важное теоретическое и практическое значение для высотной физиологии и авиационной медицины.
Мне пришлось не только участвовать в разработке и проверке гипотезы, но и лично участвовать в экспериментах.
На 25 км число испытателей было более 10, а на 30 км поднимались пятеро.
Интересный физиологический факт был получен в этих исследованиях. Я специально на эксперимент пошел без компенсирующих перчаток. Отсутствие противодавления на кисти показало, что некомпенсируемое избыточное давление в тканях кистей вполне переносимое.
Кисти были отечны, дискомфорта я не испытывал, нарушений функции в работе пальцев не было.
Примерно на пятой минуте пребывания на высоте 30 км появились признаки локальной парогазовой эмфиземы.
Припухлось кожи, поскрипывание при нажатии на поверхность кисти. Боль отсутствовала.
По мере спуска все явления исчезли. Остаточных явлений на земле не было.
С физиологической точки зрения этот феномен я могу объяснить следующим образом.
Отсутствие противодавления на кисти приводило к депонированию крови и жидких сред в этой области, а тургор кожи частично выполнял функцию средства компенсации избыточного давления в тканях кисти.
Компенсация была неполной, давление в подкожной клетчатке достигло величины эквивалентной высоты 19–20 км, может и больше.
Температура жидкости в этой области тоже могла быть ниже 37 градусов, что и привело к парогазовой эмфиземе, то есть внутритканевому кипению жидкости при температуре при пониженном давлении».
В инструкции для космонавтов имелся отдельный параграф, в котором указывалось, что, в случае разгерметизации кабины на высотах до 30 км и выше, при отсутствии на руках космонавта герметичных перчаток скафандра он должен был одеть перчатки в течение первых двух минут после разгерметизации кабины КК.
В настоящее время вышеописанная проблема утратила свою актуальность в связи с высокой надежностью герметичности КК и обязательным применением спасательного скафандра в герметичном виде на этапах выведения и посадки КК.
Аналогичная попытка применить манжеты была предпринята на скафандре «Орлан-Д».
Однако результат данной идеи крайне противоречив: в доступной литературе не указано то, что скафандр «Орлан-Д» был оснащен надувными манжетами, обеспечивающими защиту космонавта в случае повреждения перчатки скафандра.
Со слов авиационных врачей, принимавших непосредственное участие в разработке СК, они настойчиво предлагали применение манжет, но предложение так и осталось нереализованным.
В то же время один из ведущих конструкторов по разработке «Орлана» настаивает на том, что манжеты все же присутствовали в «Орлане-Д».
Можно предположить, что в случае, если манжеты для СК «Орлан-М» действительно существовали, то применялись по усмотрению космонавта.
Свежие комментарии