Большая энциклопедия техники
Шрифт:
Космические самолеты
Космические самолеты – самолеты, способные передвигаться в космическом пространстве. На сегодняшний день ярким представителем космических самолетов можно считать один из составных элементов космического корабля «Шаттл».
Воздушно-космический самолет «Орбитер» оснащен тремя двигательными установками для вывода на орбиту, системами управления и наведения и теплозащитой, которая необходима для возвращения на Землю.
Космические самолеты могут переносить экипаж и полезный груз. Габаритные размеры самолета не превышают 35 м в длину и 18 м в высоту, при размахе крыльев 23,8 м. Масса не превышает 83 т. Состоит из трех отсеков: отсек экипажа (включающий летную палубу), грузовой отсек (который может содержать космический аппарат, не превышающий 5 м в диаметре и 18 м в длину, массой до 25 т) и кормовой
Система ориентации включает в себя 38 основных и 6 верньерных двигателей, наличие которых обеспечивает точную регулировку положения корабля.
Следует отметить интересный проект, который был реализован американской компанией Scaled Composites LLC. С 1982 г. компания ведет разработки в области создания экспериментальных летательных аппаратов. В начале 2005 г. компания выиграла конкурс Ansari X Prize, условием победы в котором было создание космического корабля, который смог бы дважды за две недели вывести в космическое пространство экипаж из трех человек. Этой компанией был создан пилотируемый суборбитальный космический корабль многоразового использования SpaceShipOne, который и выиграл этот приз. Заданный рубеж в 100 км достигается в несколько этапов, которые выводят корабль на высоту порядка 50 км, остальное расстояние он покрывает за счет инерции. Спуск же с высоты 17 км происходит при использовании принципа планера. Уникальным конструкторским решением стало применение гибридного двигателя, топливом для которого служит полибутадиен и оксид азота. Кабина сделана герметичной с многочисленными иллюминаторами из двухслойного стекла. Воздух подается тройной системой, использующей кислородные баллоны, а углекислый газ удаляется поглощающей системой, что позволяет не использовать скафандры. Продолжением станет SpaceShipTwo, который сможет переносить на своем борту до восьми пассажиров и подниматься на высоту около 140 км. Основная цель создания – космический туризм.
Космический скафандр
Космический скафандр – специальное снаряжение, которое было разработано и предназначено для изоляции человека или животного от внешней, космической, среды.
Составные части снаряжения образуют оболочку, которая непроницаема для компонентов внешней среды и позволяет внутри оболочки поддерживать необходимое давление и обеспечивать воздушное пространство для дыхания живого существа.
Исторически необходимость в создании костюмов, которые могли бы защитить человека от негативных воздействий среды на больших высотах, появилась с первыми полетами человека на летающих аппаратах, поднимающихся на высоту более 6000 км. Поднимаясь выше этой отметки, человек начинает испытывать дискомфортное состояние. Ему становится труднее дышать, так как воздух на этих высотах более разреженный, нежели ниже.
Кроме кислородного голодания, на большой высоте возникает эффект декомпрессии, т. е. пониженное атмосферное давление, а также азот, который содержится в тканях человеческого организма переходит в газообразное состояние, в результате вызывая болезненные ощущения. Эти и многие другие факторы обусловливали необходимость в создании специального костюма, который смог бы нейтрализовать неблагоприятные атмосферные условия.
Первый советский скафандр появился в 1931 г. Он был спроектирован Е. Чертовским и представлял собой герметичный комбинезон со шлемом, в котором имелось стекло для обзора. Воздух в скафандре обеспечивался внутренним наддувом.
Скафандр, по-видимому, не предназначался для проведения работ, так как не имел шарнирных соединений в локтевых и коленных суставах. «Настоящим» скафандром стала третья разработка Чертовского, которая была названа «Ч-3». Эта модель может с полным правом называться первым высотным скафандром в нашей стране.
Помимо Чертовского, разработкой скафандров занималась целая группа инженеров, которые работали в Центральном аэродинамическом институте (ЦАГИ). Возглавляли группу инженеров А. Бойко и А. Хромушкин. Ими было сделано несколько модификаций скафандров, которые обеспечивали большую подвижность рук за счет наличия плечевых шарниров.
Скафандр «СК-ЦАГИ-1», который был разработан и изготовлен за один год (в течение 1937 г.), состоял из двух составных частей: верхней, до пояса, и нижней. Обе части соединялись поясным разъемом. Оболочка скафандра стала двухслойной, что само по себе стало серьезным шагом.
В следующих модификациях была предусмотрена автономная регенерационная система, которая позволяла очищать атмосферу внутри скафандра не только от углекислого газа, но и от паров воды, которые неизбежно образовывались во время дыхания человека. Время работы этой системы составляло около 6 часов в непрерывном режиме. Первые образцы космических скафандров были разработаны в Советском Союзе в конце 50-х гг. XX в. В 1959 г. вышло специальное постановление правительства, которое ознаменовало старт работ по подготовке полетов с целью обеспечения пребывания человека на искусственном спутнике Земли. Американскими учеными в 1969—1972 гг. в ходе работы над лунной программой «Аполлон», были сконструированы специальные герметичные скафандры.
Экспериментальный скафандр состоял из 17 слоев особо прочного материала. Под внешнюю часть скафандра человек надевал спецодежду, которая была полностью пронизана сетью трубочек, обеспечивающих циркуляцию по ним воды. В качестве примера можно привести широко применяемый на сегодняшний день космический скафандр типа «Орлан», первый прототип которого был создан в Советском Союзе для безопасного пребывания и работы в открытом космическом пространстве.
Разработка скафандра осуществлялась в НПП «Звезда», перед специалистами которого была поставлена задача разработки скафандра для советской лунной программы. Первоначально предполагалось два конструктивных решения:
1) мягкий скафандр и навесной ранец;
2) полужесткая конструкция со встроенным ранцем.
К 1969 г. был создан скафандр «Кречет», который основывался на полужесткой схеме. После отказа Советского Союза от своей лунной программы были заморожены исследования в этой области, которые возобновились с началом работ по созданию долговременных орбитальных станций «Салют». Создание первых скафандров типа «Орлан» было обусловлено существенным недостатком, который имели уже существующие скафандры, – они были сугубо индивидуальны. Таким образом, требовалось изготавливать и запускать в космос скафандр для каждого нового члена экипажа, что было неэффективно с точки зрения ограниченных грузоподъемных возможностей кораблей «Союз» и «Прогресс». Полужесткая конструкция «Орлана» позволила сократить фактор индивидуальности до перчаток. Первый выход в космическое пространство в скафандре типа «Орлан» был осуществлен 20 декабря 1977 г. на станции «Салют-6» советскими космонавтами Г. И. Гречкой и Ю. В. Романенко. За свою историю было создано несколько модификаций и усовершенствований. За период с 1977 г. по настоящее время использовалось более 25 комплектов «Орланов» различных модификаций, часть которых сгорела вместе с последней советской станцией «Мир». Хотелось бы отметить, что любое устройство, предназначенное для использования в космическом пространстве и изготовленное по уникальным технологиям с использованием редких конструкционных материалов, невероятно дорого обходится конструкторам. Для справки, современный скафандр американских астронавтов, который по характеристикам близок к самому совершенному «Орлану-М», обходится почти в 15 млн долл. К сожалению, цену отечественного «Орлана» никто не оглашал. На сегодняшний день космические скафандры широко используются в работе космонавтов на МКС при осуществлении «вылазок» за пределы корабля.
Космическое оружие
Космическое оружие – комплекс, включающий в свой состав системы вооружения и космические средства вспомогательного характера различного принципа действия и назначения.
Отдельные системы и средства разрабатываются с целью размещения и применения в космическом пространстве на околопланетных орбитах или орбитах спутников планет. Кроме того, любая система международных мер, приводящих к разрушению космической индустрии некоторой страны, считается космическим оружием, так как подобные мероприятия заставляют страну приостановить свою экспансию в космическое пространство.
Сам термин «космическое оружие» появился в связи с первым проникновением человека в космическое пространство в середине XX в. Этот знаменательный шаг для всего человечества стал очередным этапом в развитии области вооружений. Страны, которые осуществляли запуски своих первых ракет в космос, прекрасно осознавали перспективы развития этой отрасли, которая могла обеспечить существенное преимущество перед возможным противником. Во многом этот факт и привел к возникновению так называемой холодной войны, которая развернулась между США и Советским Союзом. Космическое вооружение, как разрабатываемое, так и реально функционирующее, имеет массу существенных свойств и особенностей.