古代人穿上动物皮,为扩大人类物种奠定了基础。 一个人没有花费数百万年的时间在身体的进化变化上,而是开始使用设备在不利条件下生存。 事实证明这种方法是成功的-人们能够在20世纪潜入水中,飞向空中并进入太空。 现在,对于最恶劣的条件,宇航服可能是最先进的“衣服”,已经走了很长一段路。

从幻想到现实
顺理成章的是,第一套太空服出现在科幻小说中,比人类飞入太空还要早63年。 1898年,天文学家,大众传播家和作家加勒特·服务社(Garrett Service)为《纽约日报》写了《威尔斯世界大战-爱迪生对火星的征服》的续篇。 根据剧情,地球人建造了宇宙飞船,并向积极的火星人发起反击。 为了在太空中服务地球上的飞船,需要“密封服”。
书中的插图“爱迪生对火星的征服”不幸的是,加勒特在潜水服的描述中犯了几个非常常见的错误-该设计基于柔软的潜水服,并且没有考虑真空的真实物理原理。
人物巴克·罗杰斯(Buck Rogers)于1929年发明,还穿着西服,隐约让人想起潜水服。 有趣的是,后来在Apollo西装中使用了完全透明的头盔的概念-气密(内部)头盔的头部后部只有一小层织物。
左边是巴克·罗杰斯(Buck Rogers)原始人物的现代复制品,右边是阿波罗(Apollo)西装装甲车不是昨天才发明的。 早在上世纪30年代,尽管完全缺乏现实主义,小说杂志还是描绘了几乎裸女在真空中飞行。

1936年,电影《太空飞行》在苏联银幕上放映,其顾问是齐奥尔科夫斯基本人。 但是即使在这里,在登月服中,也很容易猜到潜水服的后代。
电影《太空飞行》的镜框罗伯特·海因莱恩(Robert Heinlein)似乎对小说中的太空服进行了第一个现实描述。 他在“我有一件太空服,我已经准备好旅行了”中,描述了一种带有铰链的太空服,该铰链不会在真空中膨胀,可能的生命支持系统和温度调节系统也不会膨胀。 但是海因莱因曾担任航空工程师并从事高空西装,因此从某种意义上说,现实已经超越了科幻小说。
水下和空中
从历史上看,宇航服是从“潜水服”->“航空高空服”->“宇航服”开始的。
人类在19世纪初开始在水下工作。 相对简单的技术-橡胶浸透的织物和表面上的气泵可以制造出成熟的西服,从而在水中长期有效地停留。 在开发过程中,潜水服甚至像西服一样分为硬性和软性,但这是一个错误的类比。 事实是,随着深度的增加,压力会增加,一种坚硬的潜水服可以防止这种情况发生,而一种柔软的潜水服则不能。 宇航服在外部真空条件下工作,而它们的类似分隔是由于完全不同的原因造成的。
航空在30年代积极发展,席卷了新的领域。 增加了速度,范围和高度。 事实证明,在没有附加设备的情况下,飞行员的问题已经在大约4.5 km的海拔高度开始出现-大气压力下降和局部(个人)氧气压力下降导致缺氧和控制设备的能力下降。 氧气面罩允许升高得更高,但是计算表明,从15公里开始,肺部释放的二氧化碳压力将超过环境压力,无法呼吸,而在19公里以上,所有生物液体将开始在体内沸腾。 人们需要一种服装,不仅要提供透气的空气,还要提供压力,使身体能够生存和运转。 利用潜水服的成就这一想法很明显,因此,在30年代的照片中,高空服具有相同的安全帽和衬衫衬衫。
威利在国家航空航天博物馆张贴高海拔服装航空先驱威利邮报(Wiley Post)于1935年穿着由Goodrich Company的Russell Collie参与设计的太空服,成功攀登了
约 15公里。
但是工程师们在等待新的惊喜。 潜水服在外部压力随深度增加而增加的情况下工作。 高处它减少了,服饰开始膨胀。 我必须提出恒定体积的特殊关节,以便您可以弯曲手臂。 最早这样做的是在苏联,由切尔托夫斯基(E.E. Chertovsky)领导的一个工程小组自1931年以来一直在开发高层西装。 两个版本都不完整,无法在实际条件下进行测试,但是第三个版本Ch-3被1架TB-3轰炸机进行了
检查 ,1937年爬升了7-10公里。 这项工作一直进行到1940年,在新的修改中,发现的问题逐渐得以解决-在Ch-5(1938年)中,戴上手套就可以完全工作。
西服第六章(1939)同时,自1937年以来,在中央空气流体动力学研究所(TsAGI)进行了航天服的制造工作。 根据结果,SK-4太空服于1938年在飞行中进行了测试,开发了新版本,在SK-7(1940年)中,他们设法消除了挡风玻璃上的雾气。 甚至进行了实验性的高空跳伞。
测试工程师Ya.M. 套装SK-5的麦芽机最有可能的是,“太空服”一词的含义扩展恰恰是指这一时期。 它起源于希腊语,字面意思是“人船”,在本世纪初属于潜水服。 今天,它们被称为“太空服”,但现在不加修饰的词意味着更多的太空技术。
第二次世界大战的爆发并没有完全阻止太空服的发展,但是没有一个国家取得了很大的成功。
天生的必要
在第二次世界大战结束时出现的喷气式飞机在战后时期开始飞速发展。 汽车飞得更高,并发现了一个不愉快的问题-飞机的驾驶舱可以被密封并保持其中的超压,但是如果突然降压,飞行员就没有生存的机会。 我必须开发高海拔西装。 在海洋的两边,工程问题都得到了简单解决:飞行员的身体被充气袋挤压,在第二套西服中,沿着四肢连接的管子用八字形的缎带相连。 在减压的情况下,将空气供应到试管,它们膨胀,并且胶带将飞行员的身体拉在一起。 在他的头上有一个紧身头盔,在压力下向其中供应氧气。
压力室中已充气的高度补偿服。 压力对应于19 km的高度,水在体温下沸腾这个想法原来是行得通的,但只有在紧急情况下才能奏效-感觉不舒服,您不能挤压整个身体,并且仍然存在因血压下降而突然失去意识的风险。 在管子和充气袋的组合中发现了部分解决方案,这进一步挤压了身体,例如,在美国,MC-3套装在航空中长期成功使用,并且只需很少的改动就可以在平流器上进行实验性高空飞行并从其跳下。 在这样的套装中,压力室中的测试人员可以在几乎完全真空的条件下工作,但这还不足以完成所有任务:当出现甚至更快,更高高度的飞机(X-15或SR-71火箭发射器)时,飞行员的设备也必须受到保护,避免极端温度和高速喷射时的空气压力,这种高海拔补偿服无法应付。 因此,工程师和飞行员都认为高海拔补偿服或西服更适合军用航空(历史证明,这两种选择都被使用),因此提倡为火箭飞机和太空服。
在苏联,战后,飞行研究所即时通讯。 格罗莫娃(Gromova)创造了BCC-01、02、03、04宇航服,并于1952年在航空工业部中央仓库的第一制造企业的基础上组建了918号试点工厂,专门从事弹射座椅,空中加油系统和宇航服的生产。带有NPP Zvezda的名称。 早在1953年,就已经创建了高空宇航服VSS-05,VS-06。
BCC-04,照片NPP Zvezda在1950年代,该厂又开发了几种型号,包括用于Su-9拦截器的Vorkuta太空服(首席设计师A.I. Boyko)。 它是以航空的小系列生产的,当1959年开始开发用于太空飞行的太空服时,正是沃库塔(Vorkuta)担任了基本模型。 它的功能是两层-动力和气密性,而不是以前模型中的一种涂橡胶织物。 这样就可以使用更合适的材料-拉夫桑用于动力层,海绵和橡胶板用于气密层。 但是总的来说,在第一次历史飞行中,尤里·阿列克谢维奇·加加林(Yuri Alekseevich Gagarin)
上已经穿了八层衣服-内衣,三层隔热服,其中一层是通风系统,太空服衬里,气密层,动力层和橙色上壳,以供宇航员使用着陆后更容易注意到。 另一个功能是在降压过程中自动撞击头盔的系统。
宇航博物馆的太空服SK-1对于Vostok船,还考虑到女性解剖学的特殊性,为女航天员开发了SK-2太空服。
在美国,一些组织开发了太空服。 对于第一艘“水星”号航天器,美国宇航局选择了Mark IV服,这是美国海军长期工作的成果。 它是由Goodrich生产的(请记住上面30年代的实验,它已经在这一领域工作了几十年)。 该航天服已成功用于F-4,F-6,F-8,A-5飞机的高空飞行,并于1959年创下F-4升空30公里的纪录。 在太空计划中,太空服进行了一些改动-外壳和靴子的深灰色被闪亮的颜色代替,以确保热条件,将生命支持系统切换到闭环状态,对手套进行了修改以使其更易于按下按钮,并添加了医疗遥测连接器。 与Mark IV不同,Mercury服装是量身定制的,因此可以拆卸皮带以使其合身。 对于NASA计划,他订购了21套太空服,每套三件,送给宇航员。
宇航员戈登·库珀在太空服首批太空飞船的太空飞船创造了一种新型的太空服-救援(英语中的IVA)太空服。 这种套装并非设计用于进入太空或在月球表面工作,它是在发射,着陆或对接之前穿着的,可以在航天器降压的情况下提供保护。
进入太空
工程师必须解决的下一个任务是为外太空工作创造一套太空服。 在苏联,以SK-1为基础:为了提高可靠性,增加了第二个密封层,在头盔中安装了防晒霜,用多层隔热材料代替了橙色织物的顶层,并再次打开了封闭式生命支持系统-呼出的空气倾倒在了船外。 “金鹰”这一名称标志着命名苏联和俄罗斯宇航服以纪念猛禽的传统的开始。 不是没有问题,而是总体上成功了,阿列克谢·列昂诺夫成为第一个进入太空的人。
历史上的首次轮船活动随后,对于首批联盟号战舰上的VVD,使用了Hawk太空服,同时考虑了对Golden Eagle的评论。
在美国,太空服被用作基地,该装备被用于X-15火箭飞机计划,并由美国空军订购。 从设计上讲,它与苏联的区别不大,还有一个橡胶密封层,一个特殊的Link-net织物的动力层,几层尼龙和Nomex织物的外层(间位芳纶,可承受高达400°C的高温)。
埃德·怀特(Ed White),第一个太空行走的美国人一个有趣的功能是,双子座太空服发布了多个版本-原始的G3C,G4C VKD版本,无需G5C VKD即可长期飞行的软头盔修改,并且在Apollo计划开始时也使用了该套装,索引为A1C。
G5c列昂诺夫(Leonov)和G4C的“金鹰”成为第二种太空服-VKD太空服(英语术语EVA)。
月球漫步
登月服有其自己的特点。 在VKD上,支腿充其量只能用于固定在动臂上,大多数情况下,它们看上去像是“宇宙人”的真实行话。 在天体的表面上,必须主动移动它们,这应该很方便。 因此,海洋两边的月球太空服不再是改装的飞行设备。 最有趣的故事发生在美国,生产内衣的ILC公司在上述“假牙”的竞争中脱颖而出,提供了最方便的解决方案。 秘密在于创新的铰链-波纹状橡胶,用钢丝拧紧,即使在真空中也可以轻松弯曲四肢。 在下面的照片中,它们在左侧可见,在肘部黑色。 航天服进行了现代化改造,A7LB型太空人在颈部和腰带中有额外的关节,以更方便地控制月球车。
A7L太空服在苏联,他们走了另一条路,将半刚性结构命名为“ Krechet”。 苏联着陆计划的一个特点是需要提供机会,以在主舰出问题的情况下向备用舰开5公里。 因此,太空服具有10个小时的更大自治权,并经过了长时间过渡的测试。
在博物馆的“吉尔法尔肯”号上,橙色的设计不是月亮行者,而是看台在第一个实验之后,太空服继续发展。
艾娃
自1973年以来,苏联/俄罗斯一直使用Sokol太空服的改进型。 奇怪的是,他的结构细节与带潜水服的宇航服有关-而不是密封的拉链,他使用了穿宇航服的胸部秋千(在下图中清晰可见)。 它以最小的修改名称“神舟”在中国的太空计划中使用。
猎鹰和神舟在美国,航天飞机上使用了多达三种不同的型号。 在以SEES为名的首批实验飞行中,使用了SR-71侦察机的改良太空服。 然后,当航天飞机宣布运行时,宇航员完全没有穿太空服飞行。 在“挑战者”号灾难发生后,甚至没有从可用组件中组装出太空服,而是一套高空补偿LES服。 在那里没有使用管子和胶带,而是使用了充气袋,并在脖子上充气了一个项圈以密封头盔。 从STS-65开始,LES被大卫·克拉克公司(David Clark Company)开发的ACES套装所取代,并且是双子座和SR-71套装的直接后代。
从左到右SEES,LES,ACESEVA
VCD的新模型还解决了创建通用设计的问题,该设计可以供不同的人使用,从而不必每次都携带新的太空服到轨道站。 在海洋的这一侧使用了Orlan太空服。 它是半刚性结构(躯干-刚性胸甲),太空服后面有门(“吉尔法尔肯”号的遗留物)。 自1977年以来,太空服已实现现代化,安装在其中变得越来越方便,并且您可以工作更长的时间。 宇航员使用相同的太空服,只带上手套。 中国首先获得了成品鹰,然后发展了最小的飞天。
从左到右,奥兰和飞天在美国,他们还创造了一种半刚性的EMU太空服,但它分成了很多部分-躯干的上部,下部,四肢,头盔,背包。 通过为特定宇航员选择合适尺寸的组件来确保多功能性。 下图是80年代航天飞机的“黄金时间”的典型照片,当人们穿着没有皮带的航天服飞行时,仍被认为是可以接受的风险。

关于谁的西装更好的争论可能会持续很长时间,但收效甚微,两种模式各有利弊。 例如,“ Orlan”较轻,但使用寿命较短(EMU在25 AEC之后返回地面进行维修,“ Orlan”在12 AEC后被扔掉)。
新船
在创造新的载人飞船方面的积极工作催生了新型的太空服。 有传言说,在为船员龙制作服装时,主要要求是宇航服“看起来很酷”。 从发布的照片来看,事实证明它看起来很时尚。

波音飞船的模型看起来比较宽松,但是,例如,使用柔软的头盔可能会更方便。

最近,出现了猎户座飞船的航天服和阿耳emi弥斯的月球计划。
OCSS IVA宇航服是航天飞机上使用的ACES的发展,而xEMU EVA模型将EMU模块化与Apollo宇航服的经验相结合,因为它将设计用于太空行走和月球行走。
去年夏天,我们推出了IVA太空服“ Sokol-M”,其主要区别是密封的闪电而不是耕作。现在,它的磨损速度可以提高一倍,并且开发人员保证新模型至少可以使用10次。
Sokol-M在MAKS-2019前景展望
宇航服的工作不会停止,现在工程师正在尝试各种设计。对飞机高度补偿服的创造性思考是压接服。在这些组织中,组织直接邻接人体并提供呼吸所需的压力。从理论上讲,这样的衣服应该更容易,更方便,但是要均匀地压缩整个身体并确保没有疼痛和瘀伤是非常困难的。长时间戴上和脱下也很困难。正在积极开发Bio-Suit模型,并在压力差增加的情况下逐步对其进行测试。
生物套装ILC Dover提供了两种型号来代替EMU。最坚固的Mark III的优点是可以立即佩戴,而无需呼吸氧气数小时,可以从血液中清除氮气。不仅为太空行走,而且为在其他天体中行走也开发了一种完全柔软的I-Suit。
从左到右:I-SuitNASA 马克III,设计 Z系列太空服,其压力也很高。这些模型的一个有趣特征是凸面头盔,可以提高可见度,并且可以像“ Orlan”一样从背面进入。
Z-1和Z-2从后部进入对于Suitport概念很方便-太空服的背面与流动站相连,实际上消除了特殊的锁定室。
与像ILC Dover或戴维·克拉克公司(David Clark Company)这样从事航天服已有数十年历史的公司同时,新的参与者也进入了市场。例如,Final Frontier Design公司的首席工程师是尼古拉·莫伊谢耶夫(Nikolai Moiseev),他曾在Zvezda研究与生产企业工作多年,今年,他在加拿大航天局测试了原型太空服。
结论
理想的太空服已在科幻小说中发明。弗拉基米尔·瓦西里耶夫(Vladimir Vasilyev)的“黑色接力”描述了一套“套装”,其中包括一个微小的力场发生器和一个可以防止真空,温度和辐射的生命支持系统。我把盒子系在皮带上,花了五分钟检查一下它,甚至穿短裤和一件T恤在太空中漫步。但是,在此之前,当然,技术仍然必须发展。教材讲解:为《宇宙,空间,时间》杂志准备的材料。PS一个小广告。本周,我将在11月13日于SQA Days-26在明斯克举行,我将在明斯克天文馆中阅读“太空故事”讲座。