Установка для перемещения и маневрирования космонавта
Установка для перемещения и маневрирования космонавта (УПМК) — система, позволяющая космонавту перемещаться в невесомости вне космического корабля.
Известно о разработках следующих УПМК:
- УПМК, разработанная для программы «Восход» (использование со скафандром «Ястреб») и затем для военной орбитальной станции «Алмаз» (не использовалась).
- УПМК 21КС — разработанная для выходов в космос с борта орбитальной космической станции «Мир». Использовалась космонавтами А. А. Серебровым и А. С. Викторенко в выходах 1-го и 5-го февраля 1990 года.
- Американский «Пилотируемый маневрирующий модуль» (англ. Manned Maneuvering Unit), испытанный во время полётов шаттлов в 1984 году.
- HHMU — ручное реактивное устройство «самострел» (англ. zip gun),представляет собой пистолет, выбрасывающий газовую струю (газ подается через шланг от кислородной системы скафандра), использовалось американскими астронавтами на кораблях «Джемини».
Конструкция и принцип действия [1]Править
Установка УПМК 21КС - позволяет космонавту в скафандре "Орлан-ДМА" перемещаться с 6-ю степенями свободы. Она разработана с учетом особенностей конструкции полужесткого скафандра "Орлан-ДМА" с использованием преимущества его схемы. Выполнена установка маневрирования в виде ранца. На Земле с таким «ранцем» не сдвинуться с места — ведь его масса 218 кг. Но в космосе такой проблемы нет, здесь нужно решить другую задачу: надежно зафиксировать скафандр в установке. С этой целью сконструирован специальный жесткий пояс — шпангоут. В его надежных объятиях и находится космонавт. Два боковых штыря со сферическими головками, а также замок, закрепленные в шпангоуте, обеспечивают надежную фиксацию. К шпангоуту прикреплены поворотные телескопические штанги, на концах которых расположены пульты управления. Поворотными штанги сделаны для того, чтобы обеспечить два положения пультов: рабочее (при пилотировании) и транспортное (при хранении установки на борту). А телескопическими — для того, чтобы космонавт мог подогнать под себя расположение пультов.
Рабочим телом для 32 реактивных двигателей служит воздух. Необходимо отметить, что для надежности все основные элементы установки продублированы. Поэтому и система исполнительных органов для движения в космосе состоит из двух полукомплектов. В состав каждого входит 28-литровый баллон со сжатым воздухом, максимальное давление в котором 350 кгс/см2. Подавая команду с помощью тумблера на пульте, космонавт открывает электропневмоклапан, и воздух устремляется в трубопровод. Однако давление в баллоне слишком велико для пневмосистемы, а потому воздух проходит сначала через редуктор, понижающий давление до 12,5 кгс/см2. Вот теперь газ поступает в 16 реактивных микродвигателей с номинальной тягой по 0,5 кг. Они расположены по углам «ранца» и в зависимости от направления истекающей воздушной струи могут двигать его по прямой или закручивать. Система устроена так, что сначала работает один полукомплект. Когда давление в его баллоне падает до 110 кгс/см2, он отключается. Теперь настает очередь второго полукомплекта. В его баллоне воздух может быть израсходован полностью. Космонавту нет необходимости следить за тем, сколько воздуха осталось. Давление 110 кгс/см2 выбрано из того условия, чтобы можно было вернуться на корабль при максимальном стометровом удалении от него.
Оба полукомплекта связаны между собой клапаном перепуска, который позволяет в случае отказа редуктора или микродвигателей одного полукомплекта перепустить воздух в другой полукомплект.
На внешней поверхности ранца расположены навигационные огни и фара. Все системы питаются энергией основного и резервного серебряно-цинковых аккумуляторов с напряжением 27 В. Радиотелеметрическая система служит для сбора информации с датчиков, ее обработки, передачи на базовый блок и далее транзитом с помощью бортовых средств на Землю. Система регистрирует около 100 параметров, позволяющих полностью контролировать работу установки. Для повышения надежности все параметры скафандра и установки маневрирования передаются радиотелеметрической системой одновременно, обмен информацией осуществляется по электрокабелю, соединяющему установку со скафандром. По нему же скафандр обеспечивается резервным электропитанием.
Скафандр этот принадлежит к так называемым полужестким. Его отличительная черта — жесткая кираса, выполненная заодно со шлемом и ранцевой системой жизнеобеспечения рукава и «брюки», как и раньше, мягкие. Ранец служит одновременно и крышкой входного люка, при его закрытии автоматически осуществляется герметизация.
Новый скафандр, получивший название «Орлан», прекрасно зарекомендовал себя. На похожую конструкцию перешли позднее и американцы. За 12 лет, прошедших с момента первого применения «Орлана», наши инженеры разработали четыре его модификации. Последняя («Орлан-ДМА») отличается полной автономностью, его системы функционируют без связи с бортом в течение 6 часов. Это достигается за счет дополнительного блока, в котором размещены источник питания, радиостанция, система телеметрических измерений и баллон с кислородом. Кроме того, в последней модификации «брюки» можно отсоединять от кирасы и поменять на другой размер. Улучшена и конструкция рукавов — они стали съемными. Перчатки сделаны более прочными и износостойкими, а если они все же порвутся, то в рукаве раздуется специальная аварийная манжета, которая сохранит герметичность скафандра.
Космонавты Серебров и Викторенко, полностью выполнив программу испытаний установки 21КС, высоко оценили ее технические достоинства.
Американский пилотируемый маневрирующий модульПравить
Пилотируемый маневрирующий модуль (MMU) был разработан НАСА и тестировался в трёх полётах космических кораблей типа «шаттл» в течение 1984 года. После катастрофы «Челленджера» был выполнен пересмотр многих аспектов влияющих на безопасность астронавтов. Применение MMU было признано слишком рискованным, а их дальнейшая эксплуатация прекращена.