ОТ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ МАШИНЫ ЦИОЛКОВСКОГО К ТРЕХСТЕПЕННОМУ ЦЕНТРИФУЖНОМУ СТЕНДУ

© В.А.Голицын, В.М.Евдокимов, В.П.Ситников, В.А.Софин, С.Н.Филипенков, В.А.Шангин
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы космической медицины и биологии"
2007 г.

К. Э. Циолковский (1878), впервые применил «центробежную машину» для медико-биологических исследований и определил во вращении на центрифуге (ЦФ) удовлетворительную переносимость перегрузки до 5 единиц у животных (цыплят) и еще более высокую переносимость, (в несколько десятков единиц), у насекомых. В 1937 году была сделана попытка применить ЦФ для тренировки летчиков в Борисоглебской авиационной школе, а в 1959 году на ЦФ Центрального научно-исследовательского авиационного госпиталя (ЦНИАГ) приступили к тренировкам первого отряда летчиков-космонавтов. Позднее, с 1961 года, космонавты тренировались также на ЦФ научно-производственного предприятия «НПП Звезда» (Барер А. С. и соавт., 1965; Барер А. С., 2001), а с 1971 года на ЦФ Института медико-биологических проблем (Котовская А. Р., 2005). Собственная ЦФ-7 Центра подготовки космонавтов вступила в строй лишь в 1973 г., а шведская ЦФ-18 стала использоваться в РГНИИ ЦПК им. Ю. А. Гагарина с 1981 г. (Киршанов В. Н., 2006). В процессе эксплуатации ЦФ данного поколения возникла потребность в создании более сложного центрифужного стенда с тремя степенями свободы, предназначенного для решения задач сверхманевренной авиации. Усилиями НПП «Звезда» и смежных организаций, с привлечением зарубежных фирм такой стенд начали проектировать в 1985 г. ЛИИ также попытался осуществить модернизацию собственной ЦФ, эксплуатировавшейся с 1963 г. (Голицын В. А., Евдокимов В. М., Мокеев В. Д., 2004). Был создан стенд «Маневр» (1979) и модернизированный стенд «Маневр-2» (1984), а также подготовлен проект стенда «Маневр-3» (1989), который не был реализован (Клочков A.M., 1993; Мокеев В. Д., Филипенков С. Н., 2002). После акционирования НПП «Звезда» в 1994 году проект медицинского исследовательского центра на базе трехстепенной ЦФ австрийской фирмы Austria Metall System Technic (AMST) был передан для строительства в ЛИИ им. М. М. Громова, как в головной государственный научный центр по летным исследованиям и испытаниям (Ситников В. П., Софин В. А., Горин В. В., 2001). Центрифужный стенд на базе ЦФ AMST обеспечивает при радиусе плеча 8 м (градиент нарастания перегрузки до 10 ед./с до максимальной перегрузки в 15 ед.). Кабина стенда имеет три степени свободы (вращение, плюс управление по крену и тангажу). Предусмотрено два варианта управления ЦФ, а именно: автоматический (по заданному профилю перегрузки от управляющей ЭВМ) и интерактивный (самим оператором с помощью органов управления из кабины). ЦФ обладает высоким уровнем автоматизации режимов управления, сбора и отображения технической и медицинской информации (17 физиологических показателей), что позволяет моделировать динамические режимы полета современных высокоманевренных самолетов с достаточной степенью подобия при высокой степени безопасности проведения физиологических экспериментов с включением в контур управления ЦФ испытателей-добровольцев и летчиков-испытателей. Предусмотрены возможности оперативного изменения программы моделирования полета, интерьера кабины и быстро меняющейся «закабинной» обстановки, что важно при изучении проблем потери сознания и дезориентации при перегрузке. Это обстоятельство превращает динамический стенд в полноценный тренажер для самых различных ЛА с реальным воздействием на человека-оператора большинства факторов полета. Актуальность проблемы действия перегрузок на человека в XXI веке не уменьшилась, а, наоборот, возросла, поэтому новый динамический стенд целесообразно использовать для решения следующих задач: 1) профессионального отбора и врачебно-медицинской экспертизы летчиков, а также регулярной тренировки для повышения устойчивости летчиков-испытателей к высоким перегрузкам; 2) в научных исследованиях, направленных на повышение переносимости перегрузок маневра, а так же на создание и отработку более эффективных противоперегрузочных систем; 3) в прикладных эргономических и физиологических исследованиях по разработке интерьера кабин высокоманевренных самолетов, оценке рациональной компоновки приборной доски, размещения пультов и органов управления; отработке систем управления самолетов на самых ранних этапах проектирования; определению оптимального угла наклона спинки кресла для минимизации влияния пилотажных перегрузок и др. Таким образом, идеи К.Э. Циолковского по использованию ЦФ в медико-биологических исследованиях по-прежнему остаются востребованными.