РОЛЬ К. Э. ЦИОЛКОВСКОГО В СТИМУЛИРОВАНИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКИХ РАБОТ ПО АВИАЦИОННЫМ И КОСМИЧЕСКИМ СКАФАНДРАМ
© С.Н.Филипенков
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы космической медицины и биологии"
2008 г.
Предложения К.Э. Циолковского по методам использования скафандра подобного водолазному в космических полетах были опубликованы в работе «Вне Земли» в 1918—1920 годах. Однако сложность быстрого решения технических проблем скафандростроения была тогда под силу лишь передовым в промышленном отношении странам — Великобритании и США. Именно американскому летчику — Марку Риджу совместно с английским физиологом Джоном Холдэном удалось первыми испытать такой костюм в барокамере на высоте 25 км в 1934 г., а американский летчик — Вилли Пост первым применил высотный скафандр в полете на самолете на высоте 14 км. Первый в России высотный скафандр «Ч-1» (1931 г.) был спроектирован и изготовлен на три года раньше, чем в Великобритании, по личной инициативе инженера Евгения Ефимовича Чертовского, бывшего сотрудником авиа-медицинского отдела ленинградского НИИ Гражданской авиации. Но, в скафандре «Ч-1» было невозможно работать при избыточном давлении выше окружающего атмосферного давления, создаваемом под герметической оболочкой этого изолирующего средства защиты при подъеме на высоту более 10 км. Конструктор провел последовательную модификацию скафандра от «Ч-1» до «Ч-3», прежде чем его использовал летчик С. М. Коробов в первом в СССР летном испытании скафандра на тяжелом бомбардировщике ТБ-3 — 19 мая 1937 г. Выявленные недостатки устранялись лабораторной доработкой скафандров, вплоть до версии «Ч-7» (1940).
Появление в 1936 году фильма «Космический рейс» вызвало интерес молодых инженеров ЦАГИ к высотным скафандрам. Фильм сопровождался грандиозным успехом благодаря продуманной постановке эффектов космического полета и детальным консультациям К.Э. Циолковского. Еще в июне—октябре 1933 года основоположник теоретической космонавтики активно участвовал в создании сценария и разработал «альбом космических путешествий» в виде эскизов для художников и подписей к рисункам для постановщиков, которые приезжали к нему в Калугу. Он же давал (до 1935 г.) консультации по плану полетов людей за атмосферу Земли и распространения по Солнечной системе, включая эпизоды полета и высадки на Луну. Следует отметить, что кабину ракетоплана «СССР-1» для фильма проектировал известный летчик — М. М. Громов, ставший в 1941 году начальником Летно-исследовательского института (ЛИИ). В силу столь глубокого проникновения в тему, именно в этом фильме были впервые наглядно имитированы такие спецэффекты как ракетный старт, невесомость и прогулка в скафандрах прыжками по Луне при пониженном до 1/6 от земного уровня тяготении. Вдохновленные новаторскими идеями К.Э. Циолковского и казавшейся тогда очень близкой перспективой завоевания космических высот, завершающейся высадкой человека на другое небесное тело (Луну) молодые инженеры ЦАГИ, только что закончившие московские институты, взялись за НИОКР по авиационным скафандрам. Именно с 1936 года высотные скафандры стали проектироваться в ЦАГИ под руководством Александра Ивановича Бойко (конструкция оболочки скафандра), Андрея Ивановича Хромушкина (разработка системы жизнеобеспечения для скафандров) и Николая Григорьевича Усачева (испытания в барокамере и отработка комплекта оборудования для системы жизнеобеспечения и скафандра на борту самолета). Работы были поддержаны летно-испытательным отделом №8 и руководством ЦАГИ, прежде всего, в целях обеспечения рекордных по высоте полетов на самолетах, не имеющих герметических кабин. Испытания было решено проводить на базе термобарокамеры «ТБК-1» и создававшейся при ней высотной лаборатории. Тренировки летного состава с моделированием полета на высоте 14—15 км при отрицательных температурах до -60°С, специально, для подготовки к полетам в скафандрах широко развернулись после ввода в строй «ТБК-1» и завершения строительства корпуса высотной лаборатории в 1939 г. В итоге, ЦАГИ стал головным научным авиационным институтом, который накануне 2-ой мировой войны вел исследования по теме создания боевых скафандров для военной авиации. Кроме того, ЦАГИ в 1938-1940 годы провел летные испытания скафандров «ЦАГИ-4», «ЦАГИ-5» и «ЦАГИ-8» на бомбардировщиках (СБ-3, ТБ-3), самолете разведчике Р-5 и истребителе И-153. В предвоенный период основной вклад в создание кислородного оборудования для скафандров внесли специалисты высотной лаборатории Н. Г. Усачев, А. И. Хромушкин; а в исследование вариантов гермокабин и систем кондиционирования к ним выполнили М. С. Егоров, А. М. Гершкович, Н. Г. Усачев. Однако, в начале войны «ТБК-1» была эвакуирована вместе с инженерно-техническим составом в Новосибирск, но уже на следующий год «ТБК-1» была возвращена и восстановлена в высотной лаборатории. Всю войну в ней проводили только технические испытания оборудования, связанные с текущими нуждами фронта. Сложные и ответственные физиолого-гигиенические испытания скафандров следующего поколения, а также тренировки в барокамере «ТБК-1» летчиков и парашютистов по работе в скафандрах на высотах 15—20 км были продолжены тем же коллективом лишь после окончания Второй мировой войны, но уже в ЛИИ им. М. М. Громова (в г. Жуковском). В 1946 году для разработки и испытаний скафандров в ЛИИ была воссоздана высотная лаборатория.
За 6 лет работы коллективом высотной лаборатории ЛИИ были созданы четыре высотных спасательных скафандра типа «ВСС ЛИИ-1-4» для стратегической и истребительной авиации (Ту-4 и МиГ-15). Однако в процессе летных испытаний летчиками ЛИИ были выявлены определенные проблемы: потребность в создании дополнительной переносной вентиляционной установки кондиционирования, необходимость переделки рабочего места в кабине под сильно ограниченную скафандром психомоторную зону операторской деятельности; 3) запотевание остекления шлема при низких температурах с использованием специальной смазки, либо внедрением электрообогрева иллюминатора. В результате скафандры не пошли в серийное производство, а изготавливались опытно-конструкторским производством ЛИИ малыми партиями в 10—50 штук для летчиков и парашютистов. Работа по серийному изготовлению авиационных скафандров типа «ВСС-04», «ВСС-04А», «ВСС-04М» и «Воркута» была продолжена А. И Бойко в 1953 году на организованном в октябре 1952 года номерном заводе № 918 МАП СССР (с 1994 г. — открытое акционерное общество научно-производственное предприятие «НПП Звезда»). Из ЛИИ на это предприятие были переведены С. М. Алексеев (первый главный конструктор «Звезды»), А. М. Гершкович (ведущий конструктор «Звезды»), А. С. Повицкий (заместитель главного конструктора «Звезды») и др. Хромушкин и Усачев остались работать над конструкцией герметических кабин и систем кондиционирования воздуха в высотной лаборатории ЛИИ под руководством лауреата государственной премии, к. т. н. — М. С. Егорова. Они периодически привлекались к проведению летных испытаний скафандров на базе ЛИИ и других институтов. Например, А. И. Хромушкин в 1962 году обеспечил научно-техническую отработку комплектов защитного снаряжения из высотно-компенсирующего костюма (ВКК), скафандра и бортовой системы СОЖ, предназначавшихся для прыжков с высоты 25485 м из стратостата с герметической кабиной в виде капсулы корабля «Восток». В экипаж стратостата «Волга» входили два парашютиста-испытателя — майор Е. Н. Андреев (катапультировался из кабины в ВКК-3 с последующим затяжным прыжком на парашюте) и полковник П. И. Долгов (спустился на Землю после автоматического раскрытия парашюта в момент выхода из кабины стратостата, но погиб от острой гипоксии из-за разгерметизации гермошлема скафандра.
Приведенные данные свидетельствуют о большом вкладе сотрудников ЦАГИ ЛИИ, НПП «Звезда» и других коллективов в разработку авиационных и космических скафандров.