Стратостаты и парашюты

Стратостаты и парашюты.

         Стратостат, по сути, является аэростатом, его устройство имеет ряд существенных отличий в силу других условий полёта. Плотность воздуха в нижних слоях стратосферы на порядок меньше, а на высотах около 30 км. на 2 порядка меньше, чем на уровне моря, поэтому для создания достаточной аэростатической подъёмной силы объём баллона должен быть достаточно большим и, как правило, превышает 14000 м;, а объём самого крупного баллона составлял 850000 м;. Вследствие сильного расширения газа с высотой на старте баллон имеет сильно вытянутую грушевидную форму. Как правило, баллон стратостата наполняется гелием, в довоенное время в ряде полётов применялся водород, который намного дешевле, но в смеси с воздухом крайне взрывоопасен. Первый в мире стратостат был сконструиро-ван и построен швейцарским учёным Огюстом Пикаром, который планировал использовать его для исследования космических лучей. Стратостат был оборудован сферической герметичной гондолой из алюминия, которая защищала экипаж от непригодных для жизни условий стратосферы. Проектирование и создание гондолы бельгийской организации и была названа FNRS-1. В мае 1931 г. Огюст Пикар и Пауль Кипфер совершили первый в истории полёт в стратосферу из города Аугсбург, Германия, достигнув высоты 15785 м.
В СССР полёты Пикара вызвали большой интерес, и в 1933-1934 г. были построены стратостаты «СССР-1» и «Осоавиахим-1». 30 сентября 1933 «СССР-1» конструкции К. Д. Годунова совершил полёт на высоту 19 км., установив новый мировой рекорд. Вместе с Годуновым стратостат пилотировали Э. К. Бирнбаум и выдающийся советский воздухоплаватель Г. А. Прокофьев.
В января 1934 г. из Кунцева (под Москвой) стартовал «Осоавиахим-1» с экипажем в составе П. Ф. Федосеенко, А. Б. Васенко, И. Д. Усыскин. Это был первый в истории зимний полёт стратостата. После достижения высоты 20,6 км., была потеряна связь с пилотами. Помятая гондола была обнаружена ночью недалеко от Саранска. Полёт завершился катастрофой, всё оборудование было разбито, члены экипажа погибли. Судя по записям в журнале, аппарат достиг высоты 22 км. По официальному заключению, причиной катастрофы стало превышение предельной безопасной высоты полёта для этого аппарата (около 20,5 км.). Скорость падения стала критической, и на высоте около 2 км. произошёл отрыв гондолы от баллона. Члены экипажа награждены орденом Ленина посмертно.
26 июня 1935 стартовал стратостат «СССР-1-бис» с экипажем в составе К. Я. Зилле, Ю. Г. Прилуцкий, А. Б. Вериго. После выполнения научной программы, в начале снижения, выяснилось, что оболочка баллона повреждена. Прилуцкий и Вериго выпрыгнули с парашютом. Зилле удалось благополучно посадить облегчённую гондолу. В сентября 1934 г. на Ходынском аэродроме под Москвой готовился к запуску аэростат «СССР-2». Главной задачей исследователей, которые полетят на нём – взять пробы воздуха при высоты поднятия в 30 км. Это громадное сооружение высотой немного больше 100 м., оболочка была сделана из специального плёночного материала с серебристым покрытием.  Его купол способен принять 300 тыс. кубометра газа. При заполнении купола газом порвался рукав в верхней части. В результате потеряли 5 тыс. кубометров газа, приладили дополнительный рукав и стали дополнять потерянным газом. В результате в куполе стало повышаться давление, неожиданно  купол лопнул и загорелся. На такие высоты тогда в мире никто не подымался. Но, не вышло  на этот раз. Надо было подобрать более плотный материал для купола и изменить систему рукавов подачи газа.



                - 2 -

         В 1937 г. упал стратостат «СССР-3». В июле 1938 г. из-за отказа    кисло-родного оборудования погибли на субстратостате воздухоплаватели Я. Г. Украинский, С. К. Кучумов, П. М. Батенко и Д. Е. Столбун. Шар-стратостат опустился на высоковольтную ЛЭП в центре города Сталино (сейчас г. Донецк, Украина). Взметнулось огромное пламя: взорвался водород, которым была заполнена оболочка шара ВВА-1.  Неудачи 1934 г. вызвали со стороны руководства страны настороженное отношение к новым проектам стратостатов.
         Нарком обороны К.Е. Ворошилов наложил следующую резолюцию: «Полет запретить. Если кто хочет летать, пусть сначала как следует подготовится, а потом уже «горит желанием» получить орден».  В 1935 г. Совнарком издал постановление «О полетах в стратосферу», в котором говорилось: «СНК СССР постановляет: запретить всякие полеты в стратосферу без разрешения ЦК и СНК». В результате военные решили передать организацию всех стратосферных полетов в Академию наук. Но началась война, и о полетах в стратосферу пришлось надолго забыть…    
         В 1957-1958 г. ВВС США была проведена серия стратосферных полётов на высоту около 30 км. в июне 1957 г. возле города Саут Сент-Пол первый пилотируемый полёт Джозефа Киттингеа. Максимальная высота полёта составила 29260 м., что значительно превышало достигнутые к тому времени результаты. Man High II, пилотируемый Дэвидом Симонсом, поднялся в воздух в августа 1957 г. из карьера около города Кросби в штате Миннесота. Общая высота стратостата составляла 107 м. Впервые в истории высота полёта превысила 30 км. и составила в максимуме 30942 м. Длительность полёта составила 32 часа 10 минут вместо запланированных 24 часов.
Джозеф Киттингер в 1959-1960 годах. Он испытывал компенсирующий гермокостюм со шлемом и двухступенчатый парашют системы Бопре, состоящий из стабилизационного парашюта диаметром 2 м, который должен предохранять парашютиста от вращения при полёте в стратосфере и основного парашюта диаметром 8,5 м для приземления. В первом прыжке с высоты 23300 м из-за раннего раскрытия стабилизационного парашюта тело пилота начало вращаться с частотой около 120 об/мин и он потерял сознание. Лишь благодаря автоматической системе раскрытия основного парашюта Киттингеру удалось спастись. Второй и третий полёты прошли более удачно, несмотря на то, что в третьем произошла разгерметизация правой перчатки и рука пилота сильно распухла. В третьем полёте, который состоялся 16 августа 1960 Киттингер установил сразу несколько рекордов -  высоты полёта на стратостате, высоты свободного падения и скорости, развитой человеком без использования транспорта. Падение продолжалось 4 минуты 36 секунд, за которые пилот пролетел 25816 м и на некоторых участках развил скорость около 1000 км/ч, вплотную приблизившись к скорости звука. Полёты в рамках проекта «Excelsior» дали важные результаты для разработки авиационных гермокостюмов и систем спасения.
4 мая 1961. Стратостат объёмом свыше 283 000 м; был запущен с авианосца «Antietam» в Мексиканском заливе и через 2 часа после старта достиг рекордной высоты 34668 м. Стратонавты Малколм Росс и Виктор Претер были одеты в космические скафандры. В октябре 2012 г. Феликс Баумгартнер, поднявшись на стратостате на высоту 39 068 м., совершил удачный прыжок с парашютом с высоты 39 045 м. Ранее он совершил два подготовительных прыжка: в марте 2012 г. - с высоты 21 818 м. (во время прыжка он провел около трех минут и 43 секунд в свободном падении, достигая скорости более 580 км./ч., до открытия парашюта; в общем, прыжок длился около 8 мин.), а в июле 2012 г. - с высоты 29 460 м.  (Л1) 


                - 3 -
 
        Свидетелем первой авиационной катастрофе в России 24 сентября 1910 г. на празднике воздухоплаванья, который проходил В Санкт Петербурге на Комендантском аэродроме был скромный налоговый инспектор, актёр Глеб Котельников, а в душе конструктор, изобретатель. А было всё так. При показательном полёте на самолёте «Farman IV» знаменитый лётчик, морской офицер Л. Мациевич поднялся максимально высоко и через 8 минут не выдержал нагрузки развалился в воздухе. Пилот разбился, упав с высоты всего 400 м. Глеб Котельников был просто потрясён случившимся. И ему впервые пришла идея создания верного средства спасения пилота при аварии в виде «спасательного купола» или несколько сложенных зонтов. Через 2 года после многократных прикидок, экспериментов и проверок предложил военному ведомству опытный образец ранцевого парашюта. За рубежом тоже усиленно работали над созданием парашюта, но достойных вариантов пока не было. Жил он на Васильевском острове, на 14 линии. В своей домашней мастерской изучал законы падения различных тел, а знания математики пригодилось, полученные в Киевском юнкерском пехотном военном училище. В ноябре 1910 г. построил первую модель ранцевого авиационного парашюта. При необходимости верхняя крышка под действием пружины откидывалась, нижняя внутренняя полка под действием сильной пружины выкидывала наружу парашют из ранца. Купол парашюта выкраивался из плотного шёлка в форме плоского круга из 24 клиньев. Стропы разделялись на две группы, это позволяло пилоту при падении совершать манёвры в воздухе в любом направлении. Кроме того, для быстрого наполнения купола воздухом был предусмотрен тонкий стальной трос, который проходил по кромке парашюта. Это был парашют «РК-1» (русский Котельникова). Его первые образцы испытывали на автомобиле, на максимальной скорости, при открытии парашюта на машине заглох двигатель. Первое испытание парашюта на манекене произошло в июле 1912 г. в Воздухоплавательном парке около деревни Салюзи под Гатчиной. 80-кг. манекен с парашютом сбросили с аэростата с высоты 200 м. Несколько десятков приземлений дали хороший результат. Однако использовать парашют в России было невозможно из-за резолюции великого князя Александра Михайловича. Он посчитал, что лётчик вместо ведения боя в воздухе, будет при первой возможности катапультироваться, спасая свою жизнь. Первые образцы парашюта участвовали во французских конкурсах и правительство разрешило испытать его на живом человеке. Первый прыжок с парашютом с моста через Сену совершил русский спортсмен Владимир Оссовский 5 января 1913 г. Всё прошло успешно и несколько модернизированных вариантов стали распространяться по всей Европе, а для российских лётчиков парашюты Жюкмеса закупали во Франции, которые были более опасные, чем «РК-1». Изменилось многое с началом Первой мировой войны. Пилоты летали вообще без парашютов, но экипажи Сикорского парашюты брали с собой. И наконец, российская промышленность стала выпускать парашюты «РК-1», а стал популярным только с 1920 г. Сам Глеб Котельников женился на дочери художника Волкова и 10 лет служил акцизным чиновником, или налоговым инспектором. В отставку ушёл в чине коллежского асессора. Детское увлечение театром со временем сделало его профессиональным актёром в 38 лет. Он входил в труппу театра «Народ-ного дома» и, играя в спектаклях разные роли, он нашёл разгадку материала купола парашюта. Дама в зрительном зале из маленькой сумочки достала большую шёлковую шаль. И он понял из чего надо шить купол парашюта. Достойности: мало занимает места, довольно прочный, легко разворачивается из сложенного состояния. Он быстро создаёт два новых варианта парашюта

         
                - 4 -
         


         Старт стратостата «Осоавиахим-1;, 1934 г.                Подготовка стратостата «СССР-1» 1933 г.

              Литература.
1. Ю.О. Дружинин, Д.А. Соболев «Аэрокосмическая лаборатория «Ближний космос».  (nearspace.ru)
2. Ж. Данилова «Небесный купол» Кто придумал верное и надёжное
     средство для спасения лётчиков. Еженедельник «Аргументы и Факты»   
     № 38 за 2024 г., стр.2, (www.aif.ru)



                Материал подготовил Львов Ю.М.     30.09.2024
               
«РК-2» и «РК-3» и ряд грузовых парашютов, которые были приняты на вооружение ВВС. В 1924 г. он разрабатывает парашют «РК-4» с куполом 12 м., способный опустить с самолёта груз в 300 кг. В 1926 г. Г. Котельников передаёт все свои изобретения парашютов государству. Дальнейшем совершенствием уже будут заниматься институты специалистов. С 1929 г. использование парашютов стало обязательно для всех лётчиков. В 1930 г. в Москве появилась первая фабрика по пошиву парашютов. В последние годы жизни он подал 12 заявок на совершенствие парашютов, а на 9 получил авторские свидетельства. С началом войны 1941 – 1945 г. здоровье стало сдавать, плохо видел, был эвакуирован из блокадного Ленинграда, но продолжал активную изобретательскую деятельность. Умер Г.Котельников в Москве в 1944 г. (Л2)