Проект «Костюмчик на выход»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Ульяновский городской лицей при УлГТУ»

Проект

«Костюмчик на выход»

Выполнила:

Карпов Георгий 15 лет

Руководитель: Корж С.В.

педагог-организатор, ПДО

Ульяновск, 2026

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение. 3 стр.

История. 5 стр.

1.Опасности выхода в открытый космос. 6 стр.

2.Скафандр выполняет ряд функций. 6 стр.

3.Эволюция скафандров. 6 стр.

Классификация – эволюция скафандров. 7 стр.

Конструкция скафандров. 9 стр.

Костюмы будущего. 10 стр.

Выводы. 11 стр.

Интернет – источники. 12 стр.

Приложение. 13 стр.

ВВЕДЕНИЕ

Скафандр - специальное снаряжение, предназначенное для изоляции человека (или животного) от внешней среды.

Части снаряжения образуют оболочку, непроницаемую для компонентов внешней среды (жидкостей, газов, излучений). Скафандры в основном подразделяются наводолазные, авиационные и космические.

Космические скафандры предназначены для осуществления безопасного пребывания и работы космонавта в открытом космосе.

Существуют два основных вида:

• скафандр мягкого типа

• скафандр жёсткого типа (1)

ЦЕЛЬ: Выяснить конструкцию, принцип работы скафандров, их функции. Проследить их «эволюцию». Предположить, как будут устроены скафандры будущего, какие задачи они станут выполнять.

ЗАДАЧИ:

1. Продолжать расширять представление о скафандрах и их конструкции.

2. Дать знания об освоении человеком космического пространства, о значении космических скафандрах.

3.Познакомить с некоторыми моделями русских и американских скафандров.

ГИПОТЕЗА:

Если усовершенствовать скафандр ,то мы сможем улучшить качество исследования космоса, и в последствии мы получим возможность применить знания для развития народного хозяйства.

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОЕКТА:

Интерес к Космосу пробуждается у человека весьма рано, буквально с первых шагов. Загадки Вселенной будоражат воображение всегда, с раннего детства до старости. Чтобы лучше изучить вселенную, нам нужно летать в космос. Но что будет, если человек выйдет в открытое пространство не подготовленный? Прежде всего – становится нечем дышать, а без кислорода жизнедеятельность невозможна. Далее – температура. Как правило, космическое пространство представляют себе очень холодным – в действительности гораздо большую опасность там представляет перегрев. И наконец – вредные для нас составляющие солнечного излучения: ультрафиолет и радиация. Вот от всех этих опасных обстоятельств и призван защитить скафандр. 

Первые образцы космических скафандров были созданы в конце 1950-х гг. в СССР.

Для высадки на поверхность Луны по программе «Аполлон» в 1969—1972 гг. был создан скафандр Apollo A7L. Это был скафандр мягкого типа. Он состоял из 17 слоев различных прочных материалов. Под внешний скафандр надевали терморегулирующий комбинезон, пронизанный сетью трубочек с циркулирующей по ним водой. Вес лунного скафандра на Земле составлял порядка 90 кг.

Автономная система жизнеобеспечения была рассчитана на шесть часов работы на поверхности Луны плюс 30 минут аварийного резерва. Чтобы скафандр для программы «Аполлон» выдерживал все эти воздействия, его изготавливают из высокопрочных синтетических тканей, металла и пластмасс.

Наружный слой скафандра защищает космонавта от температурных воздействий и от микрометеоритных частиц. Эта оболочка сделана из огнестойкой ткани (бета-ткань). В наиболее сильно истирающихся местах спереди и сзади сделаны накладки из металлизированной стальной ткани. Между двумя слоями бета-ткани находятся чередующиеся слои бета-маркизета и алюминизированного пластика, которые способны поглотить энергию микрометеоритов в случае пробоя ими скафандра и отразить лучистое тепло.

Под этим наружным защитным костюмом находятся гермооболочка (гермокостюм) и силовая оболочка — костюм из нейлона, предохраняющий гермооболочку от сильного раздувания при создании в ней давления. Гермооболочка сделана из нейлоновой ткани с неопреновым покрытием. Под этой оболочкой находится еще один костюм из ткани, который предохраняет кожу космонавта от раздражения и облегчает процесс надевания скафандра.

Между этим нижним костюмом и гермооболочкой находится система трубок, которая распределяет потоки кислорода, поступающего в скафандр из системы жизнеобеспечения. Кислород создает в скафандре внутреннее давление и уносит запахи, влагу, тепло и твердые аэрозольные частицы. (2)

Выходы в открытый космос опасны по множеству различных причин. Глубокий вакуум, экстремальные температуры от минус 150 °С до плюс 150 °С, излучение Солнца, вероятность столкновения с частицами космического мусора или микрометеоритами.

В условиях открытого космоса космонавта защищает скафандр. Потенциальную опасность несёт возможность потери или недопустимого удаления от космического корабля, грозящая гибелью из-за израсходования запаса дыхательной смеси.

Опасны также возможные повреждения или проколы скафандров, разгерметизация которых грозит декомпрессией и быстрой смертью, если космонавты не успеют вовремя вернуться в корабль.

2. СКАФАНДР ВЫПОЛНЯЕТ РЯД ФУНКЦИЙ

Одна из них – защита астронавтов от воздействия экстремальных температур. На орбите температура в тени может опуститься до -129 градусов по Цельсию, в то время как под солнцем она также и компенсируют понижение и практическое исчезновение давления воздуха.

На высоте 19 км человеческие ткани набухают, а телесные жидкости, такие как слюна или слезы, начинают закипать. Поэтому внутри скафандра устанавливается режим искусственного давления. (3)

3. ЭВОЛЮЦИЯ СКАФАНДРОВ

Скафандры для выхода в открытый космос совершили значительную эволюцию со времен «Беркута». Космонавтами и астронавтами собрано множество конструкций (антенны, фермы, солнечные батареи и т. д.). Доказана возможность успешной работы человека в открытом космосе.

В настоящее время совершены сотни выходов в открытый космос. Решены многие научные задачи, произведены ремонты космических кораблей, станций и спутников.

КЛАСИФИКАЦИЯ - ЭВОЛЮЦИЯ СКАФАНДРОВ

Давайте рассмотрим эволюцию скафандров на конкретных примерах:

СК-1

Спасательный скафандр-1 был разработан в СССР в 1961 году для полетов на кораблях серии «Восток». Первые скафандры шились по размерам отобранных для полета космонавтов – Ю. Гагарина и его дублеров – Г. Титова и Г. Нелюбова.

Mark IV Suit

Алан Шепард, участвовавший в первом космическом полете американских астронавтов «Меркурий-7» в 1961 году, был одет именно в такой костюм.

Этот скафандр плохо изменял свою форму, и под высоким давлением астронавты были практически обездвижены.

SPD-143 Suit

Был произведен в 1963 году. Черные резиновые спирали на коленях, локтях и бедрах позволяют астронавтам свободно сгибать свои конечности. Поддерживающая система из ремней на груди удерживает костюм от чрезмерного расширения. Без нее скафандр под давлением раздулся бы как воздушный шарик.

A5-L Prototype Suit

ILC Industries– компания, заключившая контракт с НАСА на разработку космических скафандров – создала А5-L в 1965 году. Прототип был выполнен из голубого нейлона. Космонавты, высадившиеся в первый раз на Луну, расхаживали там как раз в модифицированной версии этого костюма.

G3-C Suit
Разработанный компанией Gus Grimsson в том же 1965 G3-C скафандр состоял из 6 слоев белого нейлона и одного слоя номекса (огнеупорного материала). Разноцветные клапаны на костюме служили для вентиляции воздуха в нем. Синие – для накачивания внутрь «хорошего» воздуха, красные – для удаления углекислого газа.

Ястреб
Прототип «Ястреба» был создан и испытан в 1967 году. Он представлял собой скафандр мягкого типа со съемным металлическим шлемом. Первыми космонавтами, использовавшими скафандр «Ястреб», стали Е. Хрунов и А. Елисеев во время полета кораблей «Союз-4» и «Союз-5».

AX-2 Hard Suit
АХ-2 был выполнен из фибергласа и слоистого пенопласта. Его прототип разработали в исследовательском центре Эймса, отделении НАСА в 1968 году. Стальные пружины на талии позволяли астронавтам легко наклоняться, но этот громоздкий скафандр имел существенный недостаток: в тесных условиях космического корабля в нем было очень неудобного перемещаться.

Орлан
"Орлан" создан в СССР для защиты космонавтов при работе в открытом космосе. Эта модель скафандра была создана в 1969 году и с тех пор постоянно модифицируется и улучшается. В настоящее время модифицированный вариант «Орлана» обеспечивает безопасную внекорабельную деятельность космонавтов с МКС.

Z-1 Prototype Space suit
Z-1 был разработан и сконструирован ILC Dover, и по версии журнала «Тайм» был назван лучшим изобретением 2012 года. Для более эффективного контроля давления используется сочетание нейлона и полиэстера. А для ускорения процесса одевания, вход в скафандр расположен сзади, в отличие от предыдущих моделей. (5)

Из каких материалов делают скафандры? Давайте разберём на примере EMU. Если первые космические скафандры целиком делали из мягких тканей, современные их варианты сочетают мягкие и жёсткие компоненты, которые обеспечивают поддержку, мобильность и удобство (хотя с последним ещё можно поспорить). Сам материал скафандр делается в 13 слоёв: два слоя внутреннего охлаждения, два сдавливающих слоя, восемь слоёв тепловой защиты от микрометеоритов и один внешний слой. Эти слои включают следующие материалы: трикотажный нейлон, спандекс, уретановый нейлон, дакрон, неопреновый нейлон, майлар, гортекс, кевлар (из которого делают бронежилеты) и номекс.

Все слои сшиты и скреплены вместе, чтобы стать цельным покрытием. Также, в отличие от первых скафандров, которые сшивались индивидуально для каждого космонавта, современные EMU обладают компонентами различных размеров, которые подойдут всем.

Совсем недавно научный сотрудник лучшего в мире вуза (по версии QS) — Массачусетского технологического института — Дэва Ньюмен представила новый скафандр, над которым работала более десяти лет. Он называется Biosuit и, по мнению многих, может произвести революцию в освоении космоса силами людей.

Облегающий скафандр предоставляет астронавтам большую мобильность и предупреждает травмы. Основным мотивом работы Ньюмен было то, что ,

во-первых, современные скафандры весят около 100 килограммов. Во-вторых, пространство само по себе не является пустым. В космосе также есть газ, и для стабилизации давления изнутри и снаружи скафандр «раздувается», ещё больше осложняя движения человека. Biosuit представляет собой плотно стянутую ткань из полимеров и активных материалов — сплава никеля и титана, поэтому самостоятельно оказывает давление на ткань человека, предотвращая её расширение и оставаясь при этом упругим и эластичным.

Также, поскольку этот костюм разделен на автономные секции, в случае прокола одной части у космонавта будет время наложить «повязку». Современные скафандры такого не умеют: треснул - значит треснул.

КОСТЮМЫ БУДУЩЕГО

Что касается начинки скафандров, то учёные серьёзно планируют превратить космонавтов будущего в ходячие лаборатории. Команда учёного Патрика Макгира из Чикаго занимается разработкой портативного компьютера для скафандра, который сможет самостоятельно или почти самостоятельно проводить целый ряд анализов: от оценки ландшафта до микроскопической структуры камней.

Этот разумный скафандр готовится для полётов на Марс и успешно проходит испытания в полузасушливых районах Испании и отличил лишайник от налёта на камне. В диких условиях какого-нибудь Марса такой помощник может стать бесценным.

Скафандры для нас с вами тоже готовятся. Американская компания Final Frontier Design представила легкий вариант костюма 3G Space Suit для космических туристов. Удобный, лёгкий и недорогой скафандр создавался четыре года на гребне славы предыдущего изобретения компании, сорвавшего престижную награду Popular Science 2013, — особых космических перчаток. (4)

ВЫВОДЫ:

На основе проделанной работы, мы рассмотрели скафандры с разных сторон: мы вспомнили историю скафандров, рассмотрели их функции, пронаблюдали их «эволюцию», узнали конструкцию и поразмышляли о костюмах будущего.

Из всего этого мы можем сказать, что скафандр - одна из самых важных вещей. С его помощью мы изучили космос. Информация о штормовых предупреждениях и погоде, телефонные разговоры по мобильному, спутниковое телевидение и так далее — все это было достигнуто с исследованием космоса. Навигаторы в автомобилях, самолеты и суда получают информацию напрямую оттуда.

ИНТЕРНЕТ - ИСТОЧНИКИ:

1. https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Скафандр#.D0.9A.D0.BE.D1.81.D0.BC.D0.B8.D1.87.D0.B5.D1.81.D0.BA.D0.B8.D0.B5

1. http://astronaut.ru/bookcase/books/sharp01/text/37.htm?reload_coolmenus

2. http://www.bbc.com/russian/science/2012/11/121127_space_suit_technology

3. http://www.furfur.me/furfur/culture/culture/169731-odezhda-buduschego-skafandry

4. http://naucaitechnika.ru/blog/43383245188/Evolyutsiya-skafandra

Приложение

ЭВОЛЮЦИЯ СКАФАНДРОВ

СК-1 Mark IV Suit

SPD-143 Suit

AX-2 Hard Suit

Z-1 Prototype Space suit

КОНСТРУКЦИЯ СКАФАНДРА

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ

И ДО НОВЫХ ВСТРЕЧ!