Специальная установка применяемая для тренировки космонавтов



ЦЕНТРИФУГИ Центра Подготовки Космонавтов

При выведении на орбиту и при спуске на Землю на космический корабль воздействуют перегрузки. В условиях земной гравитации для моделирования перегрузок, возникающих при осуществлении космического полета, используется метод полунатурного моделирования линейных ускорений на центрифугах с подвижной кабиной. Подвижная кабина может иметь различное число степеней свободы. Движение кабины может быть управляемым посредством исполнительных органов или неуправляемым под воздействием сил инерции на смещенный центр тяжести.
Основным фактором орбитального полета для космонавта является состояние невесомости, которая вызывает существенные изменения в работе сердечно-сосудистой и вестибулярной систем человека. Сенсорные и вегетативные расстройства, возникающие в первые часы и дни пребывания человека на орбите, получили название «спутниковая болезнь» или «космическая болезнь движения». Для центрифуги с трехстепенным управляемым кардановым подвесом разработан метод моделирования «физиологической невесомости», заключающийся в расстройстве вестибулярной системы космонавта путем управления движением центрифуги и угловыми движениями ее кабины по специальному закону и одновременного перераспределения жидкостей в организме космонавта за счет создания избыточного давления скафандра на нижнюю половину тела.

1. Назначение центрифуг ЦФ-7 и ЦФ-18

На центрифугах ЦФ-18 и ЦФ-7 решаются следующие задачи:
– обеспечение отбора и подготовки космонавтов в составе групп и экипажей в условиях воздействия перегрузок;
– обеспечение экспертизы кандидатов в космонавты и космонавтов в условиях воздействия перегрузки на центрифугах;
– обеспечение тренировок космонавтов по ручному управлению спускаемого аппарата (СА) на этапе спуска с орбиты при воздействии перегрузки;
– исследования с целью обоснования и разработки тактико-технических требований и технико-экономических показателей на создание и совершенствование специализированных динамических тренажеров на базе центрифуг для подготовки космонавтов, программ и методик испытаний этих тренажеров, а также способов и методов их безопасной эксплуатации;
– испытания динамических тренажеров на базе центрифуг и их отдельных систем;
– испытания космического и авиационного оборудования на прочность и работоспособность в условиях воздействия перегрузки.

2. Технические характеристики центрифуги ЦФ-7

– радиус вращения . 7 м;
– максимальная перегрузка. 20 единиц;
– максимальный градиент перегрузки . 7 ед./c;
– максимальная угловая скорость . 50,7 об/мин;
– мощность привода:
– номинальная . 820 кВт;
– пусковая . 1280 кВт.

Кабина одноместная, имеет свободный подвес. Посадка в кабину осуществляется через боковой люк. Перед лицом испытуемого установлены дуга с лампочками и видеокамера. Во время эксперимента имеется возможность проверить остроту зрения и время реакции испытуемого.
Так же в кабине установлен ИнПУ пульта «Нептун-МЭ»

На фото ниже центрифуга ЦФ-7 ↓

Технические характеристики центрифуги ЦФ-18

– максимальная создаваемая перегрузка . 30 единиц;
– максимальный градиент возрастания перегрузки . 5 ед./сек;
– максимальная угловая скорость. 38,6 об./мин;
– длина плеча . 18 метров;
– вращающаяся масса центрифуги. 305 тонн;
– количество степеней свободы кабины. 3 степени;
– полезная масса в кабине . до 350 кг
– диапазон создаваемых в кабине давлений. 40–800 мм.рт.ст.;
– диапазон создаваемых в кабине температур. +5…+55 °С;
– газовый состав кабины (кислород, азот, углекислый газ в любом соотношении).
Для обеспечения управления оборудованием центрифуги, наблюдения за испытуемым, регистрации технических и физиологических параметров в состав центрифуги включены:
– пульты управления центрифугой, пульт врача;
– оборудование программного управления;
– телевизионная система;
– система связи;
– система дистанционного управления;
– телеметрическая система;
– система единого времени;
– система отображения и регистрации технических и физиологических измерений;
– система управления вакуумированием и созданием гигиенических параметров.
Двухместная кабина закреплена в кардановом подвесе, имеет 3 степени свободы. Благодаря такой подвеске вектор перегрузки может быть ориентирован в любом направлении. Испытуемый загружается в кабину через выдвижной помост. На испытуемого накладывают медицинские датчики и усаживают в кресло, которое установлено на специальном лафете. Перед лицом испытателя установлена видеокамера и микрофон, что позволяет доктору постоянно наблюдать за ним во время эксперимента и вести двухстороннюю связь. Возможно вращение сразу двух испытуемых.
На центрифуге ЦФ-18 имеется возможность самостоятельного управления величиной и темпом нарастания (убывания) перегрузки испытателем из кабины в заданных интервалах.
Технические возможности центрифуги ЦФ-18 позволяют в земных условиях осуществить короткий «космический полет» по следующей циклограмме:
– выведение космического корабля «Союз» на орбиту искусственного спутника Земли с полным или сниженным по величине и/или времени воздействием перегрузки (перегрузка до 4 ед., время воздействия до 540 сек);
– выполнение короткого (до 60 минут) орбитального полета, во время которого можно проверить возможности организма по адаптации к невесомости;
– спуск космического корабля «Союз» с орбиты искусственного спутника Земли с полным или сниженным по величине и/или времени воздействием перегрузки (до момента раскрытия парашюта, перегрузка до 6,5 ед., время воздействия – 420 сек).

Читайте также:  Способы установки и удаления программного обеспечения

Источник

Неземные испытания. Как тренируются космонавты

Практически каждый второй мужчина в детстве мечтал стать космонавтом и покорить бескрайние просторы нашей галактики. Эта малоизученная романтика всегда как-то особенно привлекала, однако заслужить место среди тех, кто отправится в космос, довольно сложно. Профессия космонавта предполагает постоянные нагрузки на организм и экстремальные проверки на прочность и выносливость. Тренировки играют важнейшую роль при подготовке к полёту. Даже самому спортивному человеку будет тяжело перенести все испытания, через которые каждый день проходят космонавты. Но всё же, приблизиться к их идеальным параметрам реально.

Кого берут в космонавты?

На сегодняшний день совсем не обязательно быть точной копией легендарного Юрия Гагарина. В Советском Союзе будущий космонавт должен был состоять в партии, иметь стаж военного лётчика и быть не выше 170 см. Более того, кандидат обязательно имел звание мастера спорта и обладал хорошей физической подготовкой. Требования с тех времён сильно изменились и стали более лояльными. У космонавтов также сохраняются ограничения по росту и весу, но теперь они стали значительно выше (до 190 см). Государственная корпорация «Роскосмос» выложила на своём сайте список требований для желающих вступить в ряды покорителей вселенной:

  • Российское гражданство (запрещено двойное гражданство);
  • мужчины и женщины до 35 лет;
  • знание английского языка;
  • высшее образование по инженерным, научным или лётным специальностям;
  • хорошая физическая подготовка и отсутствие хронических заболеваний;
  • стрессоустойчивость.

С 2012 года в РФ проводятся открытые наборы, а значит, шанс стать космонавтом есть не только у военных лётчиков и сотрудников ракетно-космической отрасли. Хотя инженерные и лётные специальности по-прежнему в приоритете.

Общефизическая подготовка космонавтов

Огромные мускулы не играют важной роли в физической форме космонавта. Он должен быть сильным, ловким и выносливым, чтобы комфортно себя чувствовать в невесомости. Поэтому большая часть тренировок включает в себя множество видов спорта для улучшения этих показателей. Среди них лёгкая атлетика, плавание, парашютный спорт, прыжки в воду, спортивная гимнастика и лыжи.

В тренажёрном зале космонавты проводят по два часа три раза в неделю, делая акцент на многофункциональных тренировках. Упражнения с железом выполняются в основном с небольшим весом, чтобы поддерживать мышцы в тонусе. Чтобы получить высший балл за спортивную подготовку, кандидат в космонавты в возрасте до 35 лет должен выполнить следующие нормативы:

  • бег на 3 км — не более 12 минут 20 секунд
  • заплыв на 800 м вольным стилем — не более 19 минут
  • забег на лыжах на 5 км — не более 24 минут
  • подтягивания — 14 раз
  • бег на 100 метров — не более 13,2 секунды
  • прыжок в длину — не менее 2,5 метра
  • ныряние под воду — не менее 25 метров.

Выглядят нормативы вполне выполнимыми. Возможно, кто-то из вас даже захочет испытать свои силы и пройти первый этап отбора. Но эти тренировки лишь малая часть длительной подготовки, которую космонавтам приходится проходить перед полётом.

Испытания в сурдокамере

Космос завораживает людей своей таинственностью. Однако многие забывают, что это самое неизведанное пространство, где царит темнота и пугающая тишина. Именно поэтому космонавты проводят тренировки в сурдокамере.

Сурдокамера – это специальное герметичное помещение со слабым искусственным освещением и звуконепроницаемыми стенками.

Аппарат позволяет создать максимально приближенные условия, чтобы изолировать человека от внешнего мира и проверить его психологическое состояние. В рамках общей космической подготовки кандидат должен провести в ней около трёх суток. Из них 48 часов — в режиме непрерывной деятельности, то есть абсолютно без сна. Жизнь в аппарате никак не отличается от повседневной. Космонавты также продолжают работать, стараясь адаптироваться в новой для себя обстановке. Как подчеркивают психологи, даже если поначалу вам кажется, что вы уживчивый, терпеливый и социально адаптированный, двое суток вынужденного бодрствования «сорвут все маски».

Имитация открытого космоса

Самая интересная часть работы космонавтов – выход в открытый космос. В то же время она и самая пугающая. Исследования в открытом космосе 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. Тщательно «отрепетировать» предстоящие операции на Земле можно в Звёздном городке, где находится Гидролаборатория.

В огромном бассейне на подвижной платформе установлен макет модуля орбитальной станции. Безусловно, передвижения в воде любому человеку осуществить довольно сложно. Космонавтам же приходится справляться с этой непростой задачей ещё и в полном обмундировании, надев на себя скафандр, средний вес которого около 110 кг. При погружении в бассейн космонавты испытывают так называемую гидроневесомость. За тренировками постоянно наблюдает группа водолазов. Они помогают справиться с тяжестью скафандра и следят, чтобы никто не всплывал на поверхность. Конечно, такая работа требует особой физической подготовки.

Читайте также:  Кму тадано юник установка

Тренировки вестибулярного аппарата – имитация перегрузки

Заключительный этап подготовки будущих космонавтов к полёту – тренировки на центрифуге.

Центрифуга – специальная установка, напоминающая огромную карусель и вращающаяся со скоростью до 70 оборотов в минуту.

В распоряжении главного Центра подготовки космонавтов находятся два аппарата: ЦФ-7 и ЦФ-18. Последняя центрифуга способна набрать мощность перегрузки в 30 единиц. Этот показатель несовместим с жизнью. В настоящее время космонавты тренируются при перегрузке в 8 единиц. Однако в Советский период требования были жёстче: перегрузка доходила до 12 единиц. Тяжело даже представить, что человек испытывает во время таких занятий. Во время тренировок на центрифуге плохо подготовленные люди могут потерять не только содержимое желудка, но и сознание.

Существует ещё несколько способов развить свой вестибулярный аппарат. Один из них – кресло Барани. Оно представляет из себя вращающийся стул, на котором космонавта крутят то в одну, то в другую сторону. С американскими горками и парками аттракционов такие методы не идут ни в какое сравнение.

Спорт в космосе

На космической станции космонавты обязаны заниматься спортом минимум по два часа в день. Час — бег, ещё час — либо велотренировка, либо занятия на силовом тренажёре. Чтобы заниматься на дорожке, нужно обязательно зафиксировать себя специальными ремнями — иначе вы будете просто перебирать ногами в воздухе. Крепления же помогают получить эффект, похожий на тренировку на Земле.

Для занятий космонавты в американском сегменте пользуются силовым тренажёром-трансформером, приспособленным сразу для нескольких видов упражнений: жимов, тяг и приседаний. Необходимо постоянно находиться в движении, поскольку в ином случае мышцы начнут истощаться.

Герой России лётчик-космонавт Сергей Рязанский рассказывает о своей жизни на МКС:

Источник

В России создали уникальный тренажер для космонавтов

Российские конструкторы и врачи создали беговую дорожку, разработанную для тренировки космонавтов в невесомости. Агрегат предлагает четырехдневную индивидуальную программу для каждого космонавта, составленную с учетом его физической формы. Цена такого тренажера — около 10 миллионов рублей.
В невесомости человеческий организм быстро привыкает к отсутствию земного притяжения. Тонус мышц, поддерживающих вертикальную позу, снижается за несколько дней. Поэтому вернувшиеся космонавты сразу после приземления не в состоянии ступить ни шагу. Так, бортинженер Александр Самокутяев, который провел на борту МКС более 5 месяцев, после возвращения на землю учился ходить.
Чтобы, вернувшись из невесомости, быстро адаптироваться к земному притяжению, необходимо делать специальные физические упражнения. Для таких тренировок есть специальное оборудование – «вертикальная дорога». На этом тренажере космонавты занимаются в космосе, чтобы сохранять в тонусе позную мускулатуру – мышцы, которые помогают нам держать вертикальное положение.
Главный тренажер для космонавтов – абсолютная новая бегущая дорожка. Это самый дорогой тренажер на земле: цена дорожки, разработанная российскими конструкторами и врачами – около 10 млн рублей. Дорожка сама подсказывает космонавту, сколько и с какой скоростью ему нужно бежать. В программу уже заложены инструкции, составленные по результатам десятилетних экспериментов в космосе и на земле. На их основе был составлен четырехдневный цикл занятий. Первый день рассчитан на тренировку скоростных способностей, второй – на развитие силы. Это самый тяжелый день для космонавтов. Третий день – тренировка выносливости. Последний – режим свободного бега: космонавт сам решает, сколько и как ему заниматься. Можно вообще не бегать, но тогда в невесомости летчик будет испытывать дискомфорт. «Бегать нужно каждый день обязательно», — заключает бортинженер МКС Александр Самокутяев.
Во время выполнений тренировок в космосе космонавты занимаются в специальном нагрузочном костюме, который позволяет на борту сымитировать земное притяжение. Надевать этот костюм они учатся еще на земле.
Бегать в этом снаряжении в условиях гравитации невероятно сложно, словно к твоему весу добавилось еще несколько десятков килограммов. Кстати, в американской методике подготовки астронавтов главенствующую роль играют силовые тренировки. Однако в этом споре одерживает верх российская система. Очередное доказательство тому было получено 4 мая 2003 года.
Силовой тренажер у наших космонавтов тоже есть: это совместная российско-австрийская разработка. На нем фиксируется нагрузка, расслабление и скорость выполнения каждой попытки. Тренажер позволяет проработать практически все мышцы. Нагрузка на нем создается электрическим мотором, который натягивает суперпрочные шнуры. Занятия на нем максимально эффективны: если космонавт прикладывает больше усилий, тренажер увеличивает нагрузку.
Упражнения на бицепс очень полезны для подготовки к выходу в открытый космос: за пределами станции все приходится делать руками, и даже несмотря на невесомость космонавты сильно устают.
Информация о тренировках ежедневно передается врачам Центра подготовки и анализируется. На основе этих данных выдаются рекомендации экипажу, если надо, медики готовы помочь космонавту в любое время.
Первую встречу с гравитацией после длительного пребывания в космосе сложно с чем-то сравнить. Но благодаря современным методикам подготовки космонавты способны справиться и с космической невесомостью, и с земным притяжением, и в перспективе – к высадке на другие планеты.

Читайте также:  Прибор для установки кондиционеров

Читайте также.

  • Команда энтузиастов разрабатывает отечественную компьютерную игру об освоении космосаКоманда энтузиастов разрабатывает отечественную компьютерную игру об освоении космоса
  • Взаимодействие ГАИС «ЭРА-ГЛОНАСС» с Системой-112 обеспечено в 26 субъектах РФВзаимодействие ГАИС «ЭРА-ГЛОНАСС» с Системой-112 обеспечено в 26 субъектах РФ
  • В России создали новый сплав для авиакосмической отраслиВ России создали новый сплав для авиакосмической отрасли

Вступайте в наши группы и добавляйте нас в друзья 🙂

  • nanonews
  • 17.01.2014 22:59

Уважаемые не перепечатывайте пожалуйста глупости из других СМИ о космосе, подобная дорожка используется со времён ДОС «Салютов». Совсем недавно около года назад на российском сегменте МКС заменили дорожку на новую, модернизированную и улучшенную.

P.S. В наши СМИ понаберут блин по объявлению, потом читаешь или смотришь такие перлы, что хоть стой хоть падай Помню когда на слова о РН «Союз» на ТК ВЕСТИ 24 показывали РН «Протон», мы позвонили и спросили, а не почувствовали при этом их редакторы хотя бы лёгкого чувства дискомфорта, да что те очень удивились, так как они не увидели принципиальной разницы в этих ракетах носителях.

т.е. не зная тонкостей, Вы вешаете ярлыки? Интересно, а Вы сможете отличить подшипник стоимостью в 20 рублей от его аналога по названию в 1 млн долларов? Это я к тому, что прежде чем судить о цене, надо быть хоть чуть-чуть специалистом (кстати, я не могу).
Знаете, прежде чем так резко судить, попытайтесь хотя бы окончить элементарные курсы по данному вопросу. Нет, я не пытаюсь кого то унизить, просто смешно глядеть на человека, который знает все про покраску автомобилей, не зная отличия однослойной краски от 3-х слойной, хотя некоторые кажутся визуально почти одинаковые. И да, я всегда молчал, что разница в цене иногда доходила в шестьдесят пять раз за литр.
Вы поймите, не будучи специалистом, Ваши авторитетные оценки не более чем лозунг. Я верю, что Вы считаете себя правым, но не уподобляйтесь англичанам и амерам, обратитесь к логике и фактам! А без фактов старайтесь воздержаться от экспертной оценки.

Источник

В России изобрели имитатор невесомости для космонавтов с экзоскелетом и VR-шлемом

МОСКВА, 19 декабря. /ТАСС/. Компания «Центр тренажеростроения и подготовки персонала» получила патент на тренажер для космонавтов, который при помощи экзоскелета и дополненной реальности будет имитировать невесомость для подготовки к внутрикорабельной деятельности. Об этом говорится в патенте, распространенном Федеральным институтом промышленной собственности.

«Изобретение относится к разделу пилотируемой космонавтики и предназначено для подготовки экипажей международных космических станций (МКС) и транспортных космических кораблей (ТПК) к так называемой внутрикорабельной деятельности при имитации в земных условиях невесомости на орбите Земли», — говорится в документе.

В патенте уточняется, что тренажер должен состоять из экзоскелета верхних конечностей, шлема и виртуальной реальности, перчаток с тактильной обратной связью, компьютерной системы, контроллера, гарнитуры, рабочего места и комплекта медицинских датчиков.

Предполагается, что космонавт, приходя на тренировку, будет закреплять экзоскелет на плечевом поясе и руках. Затем он разместится на рабочее место в положении, соответствующем позе отработки конкретной операции. Далее он подключает гарнитуру, перчатки, кабели, после этого космонавта генерируется виртуальный интерактивный мир — пилотируемые корабли или модуль орбитальной станции.

Во время тренировки аудио и видео информация, поступающая в наушники и VR-шлем, будет соответствовать проводимым операциям, а с помощью перчаток с обратной связью космонавт почувствует воздействие на пальцы, когда «нажмет» на виртуальные кнопки. «При этом экзоскелет верхних конечностей уменьшает нагрузку на мышцы и суставы рук, несколько обезвешивая и облегчая их движения», — отмечается в документе.

Наличие датчиков медицинского контроля «позволяет своевременно выявить опасные для здоровья психофизиологические состояния обучаемого космонавта и «рекомендовать» инструктору остановить тренировку».

Источник

Adblock
detector