Судьба спасательного «зонтика»

Мы привыкли, что судьба «предотвращающего падение» – так переводится на русский язык название «парашют» – связана в основном с авиацией и космонавтикой. Но, оказывается, ему нашлась работа под землей, под водой и даже в космосе.

Купол под землей. Судьба этого изобретения своеобразна и в то же время довольно обычна для бывшего СССР. Начать рассказ о нем нам придется издалека.
Всю свою изобретательскую жизнь карагандинский инженер В.М. Плотников посвятил борьбе с подземными пожарами. Огонь страшен всегда и везде. Но, пожалуй, особенно опасен он под землей. Шахтерам некуда бежать, да и распространяется пожар обычно молниеносно, поскольку сопровождается взрывами метана.


Над этой проблемой Валерий Плотников задумался еще в 60-х годах XX века, когда его, 25-летнего специалиста, направили работать в Караганду. Тогда же он получил и первые авторские свидетельства на способы локализации подземных пожаров с помощью быстро возводимых металло-деревянных и брезентовых перемычек.

Перемычки Плотникова стали внедрять на шахтах, а автор все был недоволен своей разработкой. Он понимал: на возведение даже самой простой перемычки требуется по крайней мере несколько часов; столько времени у людей в аварийной шахте, как правило, не бывает.
В.М. Плотников продолжал думать, как усовершенствовать изобретение. Делу помог случай. «В 1972 году мне довелось увидеть, как садится реактивный военный самолет с тормозным парашютом, – вспоминал Валерий Михайлович. – Характерный хлопок при раскрытии купола парашюта вызвал в памяти воспоминание об ударной воздушной волне взрыва. Тогда и возникла идея поставить в шахте парашютную перемычку»…
Какой должна быть такая конструкция? Пусть она состоит из купола и строп, сходящихся в одной точке, то есть примерно так же, как и на обычном парашюте, размышлял Плотников. Только здесь концы строп крепятся не к подвесной системе парашютиста, а к анкерным болтам в кровле выработки. При взрыве воздушный поток надует ее, и сечение подземной выработки окажется перекрытым. Купол остановит распространение взрывной волны по штреку или, по крайней мере, значительно смягчит ее удар.
Как показали расчеты, для удержания перемычки в рабочем состоянии достаточен расход воздуха всего лишь 0,04 куб. м за секунду при избыточном давлении примерно в 100 паскалей. Правда, при этом необходимо, чтобы периметр перемычки был в 1,5 раза больше поперечного сечения выработки, в которой она устанавливается.
Стропы должны крепиться к куполу перемычки таким образом, чтобы по его краю оставалась свободно свисающая «юбка» шириной около полуметра, рассуждал Плотников. Эта «юбка» обеспечит дополнительное уплотнение между перемычкой и стенками выработки. Для прохода людей через такую перемычку в ней надо устроить проем, закрывающийся застежкой «молния»…
К тому времени Валерий Михайлович уже поработал заведующим лабораторией взрывоустойчивости сооружений в штате военизированных горноспасательных частей Карагандинского угольного бассейна, а затем – тоже в должности завлаба – в карагандинском отделе Всесоюзного НИИ горноспасательного дела. И понимал, что идея опустить парашют в шахту у многих горняков вызовет, по крайней мере, недоумение.
Так оно и вышло. Переубедить шахтеров, что парашют в шахте вовсе не лишний, оказалось не просто. Впрочем, не просто было и превратить авиационный парашют в «горноспасателя». Обычный авиационный купол в горной выработке не раскрывался с такой же легкостью, как в воздушном пространстве над землей. Он упорно прилипал к стенкам, стропы путались, рвались. Пришлось придумывать специальные устройства – пневмокаркасы, придающие парашютным перемычкам необходимую жесткость, сделать сам купол из негорючей ткани…
В общем, прошел не один год, пока не получилось что-то путное. На работоспособную конструкцию была подана заявка. И ее тут же… отвергли – эксперты тоже посчитали использование парашюта в качестве временной перемычки в горной выработке неуместной шуткой. Неизвестно, как события разворачивались бы дальше, но тут нашим специалистам помогли… зарубежные конкуренты. В США в 1976 году была запатентована аналогичная конструкция Фреда Киселла. Тогда и наши патентоведы отнеслись к заявке серьезнее.
Однако Валерия Михайловича, ныне доктора технических наук, сами по себе патенты мало интересуют. Он – автор более ста изобретений – продолжает выдавать на-гора новинки. Только за последние годы горноспасатели Караганды получили пять парашютных перемычек разных видов. И все же Плотников недоволен. «Медленно движется дело, – сетует он. – А люди продолжают страдать»…

Как сделать прыжок из морских глубин? Еще одна профессия парашюта связана, как ни странно, с морскими глубинами. «Законы аэро– и гидродинамики, как известно, во многом схожи, – рассказал Олег Царев, сотрудник НИИ аэроупругих систем, базирующегося в Феодосии. – На этом и основано непривычное на первый взгляд использование купола»…
Суть же изобретения такова.
Одна из самых страшных напастей, поджидающая людей под водой, – кессонная болезнь. Если водолаз или аквалангист, находившийся на большой глубине, быстро поднимется на поверхность, то кровь его может попросту вскипеть. Говоря иначе, из нее начнет активно выделяться азот воздуха, попавший туда при дыхании под большим давлением, а это чревато губительными последствиями для организма.
Чтобы избежать такой напасти, приводящей к параличу и смерти, водолазы вынуждены опускаться на глубину, а потом подниматься на поверхность постепенно, делая остановки для декомпрессии через каждый десяток-другой метров.
А теперь представьте ситуацию. На грунт залегла аварийная подлодка. Подводники должны покинуть ее со спасательными аппаратами. Запас воздуха в них невелик – значит, нужно подниматься быстрее. Но всплыть чересчур поспешно тоже нельзя: какая, в конце концов, разница, от чего умереть – от недостатки воздуха или от кессонки.
Выдержать оптимум подводниками помогает особый парашют. Моряк покидает с ним субмарину примерно так же, как парашютист – аварийный самолет. С той лишь разницей, что в данном случае его влечет не вниз, а вверх. И скорость движения при этом тоже приличная – 5–6 м/с. Когда же до поверхности останется от 100 до 20 м, сработает автомат раскрытия парашюта, основанный на гидростатическом принципе. Небольшой купол замедлит всплытие подводника, доведя скорость подъема до безопасных 0,2–0,4 м/с.
Получается некая аналогия с затяжным прыжком парашютиста. И такой режим, как показали испытания, проведенные феодосийцами совместно с медиками из г. Ломоносова, сводит риск кессонки до минимума.
К сказанному остается добавить, что подводные парашюты уже выпускаются серийно. А прообразом их послужили плавучие якоря, конструированием и совершенствованием которых в НИИ аэроупругих систем занимаются многие годы.

Спуститься из космоса. Именно такой спуск с орбиты намерен совершить известный летчик-испытатель, Герой России Магомет Талбоев. Тот самый, что некогда сопровождал вернувшийся из космоса «Буран» и должен был стать одним из первых его пилотов.
Вместо парашюта отважный испытатель намерен воспользоваться уникальным спасательным средством, которое разработано сотрудниками Научно-исследовательского центра имени Г.Н. Бабакина. В сложенном виде эта система умещается в чехле размерами с обыкновенный рюкзак, а в раскрытом напоминает волан для игры в бадминтон, только существенно большего размера.
Человек или иной груз находятся внутри «волана», на его дне, представляющем собой нечто вроде прочного надувного многослойного матраса. Во время падения достаточно, как при прыжке с парашютом, дернуть за кольцо, и через секунду автоматически надуваются конус волана и подушка на его дне, а человек оказывается внутри лежащим на спине.
Поскольку форма и аэродинамика конуса тщательно рассчитаны, а сделан «волан» из прочного материла с теплозащитной пленкой, то вероятность благополучного спуска весьма велика.
Это и собирается продемонстрировать на собственном опыте Магомет Талбоев. «Вначале, конечно, нужно будет провести серию испытаний с манекеном, – говорит он. – На первом этапе манекен с датчиками сбросят с аэростата на высоте 1 км. Второй спуск будет произведен со стратостата, с высоты уже 40–50 км». И наконец, после изучения опыта первых спусков Талбоев готов сам совершить подобный прыжок хоть из космоса.
Он уверен в успехе, поскольку подобные спуски с орбиты уже осуществлялись на практике. Когда готовили к затоплению орбитальную станцию «Мир», с ее борта были сброшены на Землю наиболее ценные грузы. Первая посылка имела массу всего 20 кг, зато вторая – 200 кг; примерно столько же весит человек в скафандре вместе с системой жизнеобеспечения. Оба спуска, проведенные в обстановке строгой секретности, прошли благополучно и показали высокую надежность российского изобретения.
А пока Магомет Талбоев готовится к уникальному прыжку, во время которого человеку в скафандре и придется влететь в верхние слои атмосферы со скоростью порядка 8 км/с. 12 июля 2002 года состоялось еще одно испытание аналогичной системы в автоматическом режиме. Надувное устройство было запущено в космос с борта атомной подводной лодки «Рязань» на ракете типа «Волна» и, пролетев около 12 тыс. км по суборбитальной траектории, благополучно приводнилось в районе Камчатки.
В будущем подобные системы, полагают эксперты, могут быть использованы как для мягкой посадки автоматических зондов на другие планеты, имеющие атмосферу, так и для аварийного спасения экипажей космических кораблей и орбитальных станций.