2.5. Кислородные приборы с периодической подачей кислорода

Бортовые кислородные приборы.

Основным и наиболее распространенным типом бортового кислородного прибора являются приборы с периодической подачей. В чистом виде принцип легочного автомата, т. е. подача по потребности во время фазы вдоха, применяется только до тех пор, пока «высота» в кабине не превышает 12 км и кислородная маска герметично прилегает к лицу. На больших высотах бортовой прибор с помощью дополнительных механизмов подает кислород непрерывно. Это повышает надежность питания кислородом и обеспечивает безопасность высотного полета.

Типовая принципиальная схема кислородного прибора типа легочного автомата приведена на рис. 2.12. Прибор действует следующим образом. Разрежение, возникающее в маске при вдохе, распространяется по шлангу в корпус прибора, эластичная мембрана 1 прогибается и нажимает на рычаг 2 легочного автомата. Рычаг 2 через звенья передачи открывает клапан 4, и кислород проходит к соплу инжектора 6 и одновременно к штуцеру индикатора. Струя кислорода, вытекающая из сопла 6, создает в корпусе инжектора разрежение и через обратный клапан 8 подсасывает наружный воздух, образуя кислородно-воздушную смесь. Состав смеси регулируется автоматически клапаном 9, связанным с пакетом анероидов 10. При увеличении высоты анероиды расширяются и уменьшают площадь проходного сечения для воздуха. На высоте около 9 км клапан 9 полностью закрывается, и в маску поступает чистый кислород. При желании летчик может прекратить подсос воздуха, повернув рукоятку 11. Это может понадобиться для десатурации или при появлении в кабине вредных примесей.

При выдохе давление в рабочей камере прибора увеличивается, мембрана 1 и рычаг 2 отклоняются влево, клапан 4 закрывается и подача кислорода прекращается до следующего вдоха.

Рис. 2.12. Принципиальная схема кислородного прибора – легочного автомата: 1 – мембрана; 2 – рычаг; 3, 5, 7, 15 – пружины; 4 – клапан; 6 – сопло инжектора; 8 – обратный клапан; 9 – клапан подсоса воздуха; 10 – пакет анероидов; 11 – ручной выключатель подсоса воздуха; 12 – диффузор инжектора; 13 – пакет анероидов механизма избыточного давления; 14 – колпачок; 16 – штуцер (сообщается с атмосферой)

Сопло инжектора имеет малое отверстие и может засориться. Для того чтобы не прекратилась подача кислорода, сопло выполняется в виде предохранительного клапана, закрываемого пружиной 5. Сопло срабатывает как клапан также и в тех случаях, когда потребный объем кислорода превышает пропускную способность сопла.

Чтобы уменьшить опасность кислородного голодания при негерметично надетой маске, прибор имеет дополнительный механизм, состоящий из анероидов 13, колпачка 14 и пружины 15. На высотах более 5 – 6 км анероиды расширяются и через колпачок 14 и пружину 15 начинают давить на мембрану. Если маска герметична и в ней на выдохе поддерживается подпор 0,35…0,40 кПа (35…40 мм вод. ст.), то сила внутреннего давления на мембрану превышает силу пружины 15, и во время фазы выдоха клапан 4 будет закрыт. Если же маска негерметична, то прибор обеспечит непрерывную подачу кислорода, как на фазе вдоха, так и на фазе выдоха, что видно по показаниям индикатора кислорода.

По описанной схеме выполняются бортовые кислородные приборы, предназначенные для полетов на высотах до 12 км.

Для получения необходимого парциального давления кислорода при полетах на больших высотах необходимо создать в легких избыточное давление кислорода.

Для обеспечения удовлетворительного снабжения кислородом организма человека кислородный прибор должен создавать под маской на высоте:

1. 6...12 км – избыточное давление 0,29...0,39 кПа для исключения подсоса воздуха под маску;

2. 13 км – избыточное давление 1,0 ... 1,2 кПа;

3. 14 км – избыточное давление 1,8 ... 2,1 кПа;

4. 15 км – избыточное давление 3,2 ... 3,4 кПа;

5. 16 км – давление 4,4 ... 4,8 кПа;

6. 17 км – давление 6,2 ... 6,6 кПа;

7. 18 км – давление 7,4 ... 7,8 кПа.

Рис. 2.12а. Схема индикатора кислорода: 1 – упругая мембрана; 2 – латунные диски; 3 – рычажная система; 4 – сегменты; 5 – шкала указателя с окнами; 6 – пружина

Кислородный указатель состоит из двух приборов, вмонтированных в один корпус: кислородного манометра и кислородного индикатора. Манометр (не показан на рис 2.12а) предназначен для замера давления кислорода, поступающего в кислородный прибор. Чувствительным элементом манометра является металлическая подковообразная (прямоугольная в поперечном сечении) трубка, которая по мере возрастания давления распрямляется на определенную величину и через передаточный механизм вращает ось, на которой посажена стрелка.

Индикатор кислорода предназначен для контроля подачи кислорода в маску. Схема индикатора кислорода представлена на рис. 2.12а. Механизм индикатора

состоит из двух скрепленных латунных дисков 2, между которыми зажата металлическая упругая мембрана 1. При возникновении потока кислорода через клапан легочного автомата давление по трубке передается мембране 1, которая под действием перепада давлений прогибается. Деформация мембраны 1 через рычажную систему 3 вызывает расхождение сегментов-шторок 4, которые при движении открывают окна на шкале 5 указателя. При вдохе сегменты 4 полностью расходятся. При выдохе под действием пружины 6 сегменты 4 сходятся и закрывают окна шкалы 5 указателя.