САМАРСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ

НИВЕРСИТЕТ

имени академика

С. П. КОРОЛЕВА

Кислородное оборудование учебное пособие

по дисциплине:

«Электрооборудование

летательных аппаратов

и силовых установок».

САМАРА

2005г.

Агрегаты работа и назначение систем кислородного оборудования. Учебное пособие Галкин Е.Ф., Шабалов П.Г, Сергеев М.В., Самара: СГАУ,2005.

Рассмотрено назначение, принцип действия и состав, особенности конструкции агрегатов системы кислородного спецоборудования.

Предназначено для студентов ВУЗов, обучающихся по военно-учётным специальностям ВВС.

Самарский государственный аэрокосмический университет

имени академика С.П.Королёва ,2005г

Оглавление Кислородное оборудование и высотное спецснаряжение.

1. Влияние параметров атмосферы и движения летательного

аппарата на жизнедеятельность экипажа……………………………..…4

2. Понятие о герметических кабинах………………………………………….7

3. Законы изменения давления воздуха в герметических кабинах……..7

4. Состав систем обеспечения жизнедеятельности экипажа…………..10

5. Принципы построения систем кислородного питания……………....10

6. Классификация систем кислородного питания………………………15

7.Общие сведения. Кислородное оборудование. Ми-8………………...17

8.Легкосъемное кислородное оборудование ККО-ЛС…………………20

9. Кислородный прибор КП-21…………………………………………..22

10. Кислородный прибор КП-58…………………………………………26

11. Разъединитель Р-58…………………………………………………...30

12. Кислородная маска КМ-16Н…………………………………………34

13. Кислородная маска КМ-15М………………………………………...35

14. Режимы работы комплекта ККО-5………………………………… 35

14.1 Работа ККО-5 в загерметизированной кабине………………… 35

14.1.1. Работа до "высоты" в кабине 1,5-2 км………………………35

14.1.2 Работа ККО-5 на "высотах" в кабине от 1,5-2 км до 8 км….35

14.2. Работа ККО-5 в разгерметизированной кабине………………..37

14.2.1. "Высота" в кабине менее 12 км……………………………..37

14.2.2. "Высота"в кабине более 12 км……………………………...38

14.3. Работа ККО-5 при аварийном покидании

летчиком самолета……………………………………………….40

Тема 18. Кислородное оборудование и высотное спецснаряжение.

1. Влияние параметров атмосферы и движения летательного аппарата на жизнедеятельность экипажа.

На жизнедеятельность и работоспособность экипажа ЛА в полете оказывают воздействие:

• пониженное атмосферное давление;

• уменьшение парциального давления кислорода с высотой;

• изменение температуры и влажности воздуха;

• ионизация воздуха атмосферы;

• перегрузки, вибрация, шум.

Влияние пониженного атмосферного давления.

Необходимое количество кислорода в крови растворяется лишь при определенном барометрическом давлении. Уменьшение барометрического давления ниже определенной физиологической нормы вызывает кислородное голодание (гипоксию). При этом уже с высоты 2,5 км организм человека начинает ощущать недостаток кислорода во вдыхаемом воздухе. Длительное кислородное голодание приводит к потере сознания и смерти. Это явление начинает проявлять себя с высоты Н=3-4 км.

Помимо указанного, пониженное барометрическое давление является причиной появления расстройств функций дыхания и сердечно-сосудистой системы организма человека.

Если барометрическое давление станет меньше 230 мм рт.ст., то возможно выделение из жидкостей организма пузырьков (эмбол) свободного газа, состоящего из азота (75-80%), кислорода (15-18%) и углекислого газа (2-10%). Эти пузырьки раздражают нервные окончания клеток, вызывая в тканях и суставах зуд и боль. Чем меньше окружающее давление, тем больше будет выделяться эмбол. Данное явление называется аэроэмболизмом.

При барометрическом давлении порядка 90 мм рт.ст. прекращаются дыхательные функции (см.рис.1.). При барометрическом давлении менее 47 мм рт.ст., что соответствует высоте полета 19000м наблюдается закипание подкожной жидкости (явление эмфиземы). При этом человек мгновенно погибает.

Влияние изменения парциального давления кислорода с высотой.

Как уже отмечалось, низкое парциальное давление вызывает кислородное голодание.

Парциальным давлением кислорода в воздухе называется часть общего давления воздуха, приходящегося на долю кислорода.

Парциальное давление уменьшается с поднятием на высоту, хотя процентное содержание кислорода в воздухе остается неизменным (0₂=21% до Н=100км).

Атмосфера Земли по своему составу является в основном азотно-кислородной смесью газов со следующим процентным соотношением: Таблица 1.

Явление кислородного голодания обусловлено тем, что для дыхания важно не процентное содержание кислорода а его парциальное давление. Парциальное давление кислорода определяет обмен газов между альвеолярным воздухом и венозной кровью, так как диффузия кислорода в кровь обеспечивается разницей парциальных давлений кислорода в альвеолярном воздухе и венозной крови.

На входе в легкие парциальное давление кислорода Ро₂ с учетом парциального давления водяных паров Рн₂о определяется по формуле:

где: αо₂- процентное содержание, кислорода в воздухе;

Рн - барометрическое давление воздуха на высоте Н;

- парциальное давление водяных паров в трахее

человека (при температуре 37°С).

В нормальных условиях:

При изменении Ро₂ в пределах 150-100 мм.рт.ст. у экипажа не наблюдается каких-либо физиологических изменений. Причто соответствует высоте 2900-3000 метров, в организме могут происходить функциональные расстройства, связанные с явлением гипоксии. Явление гипоксии или кислородного голодания в организме человека проявляется самым различным образом. Человек сначала испытывает общее недомогание, затем наблюдается состояние моральной и физической апатии. Ухудшается деятельность органов зрения и слуха, понижается световая чувствительность глаз и ухудшается острота зрения, появляется шум в ушах, ухудшается пульс и частота дыхания.

Длительное кислородное голодание приводит к потере сознания и может привести к смерти. Характерной особенностью гипоксии является то, что человек чаще всего не осознает тяжелого состояния, в котором находится, вплоть до потери сознания. Исходя из формулы Ро₂, необходимым условием сохранения нижней допустимой границы при падении Рн с увеличением высоты, является увеличение αо₂ во вдыхаемой газовой смеси. Однако на высоте 12 км величина, и дыхание даже чистым кислородом обеспечивает его парциальное давление на уровне 98 мм рт.ст., что определяет допустимую высоту полета при окружающем давлении.

На высотах более 12 км поддержание Ро₂ на уровне 98 мм рт.ст. возможно лишь при создании избыточного давления в легких летчика. Однако без принятия специальных мер, дыхание кислородом под избыточным давлением затруднено и болезненно.

Из вышеизложенного можно сделать вывод, что для поддержки парциального давления в пределах 150-98 мм.рт.ст. необходимо на ЛА применять системы кислородного питания.

Изменение температуры и влажности воздуха.

Изменение температуры и влажности воздуха приводит к снижению работоспособности и неприятным ощущениям, переходящим в стойкие нарушения нормальной жизнедеятельности человеческого организма: нарушение теплового баланса, сухость в носоглотке и слизистой оболочке глаз, кожа становится восприимчивой к инфекциям. Нормальной считается температура 21°С, а нормальной влажностью - 40-60%.

Для поддержания нормальной температуры применяются системы регулирования температуры воздуха в кабинах и вентилирующие костюмы.

Влияние ионизированного воздуха. Чистота воздуха может быть охарактеризована его электропроводностью. Чем чище воздух, тем значительней его электропроводность, тем больше содержится в нем атмосферных ионов (аэроионов) того или иного знака. Установлено, что аэроионы действуют на организм человека в основном через органы дыхания. Благоприятное влияние на организм оказывают, как правило, аэроионы отрицательного знака, которые улучшают окислительно-восстановительные процессы в живом организме. Уровень аэроионизации (АИ) существующих кабин ЛА значительно отличается от нормального уровня АИ в естественных условиях. На уровни АИ влияют: состояние атмосферной ионизации, светящиеся массы авиационных приборов, вентиляция кабин. Объективные физиологические исследования летчиков позволили установить характерные изменения в состоянии организма, выражающиеся в повышенной утомляемости при продолжительных полетах, когда уровень АИ превышает норму.

Влияние перегрузок, вибрации, шума.

Воздействие поверхностных сил на тело Рп сопровождается деформацией и относительным смещением частиц тела. Поэтому человеческий организм может перенести действие поверхностных сил ограниченной величины. Примером поверхностных сил являются сила тяги двигателя, аэродинамическая сила, действующая на ЛА в полете, сила реакции Земли О. Отношение поверхностных сил Fп, действующих на рассматриваемое тело, к силе реакции Земли G, с которой Земля действует на рассматриваемое неподвижное тело на широте 45°, называется перегрузкой:

Общее состояние человека при действии перегрузок характеризуется появлением чувства тяжести во всем теле, болевыми ощущениями, нарушением координации движений, расстройством зрения.

Продольные перегрузки в направлении "голова-ноги" и поперечные перегрузки "грудь-спина" считаются положительными, а в противоположном направлении - отрицательными. Наиболее сильное биологическое воздействие оказывают отрицательные продольные перегрузки. Лучше всего организм переносит боковые и поперечные перегрузки обоих знаков.

При положительных продольных перегрузках происходит отлив крови от головы и сердца к ногам, при отрицательных перегрузках кровь приливает к голове. Продолжительные продольные перегрузки действуют при выводе в пикирование. Пределы переносимости перегрузок сильно зависят от тренированности организма, длительности и направления перегрузки.

Для защиты от перегрузок применяют противоперегрузочные устройства, включающие в себя противоперегрузочные костюмы (ППК) и автоматы давлений (АД).

Влияние вибрации и шума: При воздействии вибрации могут возникать сосудистые и нервные расстройства, может снизиться умственная и физическая работоспособность, уменьшается острота зрения, т.е. возможность различать показания приборов при нормальном освещении приборных досок.

Длительное же пребывание человека в условиях шума может привести к возникновению болевых ощущений в ушах, общему раздражению и утомлению. При длительных и повторных воздействиях шума на человека у него может наступить временная или постоянная потеря слуха.