4.2. Теплозащитное снаряжение и системы вентиляции снаряжения

4.2.1. Теплозащитное снаряжение

Теплоизолирующий костюм помогает сохранять теплоустойчивое состояние организма человека в арктических условиях и при попадании в ледяную воду. Человек, одетый в герметичный и теплоизолирующий костюмы, отдает в воду с температурой 0° С столько же тепла, сколько на открытом воздухе при минус 15…20° С. Вместе с тем должно быть обеспечено удобство работы летчика в полете, а защита рук и ног от холода не должна стеснять свободы движений.

Материалы, применяемые для теплоизолирующего костюма, должны быть легки, эластичны, негигроскопичны и малотеплопроводны.

Желательно, чтобы материалы были негорючими. Известно, что наименьшей теплопроводностью обладают материалы, имеющие максимальную относительную толщину воздушных прослоек или ячеек. Хороший материал должен быть упругим, т. е. его ячейки под влиянием внешних сил не должны давать остаточной деформации.

Из материалов органического происхождения предпочтение следует отдать шерстяному войлоку из оленьих очесов. Его недостатком является сорбционное влагопоглощение. Большим термическим сопротивлением обладают искусственные синтетические материалы типа губчатой резины с замкнутыми или открытыми воздушными порами. Такой материал наряду с отличными теплоизолирующими свойствами мало поглощает влаги, легко просушивается и не может загнить.

Вентилируемый костюм

Основное назначение вентилируемого костюма — защищать человека от перегрева и удалять влагу, испаряющуюся с поверхности кожи. Тепловой баланс организма человека, работающего в герметичном вентилируемом снаряжении, сохраняется в результате определенного сочетания расхода, температуры и влажности подаваемого воздуха. Потребное количество воздуха составляет 300…400 л/мин, а температура этого воздуха должна примерно соответствовать графику, приведенному на рис. 4.13.

При больших тепловых нагрузках важно обеспечить испарение всей выделенной телом влаги и тем самым помочь организму сохранить нормальную температуру. Надо подобрать такой оптимальный режим вентиляции, чтобы не было пота, скатывающегося в виде капель, и в то же время отсутствовало ощущение переохлаждения.

Хороший вентилируемый костюм должен отвечать следующим основным требованиям:

1) обеспечивать равномерную вентиляцию всех частей тела, поддерживая поверхность кожи в относительно сухом состоянии, и не вызывать местного перегрева или переохлаждения;

2) не стеснять движений, быть мягким и гибким и не оказывать болезненного давления да тело;

3) иметь малое гидравлическое сопротивление.

Рис. 4.13. Зависимость потребной температуры воздуха на входе в вентилируемое снаряжение от температуры в окружающей среде.

Простейший вентилируемый костюм можно представить в виде системы перфорированных трубочек диаметром 6…8 мм, помещенных между нижней и верхней одеждой человека. Практически удобно закреплять трубочки на внутренней поверхности внешней одежды. В случае скафандра или морского костюма этой одеждой является теплоизолирующий костюм, надеваемый под герметичную оболочку.

Недостатками такой схемы (при малом числе трубочек) могут быть неравномерная вентиляция всей поверхности тела и высокое гидравлическое сопротивление. При большом числе параллельных трубопроводов можно достигнуть весьма малого сопротивления, однако, от этого увеличиваются жесткость и масса костюма.

Отдельный вентилируемый костюм (мягкий без каркасированных трубопроводов) обычно состоит из двух слоев тонкой ткани. На внутреннем (обращенном к телу) слое расположено множество мелких отверстий диаметром 1,5—2 мм, через которые вентилирующий воздух обдувает человека. Между двумя слоями ткани помещены гибкие прокладки, обеспечивающие проходы для воздуха во всех направлениях, и упругие круглые шайбы с большими отверстиями, соединяющие внутреннюю и внешнюю ткань костюма. Через эти отверстия, расположенные по всей поверхности с шагом около 100 мм, отработанный воздух выходит наружу

На рис. 4.14 показаны типичные схемы вентилирующих устройств.

Рис. 4.14. Схемы вентилирующих устройств: 1 – нижнее бельё; 2 – перфорированные эластичные трубки; 3 – внешний теплозащитный слой; 4 – перфорированные панели.

Простейшая распределительная система состоит из перфорированных трубочек 2, помещенных между нижней 1 и верхней 3 одеждой летчика. В другом варианте распределительная система состоит из двух слоев ткани. На внутренней (обращенной к телу) стороне расположено множество отверстий, через которые воздух нагнетается в пододёжное пространство, а между слоями расположены окна для отвода воздуха наружу.

Вентилирующие носки являются важной деталью вентилирующей одежды. Теплозащита ног вызывает немало хлопот. Следует также иметь в виду, что в полёте летчик все время находится в сидячем положении, которое ухудшает кровоснабжение ног. Принцип действия вентилирующих носков тот же, что и у вентилирующего костюма. Между двумя слоями оболочки циркулирует воздух, выходит он наружу через отверстия во внутренней оболочке. Основная масса воздуха, поступающего в носок, выходит через отверстия в стельке и обогревает пальцы ног.

Костюм не ограничивает движений, так как имеет ряд разрезов, которые используются также для подвода шлангов компенсирующего и противоперегрузочного костюмов.

Недостатком мягкого костюма является нестабильность распределения воздуха при различных положениях человека: стоя, сидя и особенно при затянутых ремнях подвесной системы парашюта.

Оптимальный вентилируемый костюм, по-видимому, должен быть комбинированным и иметь наряду с вентилирующими панелями и мягкими каналами также систему разветвленных трубопроводов. Панели обеспечивают малое гидравлическое сопротивление, а сеть трубопроводов — относительную стабильность распределения воздуха.

Один из вариантов подвода вентилирующего скафандр воздуха показан на рис. 4.15.

Рис. 4.15. Вариант подвода вентилирующего скафандр воздуха: 1 – подвод воздуха; 2 – регулятор давления; 3 – распределительные трубки.

На основании теоретических расчетов и экспериментальных исследований определено, что при температуре наружного воздуха от -50 до +50°С потребная вентиляция снаряжения летчика должна составлять 250...350 л/мин, при этом температура воздуха, подаваемого на вентиляцию, должна поддерживаться от 10 до 80 С.

Комплект вентилирующей одежды имеет массу примерно 3,2 кг (костюм – 2,0 кг, носки - 0,4 кг, перчатки - 0,3 кг и шлемофон - 0,5 кг).