4.2.3. Системы вентиляции подшлемного пространства
Безмасочный гермошлем (ГШ) должен вентилироваться непрерывной подачей дыхательной смеси для вымывания углекислого газа и водяных паров (см. раздел 1.13). Для вентиляции ГШ в комплекте с ВКК на высотах до 12 км в ККО-5 применяется вентиляционное устройство шлема (ВУШ). На высотах более 12 км ВУШ автоматически отключается и вентиляция ГШ осуществляется непрерывной подачей, формируемо регулятором РПК-52.
Принципиальная схема ВУШ изображена на рис. 4.20. Данное устройство работает следующим образом. Кислород непосредственно от редуктора КР-26А через дюзу крана вентиляции дистанционного управления (ДУ) поступает в ВУШ, далее через открытый клапан 1 в полость над мембраной 8 и через сопло эжектора 7, в полость 4. Делее по трубопроводам через прибор КП-52М подается в гермошлем непрерывным потоком. Подсос воздуха эжектором осуществляется через клапан подсоса воздуха 5.
Рис. 4.20. Принципиальная схема вентиляционного устройства шлема: 1− клапан подачи кислорода; 2 − запорный клапан; 3, 6 и 8 − мембраны; 4 − смесительная камера эжектора; 5 − клапан подсоса воздуха; 7 − сопло эжектора; 9 − мембранный клапан; 10 − клапан дополнительной подачи; 11 − дюза.
В случае засорения сопла 7 расход кислорода через него уменьшается, давление над мембраной 8 увеличивается, мембранный клапан 9 откроется и кислород, минуя эжектор, поступит в полость 4 на вентиляцию ГШ.
Увеличение процентного содержания кислорода в газовой смеси, подаваемой ВУШ, осуществляется таким образом: на малых высотах (до 1,5—2 км) клапан подсоса воздуха 5 прижимается к седлу только усилием своей пружины. Во время работы ВУШ кислород, проходя с большой скоростью через сопло эжектора 7, создает разрежение, которое распространяется под клапан 5, в результате чего последний откроется.
С увеличением высоты полета на выходе РПК-52 увеличивается давление кислорода. Это давление распространится под мембрану 6, которая начнет с большей силой прижимать клапан 5 к седлу, подсос воздуха уменьшится и смесь обогатится кислородом. На высоте более 8 км создается такое давление под мембраной 6, что клапан подсоса воздуха 5 закроется, и на вентиляцию шлема будет поступать чистый кислород.
С высоты в кабине более 8 км давление кислорода в полости под мембраной 6 увеличится, откроется клапан 10 и через него поступит дополнительный поток кислорода, величина которого ограничена дюзой под клапаном 10.
Суммарный поток кислорода через дюзу 11 и дюзу крана вентиляции шлема ДУ обеспечит нормальную вентиляцию ГШ при работе комплекта на чистом кислороде.
При работе комплекта в режиме с избыточным давлением ВУШ автоматически выключается из работы, так как давление, возникшее в приборе КП-52М, распространяется через полость 4 под мембрану 3 а клапан 1 закрывается.
ГШ скафандра обычно вентилируется непрерывной подачей чистого кислорода. Его расход меньше чем мгновенный расход на пике вдоха, поэтому непрерывную подачу совмещают с прерывной, создаваемой легочным автоматом. На рис. 4.21 показана схема КП, который совмещает эти две функции.
Рис. 4.21. Принципиальная схема прибора с комбинированной подачей кислорода: 1 − рычаг легочного автомата; 2 − мембрана легочного автомата; 3 − дюза; 4 − линия непрерывной подачи кислорода; 5 − эксцентрик включения подачи кислорода в прибор; 6 − толкатель; 7 − клапан непрерывной подачи кислорода; 8, 10 − пружины; 9 − клапан периодической подачи кислорода; 11 − подвод кислорода к прибору; 12 − штуцер компенсирующего давления; 13 − подача кислорода в шлем; 14 − каска шлема.
Прибор монтируется непосредственно на шлеме скафандра. При открытии смотрового стекла шлема прибор автоматически выключается, а при закрытии автоматически включается и начинает работать.
Включение прибора происходит при повороте эксцентрика 5, освобождающего толкатель 6, прижатый им к клапану 7. Под действием давления кислорода и пружины 8 клапан 7 открывается, а соединенное с ним седло герметически перекрывает зазор между толкателем 6 и корпусом. В этом положении клапана кислород через дюзу 3 непрерывным потоком подается в шлем скафандра.
Количество поступающего через дюзу 3 кислорода зависит от величины его давления при входе в прибор и от диаметра дюзы.
Избыточное давление перед дюзой поддерживается постоянным при помощи отдельного редуктора.
При увеличении легочной вентиляции до 30 л/мин и более начинает работать легочный автомат, надмембранная полость которого соединена с оболочкой скафандра каналом 12, а подмембранная полость—каналом 13 со шлемом.
Схема системы жизнеобеспечения с таким прибором показана на рис. 4.25.
Рис. 4.22. Схема системы жизнеобеспечения аварийно-спасательного скафандра: 1 − кислородный прибор; 2 − разъем шлангов; 3 − провод электрообогревателя остекления шлема; 4 − парашютный кислородный прибор (ПКП); 5 − индикатор непрерывной подачи кислорода; 6 − индикатор прерывной подачи кислорода; 7 − кислородный редуктор; 8 − панель включения прибора; 9 − подогреватель воздуха; 10 − сигнализатор опасной высоты; 11 − трубка Вентури указателя расхода воздуха; 12 − автомат включения аварийной подачи воздуха; 13 − указатель расхода воздуха; 14 − регулятор расхода воздуха; 15 − автомат давления; 16 − фильтр линии наддува камер ППК; 17 − воздушный редуктор; 18 − ручной кран; 19 − ОРК; 20 − магистрали подвода воздуха; 21 − манометр; 22 − скафандр; 23 − рычаг включения подачи кислорода от ПКП; 24 − фал крепления нижней колодки ОРК к полу кабины; 25 − клапан подсоса воздуха; 26 − датчик температуры.
Полость скафандра вентилируется воздухом, а полость шлема, отделенная от полости скафандра шейной шторкой, кислородом. На схеме пунктирными линиями показаны системы вентиляции скафандра и наддува камер ППК.
Регенерационная система вентиляции.
Скафандры регенерационного типа обычно применяются без кислородных масок. Выдыхаемый воздух очищается от углекислоты и паров воды в поглотительных и регенерационных патронах, через которые непрерывно прогоняется газ, заполняющий свободный объем скафандра. Источником циркуляции служит эжектор, использующий энергию сжатого в баллоне кислорода, иди вентилятор с электроприводом.
Принципиальная схема регенерационной системы питания скафандра изображена на рис. 4.23.
Рис.4.23. Схема системы регенерации газа, вентилирующего скафандр.
Для создания в регенерационном скафандре необходимого давления, компенсации утечек и эжекции регенерируемого газа осуществляется непрерывная подача в систему кислорода из баллона через редуктор 1. Газ, отсасываемый из скафандра эжектором 2, по шлангу 8 проходит сначала через регенерационный патрон 9, затем через патрон с поглотителем влаги 10, смешивается с кислородом в смесительной камере эжектора 2 и по шлангу 5 поступает в распределительные трубки 7 скафандра.
Давление газа в скафандре контролируется манометром 4 и поддерживается регулятором давления 6. В качестве поглотителя углекислоты может быть использован специально обработанный гидрат окиси кальция (ХПИ − химический поглотитель известковый), а для поглощения паров воды − силикагель. Максимальная поглотительная способность 1 кг этих веществ составляет соответственно 120-150 л углекислоты и 350…400 г паров воды.
Высота регенерационного патрона должна быть не менее 150 мм. Удельный расход газа, приходящийся на единицу площади поперечного сечения патрона, должен быть от 0,2 до 0,55 л/(минсм2). Например, патрон, содержащий 1,4 кг ХПИ высотой 180 мм имеет диаметр 12 см.
Имеются химические вещества, способные выделять кислород, одновременно поглощая углекислоту и влагу. Поглощающие СО2 вещества работоспособны только при положительной температуре и наличии в газовой смеси паров воды.
В случае отказа регенерационного контура аварийный кран 3 позволяет включить подачу кислорода в скафандр непосредственно из баллона, минуя эжектор.
При необходимости терморегулирования на пути циркулирующего по замкнутому контуру газа устанавливают теплообменники для подогрева или охлаждения.
В авиации регенерационные скафандры применяют для обеспечения длительных полетов (более 10 час) на большой высоте (до 20 км).
В авиационных скафандрах регенерируется только дыхательный газ, вентилирующий ГШ с шейной шторкой, полость скафандра вентилируется воздухом.