Дек 10

Система жизнеобеспечения человека в скафандре

Автономная система жизнеобеспечения, применяемая в комплекте со скафандром при выходе человека на поверхность Луны, должна быть рассчитана на работу в вакууме в условиях 1/6 земной силы тяжести и на поглощение большого количества тепла, излучаемого Солнцем, лунной поверхностью и производимого организмом человека.

В качестве примера рассмотрим устройство АСЖ (рис. 60), применяемой американскими космонавтами. Она состоит из семи основных подсистем:

– кислородного питания;

– поглощения продуктов дыхания;

– охлаждения;

– электропитания;

– связи;

– дистанционного управления;

– аварийной подачи кислорода.

Система кислородного питания обеспечивает подачу кислорода для дыхания и компенсацию утечек. Необходимый запас кислорода содержится в баллоне 1 под давлением 70 кгс/см2. В редукторе 11 давление кислорода снижается до рабочего. Баллон 1 заряжается кислородом через штуцер 12. Баллон может быть перезаряжен на борту корабля для повторного использования. Если подача кислорода уменьшается ниже заданного уровня, срабатывает звуковой сигнал.

Система поглощения продуктов дыхания включает поглотительный патрон 13, влагосборник 5, вентилятор 2, влагоотделитель 14.

Рис. 60. Принципиальная схема АСЖ [11]

1 – баллон с запасом кислорода; 2 – вентилятор; 5 – сублимационный теплообменник; 4 – насос; 5 – бак с запасом воды; 6 – аварийный запас кислорода; 7 – дистанционное управление; 8 – аккумулятор; 9 – скафандр; 10 – датчик температуры; 11 – редуктор; 12 – зарядный штуцер; 13 – поглотительный патрон: 14 – влагоотделитель; 15 – перепускной кран; 16 – разъем; 17 – датчик давления воды; 18 – автомат, регулирующий подачу воды; 19 – редукционный клапан; 20 – нагреватель; 21 –  запорный кран; 22 – включение аварийной подачи кислорода; 23 – подача кислорода; 24 – кислород из баллона; 25 – подача воды в КВО.

Выходящие из скафандра продукты дыхания (СО2, СО и другие вредные примеси) поступают в патрон 13. Сконденсировавшаяся влага поглощается влагоотделителем 14. Циркуляция кислорода в системе осуществляется вентилятором 2.

Система охлаждения включает две подсистемы – охлаждения кислорода, подаваемого в скафандр, и воды, циркулирующей в костюме с водяным охлаждением (КВО).

В схеме, показанной на рис. 60, применен холодильник сублимационного типа. Исследование сублимации (т. е. испарения твердого хладагента) представляет интерес вследствие ряда преимуществ перед другими способами теплоотвода.

Основными элементами сублимационного теплообменника являются пористые пластины (испарители). В настоящее время методами порошковой металлургии возможно получение пористых материалов из алюминия, никеля, нержавеющей стали и т. д.

Пористые пластины, изготовленные на базе алюминия, имеют размер пор 4–20 мкм.

На рис. 61 показана принципиальная схема сублимационного теплообменника. В нем имеются две пористые пластины 3, канал для охлаждаемой воды 1, два канала для испаряемой (сублимируемой) жидкости 2 и канал, где циркулирует газообразный теплоноситель (охлаждаемый газ) 4. Испарение сублимируемой жидкости происходит в вакууме 5. Теплоноситель отделен от сублимируемой воды тонкой перегородкой 6.

Рис. 61. Схема сублимационного теплообменника:

1 – охлаждаемая вода (жидкий теплоноситель); 2 – сублимируемая вода; 3 – пористые пластины; 4 – газообразный теплоноситель; 5 – выход пара в вакуум космического пространства; 6 – разделительные перегородки

Вес сублимационного теплообменника примерно 3–4 кгс.

Система подачи воды в костюм с водяным охлаждением включает насос 4 (см. рис. 60), перепускной кран 15, датчик температуры 10. При помощи перепускного крана 15 можно регулировать температуру подаваемой в КВО воды. Поскольку расход воды в системе КВО не превышает 1,5–2 л/мин, потребная мощность для привода насоса 4 составляет 1,5– 2 Вт. Разъем 16 снабжен обратными клапанами. При присоединении магистралей потери воды нет.

Электропитание – снабжение электроэнергией всех потребителей: вентилятора, водяного насоса, системы телеметрии, радиостанции. Обычно в ранцевых системах для этой цели устанавливают серебряно-цинковые аккумуляторы.

Система связи включает приемопередающую радиостанцию, антенное устройство, систему телеметрического контроля для передачи на борт корабля (или Землю) данных о физиологическом состоянии космонавта и работе отдельных систем.

Дистанционное управление предусматривает включение и выключение насоса 4, вентилятора 2 и подачу электроэнергии. Устроено дистанционное управление в виде пульта, располагаемого на груди космонавта.

Аварийная система подачи кислорода весит 18 кгс и располагает запасом кислорода 1,81 кгс. Эта система рассчитана на работу в течение 30 мин. Кислород хранится при давлении 471 кгс/см2.

Рассмотренная система жизнеобеспечения позволяет космонавту в течение 4 ч выполнять на поверхности Луны заданный комплекс работ. На случай аварийной ситуации имеется резервный блок, рассчитанный на подачу кислорода в течение 30 мин.

Ориентировочный вес АСЖ приведен в табл. 9.

Таблица 9

Ориентировочный вес автономной системы жизнеобеспечения

Наименование агрегата Вес в кгс
агрегатов суммарный
Система подачи кислорода 4,8
Система регенерации 4,5
Система охлаждения 5,7
Система подачи воды в КВО 2,3
Электрооборудование 3,5
Средства связи 4,2
Дистанционное управление 1,5
Корпус ранца 2,5
Система аварийной подачи кислорода 18
Расходуемые вещества: 7
– кислород в баллоне 500
– вода для охлаждения 3800
– вода в системе КВО 900
– аварийный запас кислорода 1800
Итого 54

Похожие статьи:

  1. Индивидуальные системы охлаждения Выполнение космонавтом различных работ в кабине корабля, открытом космосе или...
  2. Автономная система жизнеобеспечения (АСЖ) Измерения, проведенные при выходе в космос А. Леонова, и более...
  3. Скафандр мягкого типа Основными элементами скафандра мягкого типа (рис. 56) являются: – верхняя одежда;...

автор admin \\ теги: , , ,



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.