Апр 10

Последняя усовершенствованная система подачи кислорода составляет примерно половину первоначальной по объему и имеет две трети ее веса (табл. 1). Миниатюрные компоненты в ней расположены так, что одна стенка образует камеру для хранения кислорода под давлением и одновременно для размещения регулятора давления. Отсек для регулирования давления находится внутри камеры для хранения кислорода, имеющей тороидальную форму. Все небольшие клапаны и соединения также расположены внутри основного контейнера.

Таблица 1

Сравнение первоначального и последнего вариантов аварийной системы подачи кислорода

Первоначальная конструкция

Последняя конструкция

Вес, кг

2,3

1,5

Объем, дм3

1,5

0,6

Материал, из которого изготовлены баллоны

AMS 4340 (покрытый никелем)

инконель 718

Количество стадий редуцирования Диапазон давления, выдерживаемого баллоном, кг/см2

2

1

0–614

0–614

Регулируемое давление, мм рт. ст.

181±10

181±16

Скорость потока на выходе, г/час

0–910

0–910

Емкость кислородного баллона, г

91

91

Переход от обычной системы газового охлаждения, используемой в скафандрах, к системе водяного охлаждения составляет, пожалуй, самое существенное изменение в скафандре для экипажа космического корабля «Аполлон». Такая конструкция, созданная под влиянием идей английских специалистов, позволяет повысить допустимые уровни энерготрат космонавтов при выполнении средней и тяжелой физической нагрузки в условиях Луны. В начале разработок скафандра энерготраты космонавта определялись соответственно как 230 и 400 ккал/час, а по последним данным, они равны 400 и 500 ккал/час. Любая температура, вызывающая интенсивное потоотделение космонавта, будет нежелательным физиологическим стрессом. При отводе тепла 230 ккал/час испарением космонавт в течение 4-часовой лунной экспедиции потеряет в весе около 1,5 кг.

К недостаткам системы газовой вентиляции в условиях максимальной метаболической активности относится трудность распределения газового потока таким образом, чтобы весь образующийся пот действительно испарялся и выводился потоком газа. По мнению Беггса, оставшийся на поверхности тела пот способствует обезвоживанию организма, но препятствует охлаждению. Обезвоживание, превышающее 2% веса тела, специалистами космической медицины считается серьезным физиологическим стрессом. Они также полагают, что потеря влаги организмом человека значительно возрастает при давлении окружающей среды ниже нормального атмосферного.

Разработанная система водяного охлаждения представляет собой трубопроводы из поливинилхлорида длиной около 80 м и внешним диаметром 3 мм.

Трубы распределяют по поверхности тела примерно в зависимости от его массы. Вода циркулирует по трубопроводу с очень малой скоростью; тепло с поверхности тела через стенки трубопровода передается воде, которая затем поступает в теплообменник, называемый сублиматором, расположенный в портативной системе жизнеобеспечения (рис. 1). Сублиматор весит приблизительно 6 кг и занимает объем 6,5 дм3, тогда как ребристый теплообменник с гигроскопическим материалом, использовавшийся в системе воздушного охлаждения, весит почти столько же, но его объем 8,3 дм3.

Максимальный отвод тепла сублиматором 760 ккал/час. Это почти на 150 ккал/час больше первоначально запланированной величины. В настоящее время требуется отводить в течение всей операции при выходе из корабля на Луну 1760 ккал. Сюда входит тепло, выделяемое организмом в процессе жизнедеятельности, поглощаемые тепловые лучи Солнца и других источников, а также тепло, выделяемое системой жизнеобеспечения.

Фирмой Гамильтон Стандард проведены испытания системы водяного охлаждения в опыте на третбане. Энерготраты испытуемого достигали 500 ккал/час, т. е. были аналогичны энерготратам космонавтов в короткие периоды максимальной активности. Температура подаваемой в трубопровод воды в количестве 1,8 кг/час повышалась примерно на 5°С. Испытуемые были одеты в комбинезоны из пластика, резины и теплоизоляционного материала, который сокращал до минимума отвод тепла другими путями. Во время опытов с интенсивным выполнением физической работы не отмечалось сколько-нибудь значительного перегревания организма. Все обследуемые лица субъективно чувствовали себя вполне нормально.

Поскольку первоначальная система воздушного охлаждения скафандра аналогична системе, используемой в командном отсеке и лунном экспедиционном корабле, переход к системе водяного охлаждения потребовал изменений в системе жизнеобеспечения. Они сводились в основном к перемещению компонентов. Однако в жидкостном контуре портативной системы жизнеобеспечения объем циркулирующего кислорода определяется его количеством, необходимым для очистки гермошлема от окиси углерода. Газ подается непосредственно в гермошлем со скоростью 57 г/мин.

Жидкостный контур включает небольшой погружной насос, трубопровод, идущий через теплообменник, и клапан, управляемый вручную, для регулирования температуры воды, поступающей в скафандр. Аккумулятор воды компенсирует небольшие изменения ее объема в системе, вызванные температурными колебаниями и изгибами трубопроводов при нормальной работе космонавтов.

Путь тока жидкости в сублиматоре напоминает течение в ребристом теплообменнике. К пластинкам, образующим стенки трубопровода, по которому течет вода, прилегают металлокерамические пластинки с очень мелкими порами. Одной стороной каждая пористая пластинка открывается в вакуум; полость между другой стороной пластинки и пластинкой, образующей поток для воды, заполняется водой под небольшим давлением. Проходя сквозь поры пластинки и приближаясь к стороне, открывающейся в вакуум, вода замерзает. Тепло, которое переносится по трубопроводу вместе с водой, поступает по ребрам к пористой металлической пластинке. Скорость сублимирования льда с пористой пластинки находится в прямой зависимости от количества тепла, переносимого током жидкости к сублиматору. Эта система основана на принципе саморегулирования и не нуждается в клапанах для изменения количества воды, поступающей в сублиматор. Кроме того, она не требует клапанов, чувствительных к температуре или давлению, для поддержания определенного давления в теплообменнике.

По сравнению с предлагавшейся ранее системой сублиматор отводит в час примерно на 30% больше тепла на каждый килограмм оборудования и на 40% больше по отношению к своему объему. Отношение объема сублиматора к общему объему портативной системы жизнеобеспечения в последнем варианте составляет 65–70%. Беггс заявил, что на данном этапе практически не осталось крупных нерешенных проблем, связанных с портативной системой жизнеобеспечения.

Похожие статьи:

  1. Существенные изменения в конструкции скафандра для экипажа космического корабля «Аполлон» – продолжение Гермошлем. Летом 1964 г. началась разработка гермошлема в виде прозрачного...
  2. Последний вариант скафандра для экипажа космическоко корабля «Аполлон» – начало Р. ХИББЕН При доработке скафандра для экипажа космического корабля «Аполлон»...
  3. Индивидуальные системы охлаждения Выполнение космонавтом различных работ в кабине корабля, открытом космосе или...

автор admin



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.