Влияние пониженного давления на организм человека - раздел Образование, ОБОРУДОВАНИЕ САМОЛЕТОВ Понятие Резервного Времени. При Разгерметизации Кабины (Скафандра) На...
Понятие резервного времени. При разгерметизации кабины (скафандра) на высотах более 12 км или при прекращении подачи кислорода из кислородных приборов на высотах более 7 км парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе резко уменьшается и в течение так называемого резервного времени быстро развиваются болезненные явления, обусловленные острым кислородным голоданием.
| Таблица 1.1
|
| Среднее значение резервного времени
| | При прекращении подачи кислорода и последующем дыхании атмосферным воздухом
| При разгерметизации кабины (скафандра) и последующем дыхании кислородом без избыточного давления
| | высота полета, км
| резервное время, с
| высота полета, км
| резервное время, с
| |
|
|
|
| |
|
| 13,5
|
| |
|
|
|
| |
|
| 14,5
|
| |
|
|
|
| |
|
|
|
| |
|
|
|
| |
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
Резервным временем называется интервал времени, протекающий с момента внезапной разгерметизации кабины (скафандра) или прекращения подачи кислорода из прибора, в течение которого человек сохраняет сознание и может принять осознанное решение о спасении. Экспериментальные данные о величине резервного времени приведены в таблице 1.1.
На высотах до 13... 14 км применение чистого кислорода для дыхания существенно увеличивает резервное время. На высоте 16 км резервное время на чистом кислороде остается таким же, как при дыхании атмосферным воздухом. Это объясняется тем, что атмосферное давление на этой высоте составляет 10,2 кПа, а так как сумма парциальных давлений паров воды 6,3 кПа и углекислого газа 4 кПа в альвеолярном воздухе также равна 10,2 кПа, то парциальное давление кислорода в альвеолах теоретически равно нулю. В этих условиях при разгерметизации кабины даже при подаче в зону дыхания чистого кислорода без избыточного давления человек через 9 секунд теряет сознание с последующим летальным исходом.
Пониженное давление воздуха помимо кислородного голодания дополнительно оказывает вредное действие на организм человека, которое проявляется в следующих формах.
Высотный метеоризм обусловлен расширением газов в кишечно-желудочном тракте (например, при подъеме на высоту 12 км объем газов увеличивается примерно в 5 раз) и проявляется в болевых ощущениях полости живота; в подъеме диафрагмы и уменьшении емкости легких, с последующим снижением легочной вентиляции. Кроме того, возникают ряд других расстройствах нормальной деятельности организма человека.
Аэроэмболизм, или декомпрессионная болезнь, проявляется при подъеме на высоты 8...13 км и вызывается выделением, растворенного в крови и тканях газообразного азота. В нормальных земных условиях в крови и тканях человека растворено около 1,0...1,5 л азота. При понижении давления растворимость газов уменьшается. В связи с этим азот, содержащийся в крови, выделяется в виде мелких пузырьков, которые оказывают механическое давление на нервные окончания определенных частей тела человека. Это создает болезненные ощущения в мышцах и суставах. Чаще всего поражаются плечевой и коленный суставы. Подобные декомпрессионные расстройства возникают и проявляются в полете тем сильнее, чем больше скорость падения давления. При снижении с больших высот до – 7 км боли в суставах исчезают.
Для профилактики декомпрессионных расстройств необходимо перед полетом в течение 40...60 мин дышать чистым кислородом. При этом происходит освобождение организма от азота. Так 45-минутная десатурация перед подъемом на высоту 12 км значительно уменьшает вероятность появления декомпрессионных расстройств.
При быстром снижении и подъеме самолета, особенно на малых высотах, где скорость изменения давления по высоте наибольшая, человек ощущает боли в полузакрытых полостях среднего уха и лобной пазухи, особенно чувствительных при заболеваниях носоглотки. Быстрое повышение давления (спуск) переносится человеком хуже, чем понижение давления (подъем).
Затяжной кашель появляется на больших высотах вследствие того, что при пониженном давлении резко выдыхаемый с большой скоростью воздух (кашель) не обладает достаточной способностью для удаления раздражающих дыхательные пути веществ.
Высотная эмфизема тканей возникает при наборе высоты более 19,2 км. Как известно, человеческий организм содержит около 70% воды. На высоте 19,2 км давление атмосферы становится равным давлению насыщенных паров воды при температуре 37°С (внутренняя температура человеческого тела). Это вызывает переход воды из жидкой фазы – в парообразную. Образовавшиеся пузырьки пара скапливаются под кожей и оттягивают ее от мышц. Например, при подъеме без соответствующей защиты рук на высоту более 19,5 км через 5...10 мин начинается вздутие кистей рук, а через 15 мин пальцы настолько увеличиваются в объеме, что работа кистью становится невозможной. После спуска ниже 17 км подкожные вздутия исчезают без последствий.
Взрывная декомпрессия. Быстрое падение давления в ГК до давления окружающей атмосферы (внезапная разгерметизация) называется взрывной декомпрессией. При взрывной декомпрессии давление в легких не может уменьшиться так же быстро, поэтому возможны механические повреждения легких – разрывы, внутренние кровоизлияния, падение кровяного давления, замедление ритма сердца. Степень расстройств, вызванных взрывной декомпрессией, зависит от интенсивности падения давления в кабине до атмосферного, называемой относительным расширением газов βотн, а также от времени падения давления
, (1.3)
где рко , рк – соответственно давление воздуха в кабине к моменту ее разгерметизации и давление, установившееся после разгерметизации.
Экспериментально установлено, что если выравнивание давлений происходит за время τ < 0,02 с, то действие взрывной декомпрессии безопасно при значениях βотн < 3, если τ > 0,5, то βотн может быть в несколько раз больше.
Пример 1. Воспользовавшись формулой (1.3), определить предельную высоту полета для безопасной взрывной декомпрессии, если высота в кабине составляет 1,5 км (ей соответствует давление рко = 86,3 кПа), искомая величина рк = 33 кПа, чему соответствует предельная высота полета 8,5 км.
|
| Рис. 1.3. Названия, направления и знаки перегрузок, действующих на человека в полете: nпр –продольная перегрузка; nпоп – поперечная перегрузка; пбок – боковая перегрузка
|
Пример 2. Найти предельно допустимое давление в кабине самолета рко (и соответствующую высоту) с высотой полета равной 11 км (рк = 23,2 кПа) в случае внезапной разгеметизации салона. Искомая величина составляет рко = 57 кПа, что соответствует максимально допустимой высоте кабины 4,8 км.
Все темы данного раздела:
Основные условные обозначения
H, h – высота полета, м (км)
p – давление газа, Па
ρ – плотность газа, кг/м3
Г – процентное содержание кислорода в воздухе
Индексы
H, h – параметр высоты полета
альв – альвеолы
кисл – кислород
пр – продольный
попер – поперечный
эк – экипаж
пасс – пассажир
Основные свойства земной атмосферы
Полеты современных летательных аппаратов, использующих аэродинамические и аэростатические принципы, осуществляются в атмосфере земли. С этой точки зрения необходимо иметь представление как о структ
Основы физиологии дыхания человека
Источником энергии для жизнедеятельности человека являются химические реакции окисления пищевых продуктов кислородом, потребляемым при дыхании. При вдохе воздух через носоглотку, трахею и бронхи по
Воздействие динамических факторов на организм человека
Появляющиеся в полете ускорения, вызывают инерционные силы, воздействующие как на отдельные органы и массу крови, так и на человека в целом. Воздействие ускорений принято выражать величиной перегру
Назначение и требования, предъявляемые к кислородному оборудованию самолетов
С подъемом на высоту уменьшается парциальное давление кислорода, что приводит к кислородному голоданию. Во избежание этого на самолетах устанавливают кислородное оборудование, которое предназначено
Источники кислорода
Тип источника кислорода на борту самолета определяется, в основном, общей массой кислорода, необходимого для обеспечения одного полета с учетом возможной разгерметизации кабины.
В качестве
Кислородные приборы с непрерывной подачей кислорода
В кислородных системах с приборами непрерывной подачи кислород поступает в маску постоянным потоком. В таких системах применяются кислородные маски открытого типа, с подсосом воздуха непосредственн
Кислородные приборы с периодической подачей кислорода
Бортовые кислородные приборы.
Основным и наиболее распространенным типом бортового кислородного прибора являются приборы с периодической подачей. В чистом виде принцип легочного автомата,
Кислородные маски
Наиболее простым способом защиты от гипоксии является подача обогащенной кислородом газовой смеси или чистого кислорода через кислородную маску (КМ). Кислородные маски служат для подвода кислорода
Личное снаряжение летчика
Компенсирующий жилет
Рис
Запас кислорода на борту самолета
Основными данными для определения необходимого для типового полета запаса кислорода являются: максимальная высота полета самолета; продолжительность (дальность) полета; профиль полета; тип кислород
Схемы герметических кабин
Полеты современных самолетов осуществляются на высотах, где атмосферное давление не может обеспечить приемлемые условия для здоровья и работоспособности человека. С целью ограждения человека и ряда
Требования, предъявляемые к атмосфере кабины самолета
Основным назначением самолетных СКВ является создание условий, необходимых для обеспечения нормальной жизнедеятельности и работоспособности пассажиров и экипажа в полете на различных высотах и в лю
Характеристики герметичности кабины
Создать абсолютно герметичную кабину весьма сложно: стыки листов обшивки, электровводы, выводы элементов механического управления и т. п. – все это имеет неплотности (щели), через которые может про
Элементы конструкции герметических кабин
Герметическая кабина представляет собой герметизированный отсек фюзеляжа, внутри которого при полете на больших высотах поддерживается избыточное давление, доходящее до 40…50 кПа.
Проверка герметичности кабин
Рис. 3.3. Схема проверки герметичности кабин мето
Способы регулирования давления воздуха в ГК
Поддержание в ГК определенного давления обеспечивается подачей в отсеки предварительно сжатого воздуха. Возможны следующие способы регулирования давления воздуха в отсеках и кабинах ЛА:
а)
Источники наддува ГК
Наддув атмосферных кабин (создание в них повышенного давления) осуществляется атмосферным воздухом. Выбор источника наддува кабин или отсеков зависит от назначения самолета, типа силовой установки
Программы изменения давления воздуха в ГК самолетов
Для удобства пассажиров и сохранения работоспособности экипажа в кабинах самолета желательно иметь давление, близкое к давлению атмосферы над уровнем моря. Однако поддержание такого давления в каби
Агрегаты оборудования герметической кабины
Одной из важных задач СКВ является поддержание заданного давления воздуха в ГК. Это обеспечивается с помощью различных регуляторов давления. Тип регулятора определяется значениями входного и выходн
Сетевые регуляторы давления
Рис. 3.11. Схема сетевого регулятора избыточного
Защитные устройства гермокабины (ГК)
Рис. 3.12. Защитные устройства герметических каби
Назначение систем кондиционирования воздуха
Системы кондиционирования воздуха (СКВ) предназначены для создания условий, необходимых для обеспечения нормальной жизнедеятельности и работоспособности человека в полете, а также для нормальной ра
СКВ на легком скоростном самолете
Устройство СКВ на легком скоростном маневренном самолете проще, чем на пассажирском, так как создание комфортных условий здесь компенсируется средствами индивидуального жизнеобеспечения. Преобладаю
Тепловой режим кабин и отсеков ЛА
Тепловое состояние оборудования или людей, находящихся на борту ЛА, определяется источниками выделения или поглощения тепла; видом теплообмена с окружающей средой (конвекция, теплоизлучение, теплоп
Теплоизоляция стенок кабин
Из всех слагаемых уравнения (4.1) наиболее существенным для потребной мощности СКВ является тепловой поток, поступающий или уходящий через стенки Qст (формула 4.2). Поэтому с цель
Способы обогрева кабин
Обогрев воздухом, отбираемым от компрессоров газотурбинных двигателей (ГТД). В случае применения в силовых установках самолетов ГТД (ТРД, ТВД и др.) решение задачи обогрева кабин не представляет сл
Теплообменные аппараты
Охлаждение воздуха в системе кондиционирования осуществляется в теплообменных устройствах, в которых происходит передача тепла от более нагретого теплоносителя к менее нагретому. Классификация этих
Осушение воздуха в системах кондиционирования
Рис. 4.8. Схема влагоотделителя:
1 – входной фл
Увлажнители воздуха в системе кондиционирования
При полетах в летнее время на высотах до 3 км относительная влажность воздуха в кабине находится в допустимых пределах и дополнительного увлажнения не требуется. На больших высотах влажность атмосф
Регулирование температуры воздуха в кабине
Рис. 4.13. Схемы систем регулирования те
Общие положения и назначение гидравлических систем самолетов
В настоящее время в самолетах гидравлические системы в основном используются в силовых устройствах и приводах управления самолетом, для уборки и выпуска шасси, закрылков, аэродинамических тормозов;
Роторные насосы
К источникам питания гидросистем относятся объемные гидронасосы. Они преобразуют механическую энергию привода в энергию давления движущейся жидкости.
Принцип действия объемного насоса суще
Пластинчатые насосы
Пластинчатые насосы в авиации часто применяются в виде четырехпластинчатого агрегата с плоскостной кинематикой (см. рис. 5.3.). Ротор представляет собой полый цилиндр с радиальными прорезями, в кот
Шестеренные насосы
Шестеренный насос с наружным зацеплением (рис. 5.4) представляет собой пару, как правило, одинаковых шестерен, находящихся в зацеплении и помещенных в корпус. Его стенки охватывают шестерни со всех
Аксиально - роторные насосы
Аксиально-роторные насосы и двигатели являются механизмами обратимого действия, т.е. насос может работать как двигатель. Если в линию высокого давления насоса подводить давление рабочей жидкости, т
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ АККУМУЛЯТОРЫ
Гидроаккумулятор – емкость, предназначенная для накапливания и возврата энергии рабочей жидкости, находящейся под давлением вследствие сжатия и расширения газа.
Гидроаккумулятор представля
СИЛОВЫЕ ПРИВОДЫ
Силовые приводы-двигатели являются устройствами, в которых энергия жидкости или газа повышенного давления преобразуется в механическую работу. По виду движения различают приводы линейного, углового
Гидравлические следящие устройства
В связи с увеличением размеров самолетов и возрастанием скоростей их полета усилия на ручке и педалях летчика без применения средств механизации превысили бы его физические возможности. Это потребо
Агрегаты регулирования потока рабочего тела по расходу и давлению
К этой группе агрегатов относятся распределительные устройства для изменения потока рабочего тела по направлению и расходу, а также регуляторы давления. Эти агрегаты являются обязательными элемента
Методы разгрузки насосов
Рис. 5.17б. Схема редукционного клапана.
1 – пр
Особенности возникновения пожара
Как показывает опыт эксплуатации авиационной техники частой причиной аварий и катастроф являются пожары.
Следует отметить, что пожар есть процесс окисления горючих веществ кислородом окруж
Меры пожарной безопасности
С целью увеличения пожарной безопасности на самолете необходимо применять как профилактические, так и конструктивные мероприятия. Они должны предотвратить возникновение открытого огня, а при возник
Система защиты летательного аппарата от пожара
Система защиты летательного аппарата от пожара включают в себя устройства о сигнализации возникшего пожара и средства непосредственного тушения.
В соответствии с требованиями Норм летной г
Способы пожаротушения и возможности их применения в салонах летательных аппаратов
Успешная борьба с пожаром, спасение людей, сведение ущерба от пожара и его тушения к минимуму во многом зависят от правильного выбора средств пожаротушения.
При выборе способа пожаротушени
Системы защиты ЛА от взрыва
При взрыве происходящая экзотермическая реакция вызывает резкое увеличение давления в ограниченном пространстве. Возникающие при этом нагрузки на элементы конструкции настолько велики, что приводят
Основные факторы обледенения
Широкое применение авиации в деятельности человека вызывает большие проблемы по безопасности полетов и, в частности, защиты летательных аппаратов от обледенения. Обледенение самолетов и вертолетов
Виды и формы льдообразований
Ледяные наросты, образующиеся на частях летательных аппаратов, весьма различны и зависят от воздействия комплекса многих факторов, таких как размер переохлажденных капель, температура среды и скоро
Влияние обледенения на летные характеристики и безопасность полетов ЛА
Обычно обледенению подвержены следующие поверхности агрегатов ЛА:
- передние кромки крыла и оперения;
- входные кромки воздухозаборников двигателей;
- ВНА компрессора дви
Сигнализаторы обледенения
Безопасность полетов летательных аппаратов в значительной степени зависит от контроля метеорологических условий полета и своевременного выявления начала процесса его обледенения. Это осуществляется
Способы и системы защиты ЛА от обледенения
Для защиты ЛА от обледенения используются ПОС, действие которых основано на одном из следующих способов защиты: механическом, физико-химическом или тепловом.
Механический способ зак
Механические противообледенительные системы
Механические ПОС относятся к системам циклического действия. Для эффективной их работы необходимо образование определенной толщины льда. Удаление льда при работе механических противообледенительных
Жидкостная противообледенительная система.
На некоторых самолетах применяются жидкостные ПОС для защиты остекления лобовых частей фонаря, блистера штурмана и т.д. В этой системе на защищаемую поверхность подается жидкость, которая или пониж
Тепловые ПОС
В настоящее время для защиты ЛА от обледенения наиболее часто применяются тепловые ПОС, которые можно подразделить на две группы – воздушнотепловые и электротепловые. В основу такого деления положе
Новости и инфо для студентов