13.2. Кислородное оборудование самолетов

Кислородное оборудование предназначено для повышения парциального давления кислорода во вдыхаемой смеси вследствие увеличения его концентрации и избыточного давления.

В зависимости от способа хранения кислорода на самолетах применяют системы с использованием газообразного или жидкого кислорода. Применение жидкого кислорода позволило в 5—6 раз уменьшить массу и габариты емкостей для хранения кислорода. Вместе с тем усложнились условия его хранения и эксплуатации кислородных систем, поскольку жидкий медицинский кислород, находящийся в контейнерах вследствие низкой температуры и постоянного притока тепла извне, непрерывно испаряется, и поэтому необходимо пополнять его запас вплоть до вылета самолета. Современные емкости для хранения жидкого кислорода выполнены по принципу сосуда Дюара и сокращенно обозначаются КПЖ (кислородный прибор жидкостной). Между стенками его внешнего и внутреннего сосудов имеется значительная вакуумная изоляция, чем предотвращается интенсивное испарение жидкого кислорода.

На пассажирских самолетах применяются системы с использованием только газообразного кислорода. Газообразный кислород хранится в баллонах, и в зависимости от его давления системы подразделяются на кислородные системы высокого давления с максимальным значением до 15 МПа (150 кгссм2) и системы низкого давления — до 3 МПа (30 кгссм2).

По способу подачи кислорода кислородные приборы подразделяются на приборы с непрерывной и периодической подачей, а в зависимости от назначения — на стационарные, переносные и парашютные.

Приборы с непрерывной (струйной) подачей кислорода под маску удобны в пользовании и создают малое сопротивление вдоху. Однако они характеризуются большим расходом кислорода и небольшой высотностью применения изза того, что маска негерметично прилегает к лицу человека. Принцип непрерывной подачи кислорода положен в основу переносных, парашютных и стационарных приборов коллективного пользования пассажирами.

Переносные приборы используются теми пассажирами, которые по состоянию здоровья почувствовали необходимость в кислородном питании. Такими же приборами могут пользоваться и члены экипажа в случае необходимости выполнения работ вдали от рабочих мест.

На некоторых пассажирских самолетах взамен применения переносных приборов устанавливаются стационарные приборы коллективного пользования.

Парашютные приборы служат для обеспечения питания кислородом членов экипажа при аварийном покидании самолета. Они могут быть также использованы в качестве резервных источников кислорода при выходе из строя стационарного прибора.

На смотреть статью под номером 13.2 показана схема парашютного кислородного прибора КП27М. Емкостью для хранения кислорода служит батарея баллончиков . Батарея заполняется кислородом через зарядный штуцер 4. Давление контролируется манометром МК14М.

Прибор включается автоматически в момент катапультирования. Объединенный разъем, установленный на кресле, раскрывается прикрепленным к полу тросом. Верхняя колодка разъема уходит вместе с пилотом. Обратные клапаны, расположенные в штуцерах верхней колодки, перекрывают все коммуникации и изолируют органы дыхания от окружающей атмосферы.

В момент раскрытия объединенного разъема тросик 12 выдергивается из отверстия шпильки 6 пускателя 7, освобождая от стопорения рычаг 8 и шток 9. Шток под действием пружины перемещается и открывает запорнопусковой клапан 5. Кислород через капиллярную трубку 3, выполняющую роль редуктора, поступает в полость А из батареи баллончиков и из дополнительного баллончика 2. Затем кислород по каналу Б поступает в кислородную маску и пневмосистему компенсирующего костюма.

При отказе стационарного кислородного прибора или при израсходовании бортового запаса кислорода возможно ручное включение прибора КП27М. Для этого необходимо резко потянуть рукоятку .

Рабочие места экипажей самолетов оборудуются стационарными приборами с периодической подачей кислорода под герметичную маску или гермошлем. Они автоматически обеспечивают требуемое объемное содержание кислорода в зависимости от высоты полета, обладая большой экономичностью и высотностью применения. Основной недостаток таких приборов — значительное сопротивление при вдохе, что затрудняет процесс дыхания и требует определенных навыков для пользования прибором.

Принципиальная схема стационарного кислородного прибора с периодической подачей кислорода изображена на смотреть статью под номером 13.3.

Поскольку маска 9 герметично прилегает к лицу, при вдохе под действием разрежения под ней, открывается клапан вдоха 7, который соединяет маску с внутренним объемом прибора. При этом эластичная мембрана 4 прогибается и с помощью рычажного механизма 5 открывает клапан 6. Кислород из баллонов поступает к соплу инжектора и к кислородному индикатору. Вытекающая из сопла струя кислорода создает разрежение в смесительной камере, чем обеспечивается открытие клапана 13 подсоса воздуха и поступление воздуха В из кабины. Образующаяся воздушнокислородная смесь С по шлангу поступает под маску.

Состав вдыхаемой смеси по высотам автоматически регулируется клапаном подсоса 12, который связан с анероидной коробкой 11. При увеличении высоты полета давление воздуха в кабине уменьшается. В результате этого блок анероидов расширяется и, прикрывая клапан подсоса, уменьшает количество проходящего в смесительную камеру воздуха. На высотах 9000. 10 000 м этот клапан закрывается, и под маску поступает только чистый кислород. Однако и на меньших высотах по желанию члена экипажа можно прекратить доступ кабинного воздуха в прибор. Для этого необходимо поставить ручку 10 выключателя подсоса в положение «100% 02».

При выдохе давление во внутренней камере прибора увеличивается. Мембрана 4 перемещается в первоначальное положение и закрывает клапан 6, этим самым прекращая подачу кислорода. Продукты выдоха через клапан 8 поступают во внутренний объем кабины.

Для уменьшения сопротивления вдоху и предотвращения кислородного голодания в случае нарушения герметичности маски или агрегатов кислородной системы предусмотрен анероидный механизм избыточного давления. При полетах на высотах более 4000 м анероиды  расширяются и оказывают давление на эластичную мембрану 4. Вследствие этого сопротивление вдоху значительно уменьшается. В том случае, если маска и шланги герметичны, при вдохе в камере возникает избыточное давление, которое деформирует мембрану. Возникшее усилие на мембране преодолевает затяжку пружины 2, и клапан 6 закрывается. В случае их негерметичности усилие через колпачок 3 деформирует мембрану, и клапан подачи кислорода открывается, обеспечивая непрерывную его подачу под маску.

Работоспособность прибора контролируется экипажем по кислородному индикатору. Движения сегментов 15 в такт с вдохом и выдохом сигнализируют о нормальной работе прибора.

Описанный прибор работает в режиме периодической подачи кислорода до высоты 12 000 м, а на большей высоте — в режиме непрерывной его подачи под избыточным давлением, достигающим максимального значения на высоте 15 000 м.