1
К к-ssJj
В.Н. КНЯЗЕВ
ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ
КИСЛОРОДНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ВЫСОТНЫХ
ПОЛЕТОВ

В. Н. КНЯЗЕВ
1S01 т•
к я
ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ
КИСЛОРОДНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ
.IX ПОЛЁТОВ
ВЫ
лигтеки я* ръ^асжтъ
HttQKyft Институт ГВФ
БИСЛМЗГЕКА
ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МИНИСТЕРСТВА ВООРУЖЕННЫХ СИЛ СОЮЗА ССР
Москва — 1947
В. Н. Князев
«ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ КИСЛОРОДНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЫСОТНЫХ ПОЛЕТОВ»
Книга знакомит читателя с основными вопросами со-
стояния м развития техники самолетного и аэродромного
кислородного оборудования и организации кислородного
обеспечения высотных полетов, касаясь .в необходимой
степени и вопросов физиологической реакции человеческого
орга1низма на условия высотного полета.
Она предназначена для летного и технического состава
ВВС Вооруженных Сил СССР, но может быть полезна
также конструкторам, испытателям и вообще всем лицам,
связанным с разработкой, производством и эксплоатацией
авиационного кислородного оборудования.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Знакомя неподготовленного читателя с основ-
ными вопросами физиологической реакции чело-
веческого организма на условия высотного полёта,
автор основной своей задачей считает описание
современного состояния и л утей развития техники
самолётного кислородного оборудования и орга-
низации кислородного обеспечения высотных по-
лётов.
Предназначая эту книгу для лётного и техни-
ческого состава ВВС Вооружённых Сил СССР
как пособие при изучении наставлений, инструк-
ций и указаний по высотным полётам, автор на-
деется, что его работа может быть полезна так-
же конструкторам, испытателям и вообще всем
лицам, связанным с разработкой, производством
и применением авиационного кислородного обо
рудования.
Автор считает своим долгом выразить благо-
дарность представителям советской авиационной
медицины полковнику медицинской службы про-
фессору Стрельцову В. В. и генерал-майору ме-
дицинской службы профессору Бресткину М. П„
ценные советы и указания которых много помог-
ли автору.
Автор выражает также свою признательность
военным инженерам тт. Грызлову, Рабиновичу,
Шапошникову и Винокурову, •мнения и советы ко-
3
горых по вопросам техники кислородного обеспе-
чения высотных полётов были всемерно исполь-
зованы в этой книге.
Помещенные в книге диаграммы, таблицы и
рисунки, за исключением особо отмеченных в тек-
сте, составлены лично автором.
Автор просит читателей, заметивших в книге
недочёты или спорные положения, сообщить об
этом по адресу: 'Москва, Орликов пер., 3, Воен-
ное Издательство, за что он заранее приносит
им свою 'благодарность.
Автор
А. АТМОСФЕРА БОЛЬШИХ ВЫСОТ.
СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОРГАНИЗМА
ЧЕЛОВЕКА ОТ ВРЕДНОГО ВЛИЯНИЯ
ВЫСОТЫ
Чем дальше удаляемся мы от земной поверх-
ности, т. е. чем больше высота полёта, тем силь-
нее изменяется физическое состояние атмосфе-
ры и тем большее влияние оно оказывает на са-
мочувствие и работоспособность человека.
Чтобы успешно выполнять высотные’ полёты,
необходимо хорошо знать, как с изменением вы-
соты меняются: а) давление воздуха; б) темпера-
тура воздуха; в) состав воздуха, а также как от-
ражаются эти изменения на человеческом орга-
низме.
1. МЕЖДУНАРОДНАЯ СТАНДАРТНАЯ АТМОСФЕРА
В 'настоящее время во всех странах мира для
определения температуры, давления и других
величин, характеризующих состояние атмосфе-
ры на различных высотах, пользуются единой
таблицей, называемой таблицей международной
стандартной атмосферы (MCA).
Международная стандартная атмосфера дает
условные среднегодовые значения величин,
характеризующих состояние атмосферы на раз-
личных высотах для средних географических ши-
рот (50- 60° северной шпроты). В помещаемой
ниже табл. 1 приведены значения температуры
и давления воздуха на различных высотах по меж -
5
дунлродной стандартной атмосфере, а также рас-
сматриваемые ниже фактические отклонения тем-
пературы атмосферного'воздуха от значений стан-
дартной атмосферы.
Таблица 1
Изменения атмосферного давления, температуры
воздуха и парциального давления кислорода
при изменении высоты
(по таблице MCA и по данным отдела метеорологической
службы штаба ВВС ВС СССР)
। Высота в .и	По междуна- родной стандартной атмосфере		Наблюдаемая в действительности температура воздуха в °C					Парциальное давление кислорода в мм рт. ст.
			зимой |		летом			
	давление в ММ рт. ст.	температура в °C	средняя	вероятна я минимальная	вероятная максимальная	средняя	вероятная минимальная	
0	760,00	+ 15,0	— 5	—40	4 35	+ 18	+ 1	159,5
1 000	674,09	+ 8,5	— 8	—43	+27	+ 12	— 3	141,5
2 000	596,23	+ 2,0	-И	—46	+ 20	+ 6	— 8	125,3
3 000	525,79	- 4,5	-16	—49	+ 14	— 1	-16	110,8
4 000	462,26	-11,0	-21	—51	+ 8	— 6	- 20	97,1
5 000	405,09	—17,5	-27	—53	+ 2	—12	-26	85,2
6 000	353,77	-24,0	-34	—54	— 6	—18	—30	74 3
7 000	307,87	—30,5	-40	—55	—13	—25	—37	64,6
8 000	266,89	-37,0	-47	—56	—17	-33	—49	56,1
9 000	230,45	-43,5	-53	—57	—27	—39	—51	48,4
10000	198,16	—50,0	-56	—58	-38	—45	-52	41,7
11 000	169,40	—56,5	-57	—59	—39	—48	—57	35,6
12 000	144,63	-56,5	-57	-59	—39	-48	-57	30,8
13 000	123,65	—56,5	—	—	—	—		—
14 000	105,56	—56,5	—	—	—	—	—	—
15 000	90,14	—56,5	—	—	—	—	—	—
2. ДОПОЛНЕНИЯ К МЕЖДУНАРОДНОЙ
СТАНДАРТНОЙ АТМОСФЕРЕ
Данные международной стандартной атмосфе-
ра, как видно из табл. 1, значительно отли-
чаются от фактических величин, не характери-
зуют всех условий высотных полётов и с точки
зрения обеспечения их нуждаются в дополни-
тельных данных:
а)	о вероятных отклонениях температуры воз-
духа от значений международной стандартной
атмосферы;
б)	о составе воздуха и о количестве содержа-
щегося в нем кислорода.
Вероятные отклонения температуры воздуха
от значений международной стандартной
атмосферы
Подготовку к высотным полётам, взлёт и по-
садку проводят на земле и у земли, а температу-
ра воздуха у поверхности земли, как мы знаем,
значительно отличается от той температуры
плюс 15° С, которая указана в таблице между-
народной стандартной атмосферы.
Для большинства местностей СССР наиболее
типична следующая температура воздуха (в тени):
а)	зимой от 0°С до минус 40°С; среднее за
зиму минус 5°С;
б)	летом от плюс 10°С до плюс 40°С; среднее
за лето плюс 18°С.
Конечно, зимой могут быть и более низкие
температуры, а летом, особенно в южных обла-
стях СССР, и значительно более высокие.
Температура воздуха на высоте также отли-
чается в действительности от значений междуна-
родной стандартной атмосферы, хотя и несколько
меньше, чем температура у поверхности земли.
В табл. 1 приведены значения вероятной тем-
пературы воздуха на различных высотах зимой
и летом.
Рассматривая данные этой таблицы, мы видим,
что температура Воздуха Но мере увеличения вы-
7
[
соты .понижается всё медленнее и медленнее и,
наконец, дойдя до минус 56,5°С на высоте
11 000 м (по MCA), перестаёт понижаться и при
дальнейшем увеличении высоты остаётся постоян-
ной. Это происходит потому, что в стратосфере
количество тепла, получаемого частицами возду-
ха, равно количеству излучаемого этими частица-
ми тепла, вследствие чего получается их «тепловое
равновесие», и температура воздуха в стратосфе-
ре остается почти постоянной. Высота, на которой
температура воздуха стабилизируется, называется
нижней границей стратосферы и изменяется в за-
висимости от географической широты местности.
По мере удаления от полюса к экватору высота
нижней границы стратосферы увеличивается, а
соответствующая ей температура воздуха пони-
жается. Непосредственные измерения дают
(по Оболенскому) следующие значения высоты
нижней границы стратосферы и соответствующей
ей температуры воздуха (табл. 2):
Таблица 2
Изменения высоты и температуры нижней границы
стратосферы в зависимости от широты местности
и высоты полета
(по Оболенскому)
Местность	Ленинград	Средняя Европа	Северная Италия	Канада	Субтропи- ческая область	Батавия
Широта	60°	50°	45°	43°	30°	7°
	С. ш.	С. ш.	С. ш.	с. ш.	с. ш.	10. III.
Высота в км	8,6	10,5	11,1	Н.7	14	18
Температура в °C	—51	—56	—59	—61	-63	— 85
8
Состав воздуха и парциальное давление
кислорода
У 'поверхности земли сухой атмосферный воз-
дух имеет следующий состав (по Молчанову)
в процентах:
Азот................ 78,03	(по объему)
Кислород ....	20,99 то же
Аргон................ 0,94	„
Углекислота . .	0,03	„
Неон ..............0,0012
Гелий .....	0,0004	„
Водород!.	. .	0,01
В 'воздухе дочти всегда имеются водяные па-
ры, но их содержание очень изменчиво и поэто-
му при определении состава воздуха обычно не
учитывается.
Так как доля всех остальных газов, «роме
азота и кислорода, в атмосферном (воздухе ни-
чтожна, то обычно для удобства расчётов прини-
мают, что в состав воздуха входят только кисло-
род в количестве 21 % и азот в количестве 79%.
Как показывают измерения при подъёмах стра-
тостатов и стратосферных зондов, состав возду-
ха до высоты порядка 20 000 м изменяется очень
мало и с достаточной для практических расчётов
точностью может быть принят постоянным.
Действие газов на человеческий организм зави-
сит от их парциального давления, от продолжи-
тельности этого действия « от температуры окру-
жающей среды.
Парциальным (или частичным — от ла-
тинских слов «паре» — часть, «партиум» — ча-
стично) давлением какого-либо газа
в смеси газов называется та часть
1 Присутствие у поверхности земли водорода в настоя-
щее время оспаривается.
9
общего давления газовой смеси,
которая создается частицами дан-
ного газа. Эта часть равна тому давлению,
которое газ имел бы, если бы один занимал весь
объём смеси.
Парциальное давление газа в смеси, обозна-
чаемое на рисунках сокращённо буквами п. д.,
равно
p~vP,	(1)
где р — Марциальное давление данного газа в
смеси в мм рт. ст.;
Р — общее давление смеси в мм рт. ст.;
v — объёмное содержание газа в смеси в
долях объёма.
Зная общее давление смеси Р и парциальное
давление данного газа р, можно легко опреде-
лить объёмное содержание этого газа в смеси в
долях объёма по формуле
п
v=-p-	(2)
Принимая содержание «недорода в атмосфер-
ном воздухе на всех высотах за величину по-
стоянную, равную Пкигл = 0,21, по формуле
(1) можно определить парциальное давление ки-
слорода на всех высотах
/’к>1СлЛ = °-2|/’л>	(!')
где /’киелл— парциальное давление кпелорола в
атмосферном .воздухе на высоте й;
рь — атмосферное давление на высоте/?.
Вычисленные по формуле (Г) значения пар-
циального давления кислорода в атмосферном
воздухе на различных высотах были помешены
выше, в табл. 1.
10
3. ВРЕДНОЕ ВЛИЯНИЕ АТМОСФЕРЫ БОЛЬШИХ
ВЫСОТ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА И СРЕДСТВА
ЗАЩИТЫ ОТ НЕГО
Чем выше полёт, том ниже температура атмо-
сферного' воздуха, тем ниже давление воздуха и
соотвеЛтвующее ему парциальное давление ки-
слорода. Это понижение вредно отзывается на
человеческом организме и вынуждает применять
средства защиты ют него.
Защита от понижения температуры
Влияние холода на человеческий органном об-
щеизвестно и описывать его подробно нет на-
добности. Однако не .всегда при высотных по-
лётах человек страдает от холода. В фюзеляжах
современных одномоторных самолётов (истреби-
телей и штурмовиков) сосредоточены такие (мощ-
ные источники тепла (мотор, масло- и водорадиа-
торы, турбокомпрессор и др.), что температура
воздуха в кабине лётчика бывает даже на боль-
шой высоте настолько высокой, что затрудняет
работу лётчика и требует специальных мер для
её понижения.
С самого начала высотных полётов лётный
состав защищался от холода тёплой меховой
одеждой, .специально изготовляемой для полётов
при низкой температуре.
Но как бы ни была совершенна одежда, она
всё-таки пропускает тепло, и при длительных
высотных полётах, если на самолёте нет отопи-
тельной установки, человек неизбежно начинает
мёрзнуть; поэтому 'меховую одежду часто допол-
няют одеждой с электрическим подогревом. Та-
кая одежда значительно улучшает состояние че-
ловека, но имеет ряд серьёзных недостатков.
II
Успехи авиационной техники позволили пол-
ностью 'решить задачу защиты человека как от
холода, так и от излишнего тепла в кабине лёт-
чика путём устройства на самолётах отопитель-
но-вентиляционных установок. Эти установки по
мере надобности повышают «ли понижают тем-
пературу воздуха в кабинах до требуемого
уровня, вследствие чего лётный состав может все
время полёта быть одетым в не стесняющую дви-
жений легкую одежду. При применении этих
установок полетная одежда должна защищать
лётный состав от холода только во время пара-
шютных прыжков с больших высот и пребывания
на земле зимой (после вынужденной посадки или
спуска па парашюте вдали от населенных мест),
а также в случаях отказа установок в работе.
Электронагревательная одежда может служить
в этом случае дополнительным теплозащитным
средством к относительно легкой полетной одеж-
де при отказе в работе отопительной установки.
Защита от понижения парциального давления
кислорода
Понижение парциального давления кислорода
в атмосферном воздухе вызывает у человека
явления кислородного голодания (подробно см.
ниже, стр. 21).
Для устранения или смягчения кислородного
голодания применяются кислородные дыхатель-
ные приборы.
Пользуясь этими приборами, можно искусст-
венно повысить содержание кислорода во вды-
хаемом лётчиком воздухе и устранить кислород-
ное голодание в Полёте до высот 10 000—11 000
Выше 10 000—11000 м даже дыхание чистым
кислородом уже не может полностью защитить
организм человека от кислородного голодания, а
13
'поэтому на указанных высотах приходится или
применять герметические кабины и стратосферные
скафандры, или «мириться» с недостаточностью
обеспечения кислородом. При кратковременных
полетах на высотах более 12000 м развитие ки-
слородного голодания можно задержать приме-
нением кислородных приборов с повышенным
давлением под маской.
Защита от понижения давления атмосферного
воздуха и от кислородного голодания на больших
высотах
При большом понижении давления атмосфер-
ного воздуха в организме человека развиваются
неблагоприятные и болезненные явления, опи-
санные лиже (на стр. 28).
-Отопительно-вентиляционные установки и ки-
слородные приборы, не повышая давления окру-
жающего человека воздуха, не устраняют Причи-
ны, вызывающей эти явления, хотя и помогают
задерживать их развитие. Только герметические
кабины и стратосферные скафандры полностью
защищают человека от понижения давления
окружающего воздуха.
Стратосферными скафандрами называются та-
кие специальные, герметически закрывающиеся
полётные костюмы, внутри которых искусственно
создаётся повышенное (по отношению к окру-
жающей атмосфере) давление воздуха и, кроме
того, при помощи специальных приспособлений
поддерживается во вдыхаемом человеком возду-
хе необходимое содержание кислорода, углекис-
лоты и влаги.
Полностью изолируя человека от окружающей
среды, стратосферные скафандры одновременно
защищают его па любой высоте и от холода и
13
от уменьшения парциального давления кис-
лорода.
Главные недостатки стратосферных скафан-
дров — стеснённость движений человека, умень-
шение обзора, а также их некоторая огнеопас-
ность. По этим .причинам в настоящее время их
почти везде вытеснили герметические кабины,
хотя, вероятно, стратосферные скафандры
будут применяться в некоторых специальных
случаях высотных полётов.
Герметическими кабинами называются такие
кабины, стенки, швы, соединения и уплотнения
которых настолько плотны и прочны, что могут
выдерживать внутреннее, повышенное по отноше-
нию к окружающей атмосфере, давление и не до-
пускают значительной утечки воздуха из кабины.
Герметические кабины, так же как и страто-
сферные скафандры, изолируют человека от
окружающей среды и, поддерживая при помощи
специальных устройств на требуемом уровне тем-
пературу, давление окружающего человека воз-
духа м парциальное давление содержащегося в
нём кислорода, полностью на любой высоте
защищают человека от вредного влияния высо-
ты. Обеспечивая экипажу самолёта хороший об-
зор и полную свободу движений, герметические
кабины неоспоримо выгоднее стратосферных ска-
фандров. Однако они сложны в изготовлении и
значительно утяжеляют самолёт.
Поэтому в военной авиации герметические ка-
бины обычно применяются лишь на самолётах с
практической высотой полёта более 8 000—
10 000 м, т. е. тогда, когда низкое давление окру-
жающего человека воздуха вызывает болезнен-
ные явления и когда кислородные приборы уже не
могут полностью защитить человека от уменьше-
ния парциального давления кислорода во вдыхае-
14
Мом воздухе. Однако, если на самолётах гермети-
ческие кабины уже имеются, то их используют не
только на высотах более 8 000 .и, нои на значи-
тельно меньших высотах (2 000—4 000 м).
В настоящее время уже на многих типах высот-
ных военных самолётов существуют и успешно
эксплоатируются герметические кабины.
В этой книге рассматриваются только способы
защиты человеческого организма от понижения
парциального давления кислорода в атмосфер-
ном и вдыхаемом воздухе п'утём применения ки-
слородных дыхательных приборов. Вопросы же,
связанные с применением отопительно-вентиля-
ционных установок, герметических кабин и стра-
тосферных скафандров, должны быть рассмотре-
ны в отдельной книге.
Б. ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ПО ФИЗИОЛОГИИ
ДЫХАНИЯ ЧЕЛОВЕКА
И ОБУСЛОВЛИВАЕМЫЕ ИМИ НОРМАТИВЫ
Как известно, для нормального существования
человека необходимы: пища — вода — кислород.
В истории кораблекрушений отмечены случаи,
когда люди жили: без пищи (но с водой) — до 40
дней; без воды (но с сухой пищей) — около 6—
8 дней; без кислорода же (при прекращении ды-
хания или при вдыхании смеси газов, не содержа-
щей кислорода), как показывает опыт, смерть на-
ступает уже через 4—6 минут.
Между 'нормальным состоянием человеческого
организма и смертью, например, от лишения пи-
щи (от голода) или от лишения воды (жажда),
или от лишения воздуха (кислорода), существу-
ет множество ненормальных и 'болезненных со-
стояний, которые от незаметных вначале для че-
ловека нарушений деятельности отдельных его
органов постепенно доходяг до полной потери
работоспособности!.
Особенно быстро и остро болезненные явления
развиваются при прекращении или недостаточ-
ности обеспечения организма кислородом.
Необходимо заметить, что если подавляющее
большинство производственных и боевых дей-
ствий человек может выполнять без принятия во
время них пищи и воды, используя ранее на-
копленные в организме запасы, то обеспечение
(«питание») организма кислородом должно быть
беспрерывным и достаточным и во время работы и
в состоянии покоя, вообще при любых условиях
жизни человека (так как запас кислорода в орга-
низме очень мал).
Единицами измерения для кислорода,
подаваемого кислородными приборами и исполь-
зуемого для дыхания, являются:
— минутный расход кислорода в литрах в ми-
нуту (л/мин), приведенных к давлению 760 мм
рт. ст. и температуре -]- 15°С;
— парциальное давление кислорода в мм рт. ст.
1. ДЫХАНИЕ ЧЕЛОВЕКА У ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ
В этом и в следующих разделах рассматриваются
дыхание человека у поверхности земли, наруше-
ния дыхания, возникающие при полётах на раз-
личных высотах (без кислородных приборов и
герметических кабин), и принципы защиты чело-
веческого организма от вредного воздействия
высоты.
Лёгочная вентиляция и потребление
кислорода
Кислород входит в наши лёгкие вместе с вды-
хаемым нами воздухом как его составная часть.
Количество воздуха, вдыхаемого
и выдыхаемого человеком в тече-
ние одной минуты, называется лё-
гочной вентиляцией, которая из-
меряется в л/мин и обозначается
через Qji. Величина (лёгочной вентиляции)
зависит от многих факторов, в том числе от вели-
чины физической нагрузки на организм человека,
от температуры окружающей среды и от эмоцио-
нального состояния человека. Вщщщяя физиче-
ская нагрузка измеряется в ки^«.  айЙ5метрах в
---------------------------------
2 — Князев	.А 17
16
Зак. 478
минуту (нгм/мин) и составляет по нормам, при-
нятым для конструирования кислородных дыха-
тельных приборов:
В состоянии покоя сидя .... О кгм'мин
Легкая нагрузка .............. 150	„•	„
Средняя нагрузка ............. 375	„
Тяжелая нагрузка ............. 500	„
В авиационной практике наиболее распростра-
нены лёгкая нагрузка и состояние покоя сидя;
тяжёлая нагрузка встречается редко, несколько
чаще — средняя.	•
Количество кислорода, вводимого
в лёгкие с вдыхаемым воздухом,
называется вдыхаемым количе-
ством кислорода, обозначается
буквой q и измеряетсяв л/мин.
При дыхании атмосферным воздухом оно вы-
числяется по формуле
<7 = 0,21 • л^мин.	(3)
Далеко не весь этот кислород используется в
процессе дыхания; большая часть его выходит из
лёгких обратно вместе с выдыхаемым воздухом.
Количество кислорода, фактиче-
ски потребляемое организмом, на-
зывается потреблением к и с л о р о-
д а. Измеряется оно в л/мин и обозначается че-
рез С*кисл.
•Коэфициент использования кислорода в лёгких
обозначается через тр и вычисляется в процен-
тах по формуле
Ю0,	(4)
^КИС I
16
где Скисл — потребление кислорода при дыха-
нии в л/мин-,
q — вдыхаемое количество кислорода в
л/мин..
потребления кислорода и т)л — коэфицигнта использова-
ния кислорода в зависимости от физической нагрузки
(в кгм'яин) (по результатам опытов Холдена, Пристли
и ряда других исследователей)
Например, как видно из рис. 1, при физической
нагрузке 300 кгм/мин лёгочная вентиляция
равна 25 л/мин, коэфициент использования кисло-
рода в лёгких —20% и потребление кислоро-
да Скисл равняется 1,0 л]мин.
Как видно из рис. 1, у поверхности земли
значение при любой нагрузке не превышает
2*
19
20%; оно не может быть увеличено ни повышени-
ем, ни понижением содержания кислорода во вды-
хаемом воздухе.
Таким образом, для нормального дыхания че-
ловека необходимо, чтобы количество вводимого
в лёгкие кислорода, по крайней мере, в 5 раз
превышало потребление кислорода в организме,
причём около 56 вдыхаемого кислорода будет вы-
ходить из легких при выдохе неиспользованным.
Парциальное давление кислорода во вдыхаемом
и в альвеолярном воздухе
В 'нормальных условиях три (каждом вдохе-
выдохе в лёгких обменивается не более Vio—Уз
всего находящегося в них воздуха, остальной же
воздух остается в лёгких более или менее про-
должительное время, заполняя мельчайшие ча-
стицы лёгких — альвеолы. Этот воздух называет-
ся альвеолярным.
Часть кислорода, содержащегося в альвеоляр-
ном воздухе, непрерывно переходит в кровь, а его
местов альвеолах занимает выделяющаяся из кро-
ви углекислота.
Альвеолярный воздух насыщается водяными
парами, выделяемыми крывыо и тканевыми жид-
костями (три температуре — 37° С).
Вследствие этого непрерывного обмена альвео-
лярный воздух отличается то своему составу от
атмосферного (вдыхаемого) воздуха (см. табл. 3).
Как показывает опыт, изменения 'парциально-
го давления кислорода и углекислоты в альвеоляр-
ном воздухе против указанных в таблице величин
вызывают нарушения в состоянии организма, в
частности нарушения деятельности нервной систе-
мы, органов дыхания <и кровообращения.
20
Таблица 3
Состав альвеолярного воздуха
(по данным многочисленных исследований различных авто-
ров, взяты средние значения)
Наименование газов	Доли объема в %	Парциальное давление в мм рт. ст.
Кислород ....	13,0—14,5	100-110
Углекислота . .	4,9-5,9	37-45
Азот		73,5-76,0	558—576
Водяные пары .	6,2	47
Выводы. Для нормального состояния организма
необходимо стремиться к тому, чтобы при всех
условиях в альвеолярном воздухе парциальное
давление кислорода приближалось к 100—ПО мм
рт. ст., а парциальное давление углекислоты к
37—40 мм рт. ст.
2. ВЛИЯНИЕ АТМОСФЕРЫ БОЛЬШИХ ВЫСОТ
Парциальное давление кислорода в атмосферном
и альвеолярном воздухе
На рис. 2 приведены взятые из табл. 1 зна-
чения парциального давления кислорода в атмо-
сферном воздухе для разных высот и основанные
па многочисленных наблюдениях данные о пар-
циальном давлении кислорода в альвеолярном
воздухе. С увеличением высоты полёта парциаль-
ное давление кислорода в атмосферном воздухе
уменьшается. Что касается парциального давле-
ния кислорода в альвеолярном воздухе, то оно
как при нахождении человека у поверхности зем-
ли, так и при подъёме на высоту всегда меньше,
чем в воздухе вдыхаемом.
21
n d. кислорода
Рис. 2. Изменение по высоте парциального дав-
ления кислорода во вдыхаемом и щ альвеолярном
воздухе без добавления кислорода. (По данным
табл. 1 и на основании измерения парциального
давления кислорода в альвеолярном воздухе мно-
гими авторами, приведены средние значения)
Изменение по высоте парциального давления
кислорода во вдыхаемом и в альвеолярном воздухе
(рис. 2)
Высота в км	0	2	4	6	8	10
Парциальное давление кислорода (в мм рт. ст.): в атмосферном (вдыхаемом) воздухе в альвеоляр- ном воздухе	159.5. 100—110	125,3 70-80	97,1 52—56	74,3 38—42	56,1 23—25	41,7
22
Из рис. 2 и из соответствующей ему таблицы
видно, что парциальное давление кислорода в
альвеолярном воздухе значительно уменьшается
уже на высоте 1 500—2 000 м и далее быстро па-
дает с увеличением высоты полёта.
Высотная болезнь
Необходимый для тканей человеческого орга-
низма кислород доставляется к ним кровью, ко-
торая получает его, проходя через легкие, из
альвеолярного воздуха.
Падение парциального давления кислорода в
альвеолярном воздухе ослабляет п'итание кисло-
родом тканей человеческого организма и вызы-
вает многочисленные нарушения его функций.
Все эти нарушения объединяются под общим
названием — высотная болезнь. Основ-
ной причиной их является уменьшение содер-
жания кислорода в крови. Эти нарушения разви-
ваются тем быстрее и значительнее, чем больше
недостаток кислорода и чем дольше человек на-
ходится под его воздействием.
Раньше всего уже на высоте 1 500—2 000 м
при парциальном давлении кислорода в альвео-
лярном воздухе 85—-75 мм рт. ст. от недостаточ-
ности питания кислородом во многих случаях на-
чинают страдать нервные ткани головного мозга.
Эта первая стадия высотной болезни обычно не
замечается человеком и проявляется в наруше-
ниях глубинного и ночного зрения и в ослабле-
нии способности к умственному напряжению. Та-
кого рода нарушениями иногда объясняются
ошибки штурманов в их наблюдениях и вычислени-
ях и ошибки лётчиков при выполнении посадок.
Еще большие нарушения наблюдаются в рабо-
те коры головного мозга на высотах более
4 000 м при парциальном давлении кисло-
23
рода в альвеолярном воздухе менее 50 мм рт. ст.
Одновременно возникают нарушения и деятель-
ности сердечно-сосудистой, дыхательной и му-
скульно-двигательной систем. Они проявляются
в одышке, мышечной слабости, быстрой утом-
ляемости, головокружении и т. п.
Для высот 5 000 м и более характерна встре-
чающаяся иногда неправильная оценка че-
ловеком своего состояния. Находящиеся на вы-
соте в этих случаях бывают убеждены, что1 в их
организме никаких нарушений нет и что им не
к чему пользоваться кислородными приборами.
В действительности же нарушения .в работе
организма у этих лиц имеются, только ими не
замечаются и могут проявляться неожиданно и
сильно. Известны случаи внезапной потери созна-
ния, причём перед этим никакого недомогания не
ощущалось.
На высоте 6 000—7 000 м, когда парциальное
давление кислорода падает до 30 мм рт. ст. и ме-
нее, высотная болезнь развивается так сильно, что
человек оказывается на границе потери сознания
и не может выполнять сколько-нибудь .значитель-
ной физической и умственной работы. Понижение
парциального давления кислорода в альвеолярном
воздухе до 27—25 мм рт. ст. грозит человеку
смертью. Из рис. 2 видно, что этому давлению со-
ответствует высота около 8 000 м.
Одновременно с падением парциального давле-
ния кислорода в альвеолярном воздухе падает
также и парциальное давление содержащейся в
нём углекислоты. Это вызывает ряд дополни-
тельных нарушений жизнедеятельности организ-
ма, в первую очередь в работе органов чувств.
Отдельные лица с исключительными физиче-
скими данными при систематической высотной
тренировке совершали непродолжительные
24
полёты (не связанные с значительной физиче-
ской нагрузкой) и на высотах, несколько боль-
ших 6 000—7 000 м. Однако это исключение, .а
не общее правило.
Систематическое повторение полётов при не-
достаточном обеспечен ин кислородом приводит к
общему утомлению и снижению работоспособ-
ности, для устранения которых требуется дли-
тельный отдых.
На рис. 3 дана схема нарастания явлений вы-
сотной болезни при увеличении высоты полёта.
Выводы. 1. Организм человека не реагирует на
понижение содержания кислорода во вдыхаемом
воздухе только до высоты 1 500—2 000 м.
2.	На высоте 1 500—2 000 м в ряде случаев пер-
вые проявления высотной болезни отрицательно
влияют на работоспособность экипажа, особенно
при ночных полётах.
3.	На высотах от 3 000 до 5 000 м, осо-
бенно при полётах продолжительностью более
3—4 часов и при значительной физической на-
грузке или психическом напряжении, у большин-
ства людей высотная болезнь развивается в пол-
ной мере to сильно уменьшает их работоспособ-
ность.
4.	На высотах более 5 000 м человек уже не
в состоянии выполнять сколько-нибудь значи-
тельной физической и умственной работы, а на
высотах более 8 000 м (может погибнуть от не-
достатка кислорода.
5.	К заявлениям отдельных лётчиков об их
способности обходиться на больших высотах без
кислородных приборов надо относиться с 'боль-
шой осторожностью и всегда сопоставлять усло-
вия выполнения полёте® этими лицами с совре-
менными обычными условиями работы экипажей
(физические данные и условия питания и быта';
25
3
д
ND
о
Без применения средств защиты и способов	С применением средств защиты
предотвращения	и способов предотвращения
3 «
22 a
14 1 13 1 12 1 11 10 ! 1 8 / б 1 5 1 4 3 1 о i 1 1 0	1 1 1 1 1 1 СМЕРТЬ!	Потеря рабо- . тоспособности . у большинства; в некоторых случаях 3 Возможна 1 смерть! 2	1	4	1 3	1 2	1 1	1 )	1 мнм	4 СМЕРТЬ! 1	4	14		14 13 1 12 1 11 10 1 1 8 1 1 1 4 1 3 1 ‘2 1 1 1 0
				Критическое 1 состояние з	1 Развитие вы- потной болезни 2	1	'			 *		—	—с	~	ьс	СО	 При достаточно продолжительном дыхании L гтыи кислородом с земли и в течение всего полета у большинства лиц (но не у вех) явления аэроэмболизма не возникают с— - — Ю — W—	с— а>—~ Ь	оо——	3—	3—— W— При отсутствии дефектов в каналах, соел’’|’д 1-пх внутренние полости организма с наруж- ным воздухом, при питании по специаль	при скорости изменения давления не более 560 мм рт. ст. в минуту у о°- _	1 т ta ЛШ1 боли в полостях не возникают		
		С увеличением высош возра- 1 стает число за- ' болевших и усиливаются ) явления аэро- ] эмболизма		Возможны । нар\шения i 1 зрения и ослабление 1 внимания D	1			
				1 	 Ые	। возникает	। 5 J ! 1 1			
		Редкое развитие аэроэмболизма у отдельных лиц	 ' I					
	Критическое t						
			Возникают | преимущест- (• вевно боли । в кишечнике | 5 1 4 1 	5 Преимущест- 1 венное возник- 1 2 повепие болей z в ушах, в лоб- 1 пых пазухах и | в Гайморовой полости при спуске 1	(				
	С увеличением | высоты усили- : ваются явления j кислородного [ голодания '	Явления j аэроэмболизма । не возникают 1 1 i 1					
	Ro mhoi их слу- чаях возникают ' нарушения ноч- j ного зрения и ослаб ie не | внимания						
	Не возникает						
Высота в км	Высотная болезнь	Явления аэроэмболизма	Боли в полостях	Высотная болезнь	Явления аэроэм- болизма	_	а Боли в £ поло- < стях а	* и

Рис. 3. Примерная схема развития высотных нарушений в организме (по схеме Штру-
гольда, дополненной явлениями аэроэмболизма и болей в полостях).
к>
предварительная высотная тренировка; (повторяе-
мость высотных полётов, их наибольшая высота
и продолжительность; физическая нагрузка и
нервное напряжение в полёте).
6.	Особенности высотной болезни не позво-
ляют полагаться на самоконтроль человека, по-
этому пользоваться кислородными приборами
только по личному усмотрению членов экипажа
не разрешается.
Необходим обязательный для всех строго
регламентированный порядок пользования
кислородными приборами при высотных по-
лётах, вне всякой зависимости от кажущегося
хорошего самочувствия лётчика, (штурмана или
других членов экипажа. По этой же причине к
современным авиационным кислородным прибо-
рам предъявляется требование наибольшей (авто-
матизации действия, исключающей всякую воз-
можность неправильного пользования ими.
Реакция организма человека на уменьшение
давления окружающего воздуха
Кроме кислородного голодания и независимо
от него, на больших высотах в организме чело-
века появляются нарушения и болевые ощуще-
ния, вызываемые понижением атмосферного дав-
ления.
Эти нарушения разделяются на аэроэмболизм
и боли в полостях тела
Аэроэмболизм
(Слово «аэроэмболизм» происходит от слов
«аэро» — воздух и «эмболло» — выбрасывать).
При быстром подъёме на высоту нарушается рав
новесие между парциальными давлениями азота и
других газов, содержащихся в атмосферном воз-
духе, и количествами их, растворёнными в крови.
28
У (поверхности земли парциальное давление
азота «в атмосферном воздухе [по уравнению (!)]
равно
0,79  760 — 600 мм рт. ст.
Этому .парциальному давлению соответствует
растворённое в крови и в тканях количество азо-
та 1—1,5 л. С увеличением высоты полёта пар-
циальное давление азота в атмосферном воздухе
падает, а соответственно, этому уменьшается и
количество азота, которое может растворяться в
крови и тканях. Образующийся при этом .в тканях
и в крови излишек азота при1 быстром подъёме вы-
деляется в них в виде (мельчайших газовых пу-
зырьков (при медленном подъёме излишний азот
успевает переходить из крови в альвеоляр-
ный воздух in без образования .пузырьков). Пу-
зырьки оказывают механическое давление на
клетки, тканей, вызывая боли в суставах и мыш-
цах, кожный 'зуд, сыпи и в более тяжёлых слу-
чаях — временные местные параличи. Эти явле-
ния впервые были отмечены и изучены во время
подъёмов с глубины, при водолазных и кессонных
работах. Аэроэмболизм (вообще, проявляется
крайне индивидуально и даже у одного и того
же лица в различное время может протекать не-
одинаково. Однако можно считать установлен-
ным, что до высоты 9 000 м аэроэмболизм воз-
никает крайне редко, на высоте же 12000—
13 000 м аэроэмболизм наблюдается у большин-
ства. Он развивается тем интенсивнее, чем выше
скорость понижения давления окружающего воз-
духа и чем больше отношение начального давле-
ния к конечному атмосферному давлению.
Низкая температура окружающего воздуха и
значительная физическая (нагрузка ускоряют на-
ступление аэроэмболизма и усиливают его.
Как показал опыт, если начальное давление
29
относится к конечному давлению как 3 к 1 и
меньше, то явления аэроэмболизма не возникают
вследствие того, что на некоторое время кровь
способна перенасыщаться азотом. Этому соответ-
ствует подъём с земли на высоту до 8 000 м.
Последние исследования указывают на возмож-
ность некоторого, безопасного в авиационных
условиях, увеличения отношения начального дав-
ления к конечному. Однако до сих пор ещё не
установлено, каким именно оно должно быть.
Боли в ш о л о с т я х, в ы з ы в а е м ы е
изменением давления окружаю-
щего воздуха
Эти боли появляются в замкнутых и полу-
замкнутых полостях человеческого организ-
ма: в кишечнике, в полости среднего уха, в лоб-
ной и Гайморовой пазухах. Они возникают под
действием разности между давлением газов,
находящихся в этих полостях, и давлением окру-
жающего воздуха, которая сильно раздражает бо-
левые нервные окончания.
Начало появления болей в полостях не может
быть приурочено к определённой высоте: оно
очень индивидуально и меняется в зависимости
от анатомического строения каналов, соединяю-
щих эти полости! с наружным воздухом, от сте-
пени сужения 'их воспалительными процесоами,
от склонности кишечника к метеоризму (вздутию
газами) и от состава принятой перед полётом
пищи. Боли в кишечнике появляются на высотах
5 000—7 000 м, боли в полостях среднего уха, Гай-
моровой полости и в лобных пазухах возникают
преимущественно при спуске, на высотах от
3 000 до 1 500 м.
Опытами ГК НИИ ВВС ВС показано, что ско-
30
рость изменения давления 560—590 мм рт. ст.
в минуту, если нет предварительного вздутия
кишечника, можно считать предельно допустимой.
Если же скорость изменения давления превышает
560—590 мм рт. ст. в минуту 'или если до подъё-
ма на высоту наблюдалось вздутие кишечника!,
то развиваются (боли в кишечнике и вызываемые
вздутием его расстройства дыхания.
Соответственно этим данным составлена при-
веденная ниже таблица ориентировочных значе-
ний максимально допустимой скороподъёмности,
однако её данные еще нуждаются в уточнении.
Таблица 4
Ориентировочная максимально допустимая скороподъемность
для различных высот (при нормальном состоянии организма
и при обязательном проведении десатурации — см. стр. 39)
(вычислена автором на основании приведенных выше данных
ГК НИИ ВВС ВС СССР)
	Высота подъема в м			
	9 000	10 000	11 000	12 000
Время набора высоты в минутах	1	1,5	2-2,5	2,5-3
Время пребывания на больших высотах, в те-
чение которого боли и нарушения не лишают че-
ловека работоспособности, пока ещё >не установ-
лено.	1 «I
На рис. 3 (показана схема нарастаний ненор-
мальных явлений, возникающих при увеличении
высоты полёта ©следствие изменения давления
атмосферного воздуха.
3. ПРИНЦИПЫ ЗАЩИТЫ ОРГАНИЗМА
ОТ ВРЕДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ БОЛЬШИХ ВЫСОТ
Чтобы обеспечить нормальную жизнедеятель-
ность человека на больших высотах, необходимо
31
предотвратить развитие высотной болезни, аэро-
эмболизма Hi болей в полостях.
Что касается защиты человека от низкой тем-
пературы, применения в высотном полёте герме-
тических кабин и стратосферных скафандров, в
частности вопросов регулирования влажности
воздуха, то рассмотрение этих вопросов не вхо-
дит в нашу задачу и должно быть предметом от-
дельной книги.
Предотвращение развития высотной болезни
посредством сохранения постоянства
парциального давления кислорода в альвеолярном
воздухе
Понижение парциального давления кислорода
в альвеолярном воздухе при подъёма на высоту
можно предотвратить, увеличив при помощи ки-
слородных приборов, содержание кислорода во
вдыхаемом воздухе.
'У поверхности земли при нормальных усло-
виях парциальное давление кислорода во вды-
хаемом воздухе равно 160 мм рт. ст. и в альвео-
лярном 100—110 мм рт. ст.
Чтобы эти значения парциального давления
кислорода в альвеолярном воздухе сохранялись
на различных высотах, объёмное содержание ки-
слорода во вдыхаемом воздухе должно изменять-
ся по формуле
г/кислл	Ю0%.	(5)
Рл
Однако в альвеолярном воздухе всегда содер-
жатся углекислота, водяные пары и, хотя бы и в
небольших количествах, азот. Поэтому на высо-
те 11 500 м, где атмосферное давление равно
160 мм рт. ст. и где, согласно приведенной выше
формуле, парциальное давление кислорода в
32
альвеолярном Воздухе могло бы быть сохранено
на уровне 1U0—110 мм рт. ст., последнее — даже
при дыхании чистым кислородом—в действитель-
ности будет меньше чем 100—НО мм рт. ст.
В табл. 5 приведены полученные во время
опытов максимальные значения парциального
давления кислорода в альвеолярном воздухе для
высот от 10 000 до 13 500 м (при дыхании чистым
кислородом).
На рис. 4 показано, как изменяется пар-
циальное давление кислорода в альвеолярном воз-
духе на всех высотах при дыхании с добавлением
кислорода; как видно из рисунка, оно может со-
храняться постоянным до высот 10 000—12 000 м
и неизбежно уменьшается на больших высотах.
Т а б л и ц а 5
Максимальные значения парциального давления
кислорода при дыхании чистым кислородом
на высотах более 10000м
По результатам исследований Лполлснова, Миролюбэаа,
Бондаренко н других авторов (взяты средние значения)
Высота в м
10 000|11 000 12 G00jl3 500
Парциальное давление вды- хаемого кислорода в мм рт. ст. ...			198		144	114
Максимальное парциальное				
давление кислорода в альвео- лярном воздухе в мм рт. ст.	ПО	88	65	42
Приведенные в табл. 5 значения могут быть
несколько увеличены путём общего повышения
давления вдыхаемого воздуха (в данном слу-
чае кислорода). Хотя уже в настоящее время
имеются такие кислородные приборы, например
американские приборы А-14 (см. стр. 92), одна-
8 — Князев
33
ко на Сегодня еще недостаточно изучено, иа ка-
кую 'величину целесообразно повышать давление
в маске и каким при этом 'может быть давление
в маске во время выдоха (при применении ука-
занного американского прибора можно ожидать
повышения парциального давления кислорода в
альвеолярном воздухе на высоте 13 500 м до
52—65 мм рт. ст.).
Как видно ив приведенных данных, н а в ы с о-
т а х 10 000 м и более необходимо ды-
шать чистым кислородом, ио даже
при этом парциальное давление ки-
слорода в альвеолярном воздухе
будет меныше требуемого.
По данным табл. 5 видно, что для сохранения
на высоте 10 000 .я парциального давления кисло-
рода в альвеолярном воздухе на уровне
ПО мм рт. ст. парциальное давление кислорода во
вдыхаемо im воздухе должно быть 198 мм
рт. ст„ а не 160 мм рт. ст., как это получается по
формуле (5). Поэтому и на высотах, меньших
10 000 м, парциальное давление должно быть боль-
ше, чем 160 мм рт. ст., и тем больше должно при-
ближаться к значению 198 мм рт. ст., чем больше
высота полёта приближается к высоте 10 000 м
(см. рис. 4).
С помощью кислородных приборов открытого
типа, при значительной физической нагрузке, а
стало быть и при большой лёгочной минутной вен-
тиляции, и на высотах менее 10 000 м не удается
обеспечить во вдыхаемом воздухе необходимого
содержания кислорода (вследствие увеличиваю
щегося при этом подсоса атмосферного воздуха и
необходимости чрезмерного расхода кислорода,
чтобы уменьшить подсос). Поэтому при большой
лёгочной вентиляции (при пользовании кисло-
родными приборами открытого типа) парциаль-
34
нос давление кислорода в альвеолярном воздухе
оказывается ниже требуемого.
Однако большая физическая нагрузка в начёте
обычно очень кратковре.менна. Если даже величи-
на парциального давления кислорода в альвеоляр-
ном воздухе в результате большой физической
нагрузки (до 350 кгм/мин, чему соответствует
лёгочная вентиляция в размере 27 л/мин) и сни-
Р и с. 4. Изменение по высоте парциального давле-
ния кислорода во вдыхаемом и в альвеолярном воз-
духе (при добавлении кислорода)
зится до 70 мм рт. ст. (но не дольше одной-двух
минут), то такое понижение опасности для орга-
низма не представит и может быть допущено.
На основании сказанного выше на рис. 4 при-
ведены значения парциального давления кислоро-
да во вдыхаемом и в альвеолярном воздухе как для
нормального полёта (небольшая физическая на-
грузка), так и для большой физической нагруз-
ки. На рис. 5 даны соответствующие приведен-
ным на рис. 4 значениям парциального давления
з»
35
кислорода во вдыхаемом воздухе величины тре-
буемого объёмного содержания кислорода во
вдыхаемом воздухе, вычисленные-п< формуле (2).
При пользовании кислородными приборами:
а> нарушения зрения и ослабления внимания
можно ожидать уже не на высоте 2 000 м, а на вы-
соте около 10 000 .и;
Рис. 5 И.чмопягие полы-соте содержаиич кис юрода
во ь тыкаемом воздухе
б) явления кислородного голодания возни-
кают не с 4 000 м, а иногда с 11 000—12 000 м;
в) критическое состояние организма наступает
не на высоте G 500 л/, а на высоте более
13 000 лг,
г) смертельно опасная зона передвигается с
высоты 8 000 м па высоту более 14 000 м.
Эти значения могут существенно изменяться в
зависимости от состояния организма и от про-
должительности полёта на указанных высотах
36
11а рис. 3 показано, как нарастают явления вы-
сотной болезни в зависимости от высоты при поль-
зовании кислородными приборами.
Выводы. 1. Если кислород к вдыхаемому воз-
духу не добавляется, то первые проявления на-
рушения зрения начинаются уже на высоте около
1 500—2 000 м. Добавление кислорода к вдыхаемо-
муб) 7 воздуху отодвигает их до высоты более
10 000 м (вместо 1 500—2 000 и), однако увеличе-
ние физической нагрузки и продолжительности
полёта вероятно м< жет вызвать их и на меньших
высотах.
2.	Применение кислородных приборов позво-
ляет теоретически увеличить высоту полёта
без герметической кабины до 11 600 —12 000 м.
если при этом не будет явлений
аэроэмболизма и болен в полостях.
При длительных и ночных полётах эта высота
полёта не должна быть больше 10 000 л/.
3.	На высотах 10 000 м и более 'необходимо
дышать чне гым кислородом; по и при этом (пар-
циальное давление кислорода ib альвеолярном
воздухе будет ниже требуемого. В этом случае
Даже дыхание чистым кислородом, подаваемым
в нео! раниченно большом количестве, не может
полностью предотвратить возникновения и раз-
вития высотной болезни.
4.	При кратковременной (нс больше 1—2 мин.)
физической нагрузке (до 350 кгм/ми^ можно вре-
менно Д' 1ускать уменьшение содержания кисло-
рода в а тьвеолярном воздухе.
5.	В настоящее время должны соблюдаться
следующие правила:
а)	при дневных полётах продолжительностью
менее 5 часов включать кислород при подъёме и
•выключать прм спуске на высоте 4 000 м;
б)	пшт дневных полётах продолжительностью
37
более 5 часов включать кислород при подъёме и
выключать при спуске «на высоте 3 000 м\
в)	при ночных полётах любой продолжитель-
ности включать кислород на высоте 2 000 я и
выключать его после посадки.
Сохранение постоянства парциального давления
углекислоты в альвеолярном воздухе
Парциальное давление углекислоты в альвео-
лярном воздухе при подъёмах на большие высо-
ты понижается даже ib случае применения ки-
слородных приборов. Это ухудшает состояние ор-
ганизма, несмотря даже на большую подачу
кислорода. Ряд исследований показал, что добав-
ление углекислоты к вдыхаемому кислороду зна-
чительно улучшает состояние организма на высо-
тах 12 000—13 000 м. На основании этого можно
предполагать возможность существенного увели-
чения в дальнейшем предельной высоты полёта.
Есть однако и противники данного утверждения,
которые заявляют, что улучшение в дыхании, соз-
даваемое добавлением углекислоты к вдыхаемому
кислороду, не сможет компенсировать последст-
вий уменьшения парциального давления вдыхае-
мого кислорода замещением части его углекисло-
той.
Выводы. Есть основания считать, что, добав-
ляя углекислоту ко вдыхаемому на больших «вы-
сотах кислороду, можно будет и «без применения
герметических кабин и скафандров увеличить
предельную высоту полёта. Задача дальнейших
физиологических исследований — всесторонне
выяснить влияние понижения парциального дав-
ления углекислоты в альвеолярном воздухе на
жизнедеятельность организма на «больших вы-
сотах и установить эффективность добавления
тех или иных .количеств её к вдыхаемому «кисло-
роду для различных высот.
за
Предотвращение появления и развития
аэроэмболизма
Лучшая защита от аэроэмболизма—это пол-
ная изоляция человека от атмосферы 'больших
высот путём применения герметических кабин
или скафандров с повышенным внутри них дав-
лением воздуха. Однако ознакомление как с фи-
зиологическими! вопросами изоляции человеческо-
го организма от окружающей среды при высот-
ных полётах, так и с техническими принципами
решения этой задачи выходит за пределы нашей
темы.
Так как герметические кабины значительно
усложняют и утяжеляют самолёты, то пока что их
применяют только в тех случаях, когда кислород-
ные приборы и отопительно-вентиляционные
установки ® кабинах обычного типа не могут обе-
спечить нормальной жизнедеятельности экипажа.
В настоящее время считают, что в военной
авиации герметические кабины следует приме-
нять на самолетах, предназначенных для поле-
тов на высотах 8 000—10 000 .и и более, причем
высота, на которой применение герметических
кабин обязательно, зависит от типа самолета.
Есть основания предполагать, что дальнейшие
изыскания улучшат способы предотвращения раз-
вития аэроэмболизма, болей в полостях и высот-
ной болезни и позволят увеличить начальную вы-
соту обязательного применения герметических ка-
бин и стратосферных скафандров.
Как показывает опыт, можно значительно
уменьшить опасность появления аэроэмболизма и
без применения герметических кабин, если ды-
шать чистым кислородом с земли. Этим дости-
гается так называемая десатурация или вымы-
вание азота из организма ббз образования его
39
пузырьков в крови и тканях. Дыхание чистым
кислородом нужно при этом начинать н е м е-
и ее чем за 20—25 минут до достижения само-
лётом высоты 9 000 -10 000 м. Скороподъёмность
большинства современных самолётов позволяет
приступать к дыханию чистым кислородом тот-
час после взлёта: .на тех же самолётах, которые
поднимаются на высоту 9 000—10 000 м быстрее
чем в 20 минут, дыхание чистым кислородом нуж-
но начинать ещё до взлёта.
Всякий перерыв в дыхании чистым кислородом,
даже 2—3 минуты дыхания атмосферным
воздухом, сильно увеличивает содержание азота
в крови и делает неизбежным возникновение
аэроэмболизма. Поэтому при полётах на высо-
тах 9 000- 10 000 м цужно дышать чистым кисло-
родом непрерывно в течение всего полёта, под-
сос же атмосферного воздуха включать только на
высоте 8000 м перед снижением на
посадку.
При этом следует помнить, что десатурация в
течение 20—25 минут, как правило, только отда-
ляет наступление явлений аэроэмболизма, но не
устраняет их; избежать же явлений аороэмболиз-
ма полностью на высотах 9 000—10 000 м можно
только при десатурации в течение 60—90 минут.
Уменьшение физических на1рузок
Развитие аэроэмболизма можно значительно
ослабить, уменьшив физические нагрузки экипа-
жа в полёте.
Современная техника может почти полностью
механизировать или авгомагизировать все орга-
ны управления как самолётом и мотором, так и
установками вооружения. Высотные самолёты,
с 'большой скоропод ьёмностью или продолжитель-
ностью по тёта., должны быть построены так, что-
40
бы усилия экипажа на всех без исключения
органах управления были минимальны и строго
регламентированы, особенно на органах управ-
ления непрерывного действия (на ручке или
штурвале управления, педалях, секторах газа
и т. п.) и на органах аварийного управления
(рукоятках для сбрасывания фонаря, для откры-
вания люков и т. п.); обычно очень значитель-
ные усилия на аварийных устройствах необходи-
мо свести до минимума.
Это разгрузит лётный соста® не только от лиш-
ней физической чаирузки, но и от нагрузки на
нервную систему, а стало быть, .не только умень-
шит возможность возникновения болей, но облег-
чит всю работу лётного состава и повысит ею
б._ еоп жюбность.
Сказанное выше полностью относится и к са-
молётам с герметическими кабинами, так как в
них всегда 'Возможна в боевых условиях потеря
герметичности, сопряженная с большой ско-
рсстью понижения дав тения. Следствием этого,
"собенно при больших усилиях экипажа на орга-
ны управления, может быть возникновение бо-
лей.
Выводы. 1. Развитие аэроэмболизма во многих
случаях можно отдалить или ослабить переходом
на дыхание чистым кислородом за 20—25 минут
(желательно ещё раньше) до достижения
высоты 9 000—10 000 м или до потери герметично-
сти кабины (например до прострела её стенок).
2.	В настоящее время установлено, что при
полётах на высоту 9000 м и более не-
обходимо tp обязательном порядке проводить деса-
турацию азота путём дыхания чистым кислородом
с земли.
3.	Все без .исключения самолёты с высотой
полёта более 9 ООО « независимо от того, имеют
•11
они или не имеют герметические кабины, долж-
ны быть оборудованы кислородными приборами
для дыхания чистым кислородом на любой высо-
те, начиная с земли (для проведения полётной де-
сатурации).
4.	Снижение до минимума усилий экипажа на
всех органах управления самолётом, винтомотор-
ной группой и установками вооружения будет
эффективным средством для предотвращения и
ослабления аэроэмболизма. Кроме того, оно будет
способствовать ослаблению и высотной болезни.
Предотвращение развития болей в полостях
Экипажи, совершающие высотные полёты в
герметических кабинах или стратосферных ска-
фандрах, лучше всего защищены от ‘болей в по-
лостях так же, как и от аэроэмболизма.
Если же полёты выполняются на самолётах, не
оборудованных еще герметическими кабинами,
и без применения скафандров, то вероятность
возникновения болей в полостях будет зна-
чительно меньше у лиц, не имеющих дефектов
в каналах, соединяющих полости с наружным
воздухом.
Развитие болен в кишечнике можно значитель-
но ослабить и даже совсем предотвратить спе-
циальным питанием экипажей в период выпол-
нения ими высотных полетов.
Специальное комплектование лётного сооава
К выполнению полётов на больших высотах не
следует допускать лиц с врожденными или при-
обретенными дефектами организма, затрудняю
щими быстрое выравнивание давления газов
внутри полостей с атмосферным давлением.
Высотные полёты нельзя также рекомендовать
42
лицам, страдающим метеоризмом (усиленным
образованием и затрудненным отходом газов в
кишечнике) и склонным к ожирению.
Специальное питание лётного состава
Чтобы предотвратить газообразование в ки-
шечнике и появление вызываемых им болей и
нарушений дыхания, необходимо при выполнении
высотных полётов избегать пищи с большим со-
держанием клетчатки. Специальным предполёт-
ным режимом и диэтическим питанием можно
значительно уменьшить газообразование и тем
самым ослабить или даже совсем предотвратить
вызываемые им неприятные последствия.
На рис. 3 в графах «Явления аэроэмболизма»
и «Боли в полостях» показано, насколько ослаб-
ляются — при применении средств защиты от
них — нарушения, возникающие в человеческом
организме вследствие изменения давления окру-
жающего воздуха.
Выводы. 1. Только «применение герметических
кабин и стратосферных скафандров может пол-
ностью устранить боли в полостях.
2.	Лётный состав для полётов на высоту бо-
лее 8 000 м должен отбираться особенно тща-
тельно и удовлетворять специальным медицин-
ским требованиям.
3.	При выполнении высотных полётов лётный
состав должен соблюдать специальный предпо-
лётный режим и получать особое диетическое
питание.
4.	КИСЛОРОДНЫЙ РЕЗЕРВ И РЕЗ» PBHOI. ВРЕМЯ
Во время высотных полётов герметические ка-
бины (или стратосферные скафандры) могут по-
терять свою герметичность, а при полёте бе<
кабин и скафандров возможны случаи порчи
43
кислородных приборов и прекращения подачи
кислорода. В этих случаях человеческий орга-
низм снабжается кислородом только за счёт
имеющегося г нём запаса, т. е. за счёт так на-
зываемого кислородного резерва. За время ис-
пользования организмом этого запаса нужно или
восстановить снабжение кислородом (в случае
прекращения подачи его из-за порчи кислород-
ного прибора), или снизить самолёт до безопас-
ной высоты, иначе кисло,родное голодание может
вызвать потерю сознания и даже смерть.
Кислородный резерв человеческого организма
принято считать при нормальных условиях рав-
ным примерно 0,8 л, т. е. приблизительно трёх-
минугной потребности организма (при задерж-
ке человеком дыхания на все эти три минуты).
Однако удержать дыхание в течение трёх минут
никому не удаётся, так как уже через одну-пол-
торы минуты накопившаяся в организме углекис-
лота обычно вызывает неодолимую потребность в
дыхании, а один-два вдоха атмосферного воздуха
существенно изменяют положение. Парциальное
давление кислорода во вдыхаемом (атмосферном)
воздухе на больших высотах значительно ниже,
чем в альвеолярном, и каждый вдох в этом слу-
чае ведёт к вымыванию большей части кисло-
рода, находившегося в органиэме в момент пре-
кращения подачи кислорода.
Поэтому, при дыхании после прекращения по-
дачи кислорода, в течение первых же 0,5—1,5 ми-
нут парциальное давление кислорода в альвеоляр-
ном воздухе понижается до той величины его, ко-
торая соответствует содержанию кислорода в ат
мосферном воздухе на данной высоте. Конечная
стадия кислородного голодания при этом соответ-
ствует той высоте, на которой произошло прекра-
щение подачи кислорода.
44
Нормальное кислородное питание (прекращается
только .в случае аварии. Поэтому за допустимую
конечную стадию вызываемого им кислородного
голодания можно принимать нижнюю границу
критического состояния, т. е. по рнс. 3 состоянш'
на высоте около 6 000 м.
Время, в течение которого человеческий opi а-
шизм исче рпывает имеющиеся (в нём резервы
кислорода, называется резервным временем. Го-
воря точнее, резервное время — этс» го время,
в печение которого кислородное голодание, нара-
стая с момента прекращения подачи кислорода,
доводит организм до такого же состояния, какое
было бы у человека, поднявшегося
на данную высоту без дополни-
тельной подачи кислорода.
На высоте 6 000 м и менее резервное время
не учи гывается, гак как оно доста гочно велико
и экипаж всегда успевает снизить самолёт без
вредных для себя последствий, на высотах же
более 6 иОО м резервное время быстро умень-
шается. На рис. 6 показано, как изменяется ре-
«ервное время в зависимости от высоты; из ри
сунка видно, что на высоте 10 000 м резервное
время не превышает 30 секунд.
Нижняя кривая на рис. 6 является также баро-
граммою предельно медленного снижения при
прекращении кислородного питания: более мед-
ленное снижение может вызвать потерю созна-
ния.	,
На рис. 7 приведены соответствующие пре-
дельно допустимому времени снижения величи-
ны вертикальной скорости снижения (в метрах в
секунду). Там же даны скорости снижения на
раскрытом парашюте и при своб эдном падении
(затяжной прыжок). Скорость снижения на па-
рашюте значительно меньше требуемой, а стало
45
Р и с. 6. Резервное кислородное «ремя
(по диаграмме Штрутольдя, дополненной
последним и данным и)
Р и с. 7. Вертикальные скорости снижения:
1 требуемая; Л — на раскрытом парашюте;
5 при свободном падении (аатяшноЙ прыжок)
46
быть спуск на раскрытом парашюте с вЫсЛты
более 8 000 м без применения парашютного кис-
лородного прибора недопустим. Что касается
затяжных прыжков, то при них скорость сниже-
ния больше требуемой, и, следовательно, прыгая
без кислородного прибора с высоты более
8 000 м, можно раскрывать парашют и на высоте
7 000—7 500 м, а не обязательно затягивать его
до 6 000 м.
На самолётах с герметическими, кабинами при
потере герметичности кабин, чтобы ие приходи-
лось для спасения жизни немедленно и быстро
снижать самолёт до высоты 4 000—4 500 я, необ-
ходимо устанавливать легко включаемые в рабо-
ту кислородные приборы. Все самолёты с высотой
полёта более 8 000 м должны быть снабжены сиг-
нализаторами, извещающими всех членов экипа-
жа о прекращении подачи кислорода или о поте-
ре герметичности кабины.
5.	СОПРОТИВЛЕНИЕ ДЫХАНИЮ
Выдыхаемый воздух, выходя из маски кисло-
родного прибора, должен Преодолеть на своем
пути сопротивление выдыхательных отверстии,
каналов и клапанов (если они в маске имеются).
Точно так же вдыхаемая кислородно-воздушная
смесь (или чистый кислород) должна преодо-
леть на своём пути в маску сопротивление вды-
хательных шланга, каналов и клапана, а также
механизма, открывающего подачу кислорода.
Для преодоления этих сопротивлений всегда
Должна существовать разность давлений воздуха
в маске и атмосферного.
Сопротивление дыханию характеризуется тем
Максимальным избыточным давлением (разреже-
нием), которое необходимо создать в кислород-
47
ной маске для получения выдоха (вдоха) требу-
емого объема. Сопротивление дыханию изме-
ряется в мм вод. ст.
При большом сопротивлении правильное дыха-
ние нарушается, (возникают тяжёлые ощущения
его затруднённости. Эпи явления ещё недо-
статочно изучены, но исследованиями и опы-
том 'применения установлено, что у 'поверх-
ности! земли сопротивление кислородно-дыха-
тельных приборов дыханию не должно' превы-
шать + 20 мм вод. ст. Только при таком сопро-
тивлении человек не ощущает затруднённости
дыхания, и нарушений дыхания у него не возни-
кает.
Сопротивление дыханию в 40—50 мм вод. ст.
уже вызывает затруднённость дыхания, хотя на-
рушения не переходят допустимых границ; со-
противление же дыханию около 100 мм вод. ст.
переносится с трудом и может допускаться не
более 10—20 минут.
При высотных полётах влияние на организм
сопротивления дыханию возрастает, особенно на
высотах более 8 000 м. Одна из основных причин
этого состоит в том, что даже небольшая (для
дыхания у земли; нагрузка на дыхательную му-
скулатуру, вызываемая сопротивлением дыханию,
на высоте становится трудно переносимой. Хотя
исследования еще не доведены до конца, но
на основании имеющегося уже опыта можно
считать, что дыхание экипажа будет нормальным
и не затрудненным, если сопротивление дыханию
авиационных кислородных приборов не будет
превышать 15—20 мм вод. ст. (у поверхности
земли).
Выводы. 1. Сопротивление дыханию авиацион-
ных кислородных приборов сильно влияет на са-
мочувствие экипажа.
48
2. Сопротивление дыханию у поверхности земл и
не должно превышать 15—20 мм вод. ст. при лю-
бой физической нагрузке; оно должно всеми ме-
рами уменьшаться, особенно в приборах, предназ-
наченных для использования на, высотах более
8 000 м.
6.	ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И НОРМАТИВЫ
1.	Подъём на высоту сопровождается возник-
новением высотной болезни — аэроэмболизма и
болей в полостях.
При полётах без кислородных приборов нару-
шения в организме человека могут возникать у>$е
на высоте 1 500—2 000 м (ухудшение зрения).
2.	При своевременном и достаточном добавле-
нии кислорода к вдыхаемому воздуху высотную
болезнь можно предотвратить на всех высотах
полёта до 10 000—12 000 м.
3.	Явления аэроэмболизма обычно возникают
на высотах более 9 000 м, но в большинстве
случаев до высоты от 10 000 до 12 000 м их мож-
но ослабить вдыханием чистого кислорода в тече-
ние всего полёта, начиная с момента взлёта.
4.	Боли в кишечнике возникают преимущест-
венно на высотах 5 000—7 000 м, но их можно
значительно уменьшить рациональной диэтой
питания и предполётным режимом. Боли в поло-
стях среднего уха и Гайморовой и в лобной пазу-
хе возникают преимущественно при спуске, боль-
шей частью на высотах 3 000—1 500 м. Улёт-
ного состава, прошедшего специальный медицин-
ский отбор, боли в полостях будут наблюдаться
значительно реже.
5.	Экипажи самолётов, летающих выше
8 000 м, обязательно должны быть снабжены па-
рашютными кислородными приборами.
4 — Квавоа
49
6.	Сопротивление дыханию авиационных Кис-
лородных приборов при любой физической на-
грузке не должно превышать 15—20 мм вод. сг.
На высотах более 8 000 м должны приниматься
все возможные «еры к уменьшению сопротивле-
ния дыханию.
7.	Пользуясь всеми описанными выше спо-
собами зашиты, эдапаж высотного самолёта мо-
жет сохранить и без применения герметических
кабин или стратосферных скафандров достаточ-
ную работоспособность до высоты 10 000 м, а при
отсутствии физической нагрузки удовлетворитель-
ное самочувствие до высоты 12 000 м.
8.	На высотах более 10 000—12 000 м (при со-
временном состоянии авиационной техники и ме-
дицины) применение герметических кабин и стра-
тосферных скафандров — единственное средство
защиты человека от вредного воздействия боль-
. шьх высот Только герметические кабины полно-
стью обеспечивают нормальные условия жизне-
деятельности человека на всех высотах, одновре-
менно освобождая ею в течение почти всего по-
лёта от стесняющих движения кислородных масок
и шлангов. Поэтому применение герметических
кабин желательно и на значительно меныпих вы-
сотах.
В. АВИАЦИОННЫЕ КИСЛОРОДНО-
ДЫХАТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
И ИХ ДЫХАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
Авиационные кислородно-дых а тельные прибо-
ры служат для искусственного увеличения со-
держания кислорода во вдыхаемом воздухе.
Необходимый для этого кислород хранится в
газообразном или жидком состоянии в устанав-
ливаемых на самолётах специальных резервуа-
рах (кислородных баллонах или в жидкостных
кислородных приборах — см. раздел Г «Запас
кислорода на самолёте и его источники»),
1. ОСОБЫЕ СВОЙСТВА КИСЛОРОДА
Особенности применения и эксплоатации кис-
лородных баллонов и приборов обусловлены осо-
быми свойствами кислорода
Кислород в газообразном со-
стоянии не имеет цвета, вкуса и
запаха. Поэтому без особых приборов чело-
век не может обнаруживать и контролировать
Количество кислорода в окружающем его и вды-
хаемом им воздухе. Это, заставляет нас делать
Работу кислородных приборов автоматической.
Че зависящей от ощущений человека.
Кислород обладает большой хи-
мической активностью и вызывает у
большинства металлических сплавов к о р р о-
4*
51
зию, которая уменьшает прочность деталей.
Под воздействием кислорода 'Сильно корродиру-
ют железные, алюминиевые и магниевые сплавы;
значительно меньше корродируют некоторые спе-
циальные медные сплавы, а также поверхности
деталей, изготовленных из железных сплавов
и подвергшихся специальной, антикоррозийной
гобработке. Хорошо противостоят кислороду
нержавеющие стали и пластмассы, поэтому все
ответственные детали кислородных приборов
изготовляются преимущественно из латуни или
из пластмассы.
Кислород, соединяясь с клетчат-
кой, в некоторых условиях даёт
в з р ы в ч а ты е в е щ е с т в а. Так под воздейст-
вием сжатого до высокого давления или жидкого
кислорода клетчатка (например, вата, ветошь,
пенька и пакля, древесные опилки и уголь) обра-
зует вещества, взрывающиеся при ударе и обла-
дающие взрывной способностью, равной динами-
ту. Таким же свойством, кроме клетчатки, обла-
дают и все смазочные вещества, кроме глицерина.
Сильно измельчённые органические вещества
(пыль — угольная, древесная, мучная и сахар-
ная; масляные и жировые плёнки) в присут-
ствии кислорода обладают способностью к са-
моокислению, заканчивающемуся иногда самовоз-
горанием и взрывом; давление кислорода при этом
может быть и небольшим (несколько атмосфер
или даже доли атмосферы).
Каки всяки й другой газ, сжатый до
высокого давления, кислород обла-
дает большим запасом энергии. Вне-
запное освобождение энергии (например при Пов-
реждении баллонов) часто сопровождается силь-
ным взрывом, в частности разрушение четырёхли-
трового, заряженного до 150 ат баллона, внезап-
52
но освобождает столько же энергии, сколько
п разрыв 75-лл шрапнельного снаряда.
Выводы. 1. Кислород требует особой аккурат-
ности и осторожности Б обращении с ним и со-
блюдения полной чистоты.
2. Все правила обращения с кислородом, из-
ложенные в соответствующих инструкциях,
должны выполняться неукоснительно и точно.
3. Небрежное обращение с кислородом при-
водит к взрывам, большим разрушениям, а иног-
да и к человеческим жертвам.
2. ТИПЫ АВИАЦИОННЫХ КИСЛОРОДНО-
ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ И УСТАНОВОК
По способу обеспечения требуемого парциаль-
ного давления кислорода ibo вдыхаемом воздухе
авиационные кислородно-дыхательные приборы и
установки разделяются на два основных типа:
а) кислородные и б) компрессионные.
Кислород п ы е авиационные приборы
обеспечивают требуемое парциальное давление
кислорода ®о вдыхаемом воздухе посредством
подачи кислорода из особого баллона, входящего
в комплект прибора.
Компрессионные установки нс имеют
особого источника кислорода, а псКользуют для
дыхания атмосферный воздух, увеличивая его дав-
ление.
Компрессионные установки, как в чистом их ви-
де, так и в соединении с кислородными прибора-
ми. применяются в герметических кабинах и ска-
фандрах и поэтому здесь не рассматриваются
По способу использования кислорода кисло
родные авиационные приборы могут быть разде-
лены:
а) на открытые, в которых кислород посту-
кает непрерывным потоком и бесполезно рас-
53
ходустся во время выдоха; кислород же, содер-
жащийся в выдыхаемом воздухе, для дальней-
шего дыхания не используется;
6} на лёгочно-автоматные кислс род-
ные .приборы, в которых кислород, содержащий-
ся в выдыхаемом воздухе, для дальнейшей' ды-
хания не используется, кислород же, поступаю-
щий из баллона, расходуется только во время
вдоха;
в) на регенера тив н ы е кислородные при-
боры, в которых используется для дыхания и
весь кислород, поступающий из баллона, и кис
лород, содержащийся в выдыхаемом воздухе
(регенеративные индивидуальные кислородные
приборы по причинам, изложенным ниже, >в на-
стоящее время в авиации не гГрименяются).
Открытые кислородные приборы сбеопечив'Зг
ют требуемое парциальное давление кислорода
во вдыхаемом воздухе только при одном опреде-
ленном значении лёгочной вентиляции. Для дру
гих её значений они дают или ненужное превы
шение его, или недопустимое уменьшение.
Лёгочно-автоматные и регенеративные кисло-
родные приборы обеспечивают необходимое пар
циальное давление кислорода во всём диапазоне
изменения лёгочной вентиляции.
/ виациюнные кислородные приборы иоготогЯ
ляются преимущественно для индивидуального
пользования, т. е. предназначаются для обеспе-
чения кислородом одного человека. Однако па
английских и вмериканиких самолётах 'встреча-
ются и групповые приборы, снабжающие кисло-
родом несколько человек.
В сослан кислорочпого прибора входят:
1)	дыхательная система;
2)	регуляторы по гачи кислорода и атмосфер-
ного воздуха;
-4
3)	источники кислорода (кислородные баллоны
н т. п.).
Дыхательной системой кислородного прибора
назовём детали и узлы, соединяющиеся с ды-
хательными путями человека и осуществляющие:
а)	управление потоками .вдыхаемого и выды-
хаемого воздуха при возможно меньшем сопро-
тивлении дыханию;
б)	образование и накопление «необходимых
количеств вдыхаемого воздуха 1с тре буемым или
допускаемым содержанием в нём кислорода,
углекислоты и влаги три возможно меньшем
расходе кислорода;
в)	частичное или полное изолирование дыха-
тельных путей человека от окружающей среды
для предотвращения изменения в составе вды-
хаемого человеком вощуха;
г)	в .регенеративных системах, а иногда и в
компрессионных установках — очищение вдыхае-
мого воздуха от вредных для дыхания приме-
сей.
К дыхательным системам относятся «кислоро!-
чые маски и шланги, дыхательные мешки или
заменяющие их устройства, клапаны для регу-
лирования давления в системе. Сюда же отно-
сятся и 'применяемые в регенеративных и ком-
прессионных дыхательных системах устройства
для поглощения углекислоты, влаги, окиси угле-
рода,' паров и продуктов оазложения масла.
Дыхательная система — промежуточное звено
между дыхательными путями человека и регуля-
торами подачи кислорода и атмосферного возду-
ха; её тип, конструкция и объёмы составляющих
её частей определяют зависимость между Тре-
буемым количеством .вдыхаемого воздуха .и
его составом, с одной стороны, и требуемой по-
дачей кислорода и апюсферного воздуха, — с
другой.
55
К регуляторам подачи относятся:
а)	осуществляющие подачу (в дыхательную
систему 'необходимых количеств (кислорода к и с-
дородные редукторы и лёгочные ав-
томаты, а также краны и вентили до-
полнительной rfo д а ч и;
б)	осуществляющие требуемую подачу а т-
мосферного воздуха в дыхательную систе-
му регуляторы подсоса и инжекторы (или заме-
няющие их устройства).
По величине подачи кислорода в дыхатель-
ную систему и продолжительности Действия кис-
лородного прибора определяют емкость необхо-
димых для высотных полётов источников кисло-
рода
Источниками кислорода в настоящее (время
служит баллоны со сжатым кислородом, хотя он
может поступать и из других, рассматриваемых
ниже, источников.
3. КИСЛОРОДНЫЕ ПРИБОРЫ ОТКРЫТОГО ТИПА
Открытая дыхательная система — самая про-
стая по своей конструкции из всех дыхательных
систем и состоит только из маски и кислородно-
го шланга.
Газовые потоки в маске открытой дыхательной
системы идут по (схеме, изображённой на рис. 8
Из кислородного редуктора кислород под дав-
лением подаётся непрерывным потоком в подма-
сочное пространство и бесполезно расходуется
во время выдоха.
Подача кислорода, постоянная для каждой
отдельной высоты, изменяется по высотам авто-
матически. Кроме того, на одной и той же высо-
те можно при помощи ручного крана изменять
подачу в широких пределах. Однако такое регу-
лирование подачи от руки исключает автоматиЧ'
56
несть действия прибора и, сильно затрудняя кон-
троль за расходованием кислорода. не может
считаться нормальным режимом работы авиа-
ционного кислородного прибора
Рис. 8. Схема газовых потоков в маске открытой
дыхательной системы
При применении приборов открытого типа тре-
буемые для десатурации расходы кислорода на-
столько велики (на высотах более 10 000 я —-
15—20 л/мин, на меньших высотах еще боль-
ше), что применять эти приборы для десатура-
ции, а следовательно и для полётов на высотах
более 9 000—10 000 м, практически нецелесооб-
разно.
Подмасочисе пространство сообщается с ат-
мосферой незакрываемым отверстием.
При вдохе поступающий из шланга кислород
смешивается с атмосферным воздухом, всасы-
ваемым через это отверстие, и образует вдыхае-
мую кислородно-воздушную смесь. Специально
го устройства для регулирования количества
всасываемого из атмосферы воздуха в приборах
этого типа нет.
57
Содержание кислорода ню вдыхаемом воздухе
соответствует требуемому только три опреде-
лённой величине объема лёгочной вентиляции,
обычно равной 6—8 л/мин. При увеличении
объема лёгочной вентиляции подача кислоро-
да (на одной и той же высоте) остаётся (Посто-
янной, а количество воздуха, 'всасываемого из
атмосферы, увеличивается, и, следовательно, об-
щее содержание кислорода во вдыхаемом возду-
хе уменьшается. Наоборот, при увеличении по-
дачи кислорода и при постоянном объеме лё-
гочной вентиляции количество воздуха, всасы-
ваемого из атмосферы, уменьшается, и содер-
жание кислорода во вдыхаемом воздухе увели-
чивается.
Увеличение объёма подмасочного простран-
ства повышает содержание кислорода чво вды-
хаемом воздухе.
Что касается сопротивления дыханию при
вдохе, то разрежение в подмасочном простран-
стве открытой дыхательной системы необходимо
только для всасывания .атмосферного воздуха;
кислород же 'подаётся ив кислородного прибора
под давлением. Поэтому сопротивление вдоху в
маске открытой дыхательной системы очень
незначительно (всего несколько мм. вод. ст.); оно
уменьшается при увеличении подачи кислорода
и на больших высота'х может стать равным
нулю.
Сопротивление дыханию Ири выдохе немного
больше, так как в этом случае через отверстие,
соединяющее подмасочное пространство с атмо-
сферным воздухом, должен выйти не только весь
выдыхаемый воздух, но и весь кислород, посту-
пающий в это время из прибора. Однако и это
сопротивление не превышает нескольких мм
вод. ст. Так как йод масочное пространство сво-
бодно сообщается с атмосферой и нет необхо-
димости ни в герметичном (прилегании маски
к лицу, ни в устройстве в маске вдыхательного
и выдыхательного клапанов 1, то ясно, что маски
открытых дыхательных систем имеют самые ми-
нимальные размеры и очень удобны в обраще-
нии.
Эксплоатациюн'ная (пригодность кислородного
прибора в значительной степени определяется
соответствием его маски и шланга предъявляе-
мым к ним требованиям (см. стр. 85k
В дыхательную систему некоторых иностран-
ных кислородных приборов открытого типа
включается дополнительный объём, предназна-
ченный для сохранения и использования при
последующем вдохе кислорода и углекислоты,
поступающих в неё во время выдоха. Это даёт
возможность или несколько уменьшить подачу
кислорода или несколько повысить содержание
кислорода во вдыхаемом воздухе, т. е. повысить
предельную высоту прибора.
В английских приборах для этого между ре-
гулятором Подачи кислорода и кислородной мас-
кой включали специальное, монтируемо? па
борту самолёта, устройство — экономайзер. В
американских приборах к кислородной маске
для этого прикрепляли резиновый мешок. Одна-
ко и английское и американское устройства,
усложняя эксплоатацшо прибора, не увеличивают
содержания кислорода во вдыхаемом воздухе по
сравнению с рассматриваемыми ниже лёгочно-
,1Втоматными приборами: поэтому включение до-
полнительного объёма в дыхательную систему
1 () «вдыхательном и выдыхательном клапанах сказан»
ниже при описании герметнлкских масок логично автомат-
ных и ipereitepaTiHMiwx дыхательных систем.
59
кислородного прибора открытого тигГа нс полу-
пило широкого распространения и нами в этой
книге не рассматривается.
Нормы подачи кислорода
Чтобы обеспечить требуемое для данной высо-
ты содержание кислорода во вдыхаемом воздухе,
необходимо подавать соответствующее количе-
ство кислорода в под масочное пространство, но
при этом не 1ьзя забывать, что одна и та же ве-
личина подачи кислорода может давать в при-
борах открытого типа различные содержания
кислорода во вдыхаемом воздухе в зависимости
от физической нагрузки и от объёма подмасоч-
ногг» пространства (см. стр. 56).
Большинство кистородных приборов, прилге-
нявшихкся в авиации всех стран до войны и в са-
мом начале войны, 'были приборами открытого
типа и имели величины подачи кислорода по вы-
сотам в границах заштрихованной площадки на
рис. 9. При этом состояние организма в среднем
было такое же, как при полёте без приме-
нения кислорода на высоте, обозначен-
ной для данной точки диаграммы числителем —
в состоянии покоя, и знаменателем — при физи-
ческой нагрузке. Опыт боевых .действий во вре-
мя Отечественной войны выявил недосгаточ-
чоЬть такого кис. юроднот о обеспечения.
Специальные исследования в барокамерах и
теоретические расчёты показывают, что подача
кислорода в приборах открытого типа должна
изменяться по высотам согласно данным кривой
на рис 9.
При этом в Положении покоя н при лёгкой
физической нагрузке состояние организма’ до вы
соты 10 000 м будет такое же, как у поверхно-
сти земли.

При непродолжительной средней фи шческбй
нагрузке (до 300 кгм/мин) до высоты 8 000 м
состояние организма будет такое же, как на вы-
соте 3 000 м без применения кислорода в состоя-
нии покоя. Как только эта нагрузка будет снята,
организм возвратится к нормальному состоя-
нию.
На высотах более 8 000 .« прп фь шческой на-
грузке, вследствие общего большого понижения
атмосферного давления, даже увеличение пода-
чи кислорода до 12—14 л/мин не обеспечивает
нормального состояния организма.
Подача кислорода через кран дополнитель-
ной подачи (аварийный кран) может изменяться
в зависимости от степени его открытия от нуля
до 7—12 л,мчн. Эта подача добавляется к подаче
61
кислорода через автоматическую часть прибора
(к основной подаче, см. стр. 69).
Выводы. 1. Авиационные 'кислородные прибо-
ры открытого типа обеспечивают нормальное
состояние организма: 1) только в состоянии покоя
или лёгкой физической нагрузки и 2) только до
высот 8 000—10 000 м.
2. Увеличив подачу кислорода в приборах от-
крытого типа до' 12—14 л/мин, экипаж может
выносить кратковременную физическую нагрузку
на высотах до 11 000—12 000 м.
3. Необходимого для десатурации азота
100%-ного содержания кислорода во вдыхаемом
воздухе в .масках с открытой дыхательной си-
стемой можно достичь только непомерно боль-
шим расходом кислорода.
Регуляторы подачи кислорода в приборах
открытого типа. Прибор КПА-Збис
Кислородные приборы открытого типа подают
кислород в маску непрерывным потоком.
Подача кислорода в этих При борах не зави-
сит от величины минутной лёгочной вентиляции
и для данной высоты всегда постоянна. При уве-
личении высоты полёта основная подача кислоро-
да увеличивается или автоматически, или от руки.
К приборам открытого типа относятся.- совет-
ский прибор КПА-Збис, американские приборы
А8-А, А9-А и английские приборы типа МК
(различных модификаций). На рис. 10 показана
блок-схема прибора КПА-Збис. Газообразный
кислород Под высоким давлением (до 150 ат)
хранится в стальном баллоне. При открытии
вентиля баллона кислород шоступает в редукто-
ры и в манометр.
Редукторы высокого и низкого давления пони-
жают давление кислорода в баллоне и обеспечи-
62
вают независимую от Давления кислорода в бал-
лоне постоянную его подачу в маску. По мано-
метру контролируют количество кислорода в
баллоне. При увеличении высоты полёта подача
кислорода увеличивается автоматически высот-
ным регулятором, соединённым с редуктором
низкого давления.
Рис. 10. Блок-схема кислородного при-
бора открытого типа (прибор КПА-Збис):
В.балл — вентиль баллона; В.борт — вен-
тиль бортовой; ЗШ — зарядный бортовой
штуцер; М — манометр; РВД — редуктор
высокого давления; РНД — редуктор низ-
кого давления; ВРИ — высотный регуля-
тор подачи; ЛК — аварийный кран;
ЗТГВ — аапорно-пусковой вентиль; 1ГКП —
индикатор кислородного потока; БП —
бортовой присосок
При недостаточности или прекращении подачи
Кислорода через редуктор низкого давления и
высотный регулятор аварийный кран обеспечи-
вает непрерывную подачу кислорода.
Индикатор потока показывает величину пода-
чи. кислорода в маску.
Шланг от кислородной маски присоединяют
к прибору бортовым присоском, устанавливае-
мым на борту кабины.
63
В кислородных приборах открытого ЛМа йёТ
отдельного устройства для выключения подсоса
атмосферного воздуха; необходимого же для
нормального дыхания «а высотах более 10 000 м
100%-ного содержания кислорода во вдыхаемом
воз тухе можно достичь, только сильно увеличив
расход кислорода.
Кроме того, на борту самолёта устанавлива-
ются зарядный штуцер, который шозвопяет. не
снимая баллонов с самолёта, заряжать их кис-
лородом, и отдельный вентиль, предотвращающий
утечку кислорода из системы через зарядный
штуцер.
Таким образом, в состав авиационного кис ю-
родного прибора открытого типа входят:
а)	баллон со сжатым газообразным кислоро-
дом;
б)	редуктор с высотным регулятором подачи;
в)	манометр;
г)	индикатор потока;
д)	линейные вентили и клапаны;
е)	трубопроводы и соединения.
Что касается баллонов и других источников
кислорода на самолёте, а также деталей само-
лётных кислородных магистралей (вентилей,
клапанов, трубопроводов и соединений), то они
рассматриваются ниже, в разделан Г и Д.
Работа редуктора
Схема конструкции редукторов наших совет-
ских кислородных приборов показана на рис. 11.
Редуктор состоит из корпуса / с соединитель-
ными деталями; кислородного клапана 2 с его
пружиной 3; (мембраны 4 с её пружиной 5; дю-
зы б; сопла 7 кислородного к. опала; подмем-
бранпой шайбы 8 и шпилек 9, а также из рабо-
чей кислородной камеры 10.
64
Когда вентиль баллона закрыт, кислород в ,рё-
дуктор те подаётся. При закрытом вен-
тиле баллона более сильная мембранная пру-
жина 5, надавливая на подмембранную шайбу 8
и шпильки 9, отжимает кислородный клапан 2
от его сопла 7 и удерживает его открытым.
Рис. 11. Схема конструкции 'редуктора прибора
КПА-Збис
При открытии вентиля баллона ки-
слород через сопло 7 поступает в рабочую каме-
ру 10, заполняет её и начинает выходить через
позу 6 в кислородную маску.
Так как при этом сопло 7 кислородного кла-
пана полностью открыто, то кислорода через
него поступает больше, чем выходит через дюзу;
поэтому так называемое рабочее давление кис-
лорода, т. е. давление его внутри редуктора, в
Б — Князев
65
его рабочей камере начинает увеличиваться
Koi да это давление создают усилие на мембра
не болошее, чем усилие мембранной игру жины, и
преодолеет его, то нажатие мембраны1 на шпиль
ки 9 и на кислородный клапан 2 уменьшится
клапан 2 под действием клапанной пружины
уменьшит проходное сечение icon т а, а стаж
быть, соответственно этому и подачу кислорода
Подача через сопло клапана будет уменьшаться
до тех пор, пока не установится равенство меж-
ду подачей и расходом кислорода через дюзу
Ясно, что при этом в рабочей камере редуктор;
устанавливается определённое значение рабочей
давления кислорода.

Основные характеристики редукторов
Работу редук-1 ороя кислородных приборов ха-
рактеризуют:
а)	максима ъное и минимальное давление кис-
".орода перед редуктором;
б)	коэфициенг использования кислородного
запаса;
в)	давление кислорода внутри' редуктора —
так называемое рабочее давление;
г)	подача 'Кислорода;
д)	неравномерность подачи кислорода.

Максимальное, рабочее
и минимальное давление кислорода
Максимальное давление, Каждый редуктор
рассчитан на определённое максимальное давле
ние кислорода в баллоне (подробно о давлении
кислорода в самолётных баллонах см. стр. 131).
В настоящее время существуют редукторы
для самолётных кислородных систем еыорконо
давления (130—150 ат — приборы КПЛ Збь

6G
английские приборы тйм МК, американские
приборы А-8) и редукторы низкого давления
(— 30 ат — американские приборы А-9 и А-9А).
В случае необходимости можно построить р<
дукторы .и на давления до 250—300 ат (редук-
тор высокого давления прибора КПЛ-Збис
удовлетворительно работает при давлении
200 ат).
Если давление кислорода в баллоне будет
значительно превышать максимальное давление
для данного редуктора, то клапанная пружина
не сможет закрывать клапан при чрезмерном
повышении рабочего давления. Вследствие этого
механизм редуктора перестанет регу. пировать
рабочее давление, которое повысится до величи-
ны, близкой к давлению кислорода в баллоне
(и может даже ^нарушить детали редуктора,
в первую очередь мембрану). При этом подача
недорода увеличится и будет Прямо пропор-
циональна давлению кислорода в баллоне, так
же как и при истечении его через простое от-
верстие.
Минимальное давление. Минимальное, требуе-
мое для данного редуктора, давление кислорода
в баллоне должно превышать рабочее давление
редуктора на величину, необходимую для пре-
одоления гидравлических потерь на пути кислоро-
да от баллона до (сопла кислородного клапана.
В приборе КПА-Збис оно равно ~ 5 ат, превы-
шая рабочее давление в редукторе низкого дав-
ления на ~ 2,0—2,5 ат.
Если давление в баллоне становипм ниже ми-
нимального давлензя, требуемого для данного
редуктора, то механизм его также перестает ра-
ботать, так как мембранная пружина, не ветре-
ная достаточного противодействия со стороны
Давления кислорода на мембрану, держит кмело-
Б»
67
родный клапан всё время открытым. При этом
кислород подаётся до полного израсходования
его запаса аз 'баллоне, iho величина подачи опять
становится прямо пропорциональной давлению
кислорода в баллоне, так же как при истечении
его через простое отверстие.
Коэфициент использования кислородного за-
паса. Как известно, количество кислорода в бал-
лоне прямо пропорционально его давлению, если
его температура не слишком отличается от нор-
мальной (плюс 15—20°‘С). Поэтому максималь-
ное количество кислорода в баллоне прямо про-
порционально максимальному давлению, мини-
мальное количество — минимальному давлению,
а количество кислорода, которое может быть ис-
пользовано с помощью данного редуктора (при
условии сохранения его нормальной работы),
прямо пропорционально разности максимального
и минимального давления.
Поэтому степень 'возможного использования
кислородного запаса с помощью данного ре-
дуктора может быть охарактеризована коэ-
фициентом использования кислородного запаса,
равным
Р — р
__‘ ред. макс ред. мин
Р
'ред. макс
где т, — коэфициент использования кисло-
родного запаса;
Ррел. макс — максимальное давление кислорода
для данного редуктора;
/’ред. мин — минимальное давление кислорода
для данного редуктора.
Коэфициент т] равен: для прибора КПА-Збис —
97,5%, для прибора А-9А—9О"/о.
68
Рабочее давление. Рабочее давление кислорода
в редукторе устанавливается в зависимости от
назначения редуктора. В редукторах, работаю-
щих (с устройствами, автоматически, регулирую-
щими подачу кислорода, оно обычно равно 1,5—
2,5 ат; в редукторах, предназначенных для пред-
варительного понижения давления кислорода и
для обеспечения аварийной подачи кислорода,
рабочее давление, как правило, значительно вы
Hie (до 10 — 13 ат).
Рабочее давление редуктора изменяется в зави
симости и от давления кислорода в баллоне н ют
давления окружающего воздуха, т. е. от высоты
полёта. На величину этого (изменения влияют
размеры мембраны, юопла кислородного клапана,
дюзы и величины жесткости мембраны и мем-
бранной и клапанной пружин *.
Подача кислорода
и ее неравномерность
Подача кислорода. Величина подачи кислорода
зависит от площади проходного сечения дюзы и
от рабочего давления кислорода. Если рабочее
давление превышает атмосферное более чем в
1,5—1,6 раза (как это обычно бывает в кисло-
родных редукторах), то количество кислорода,
вытекающего через дюзу, при постоянстве её
проходного сечения, зависит только от давления
и температуры кислорода перед ней, ио не зави-
сит от давления Ва дюзой.
Так как влияние температуры кислорода на
его подачу сравнидельно невелико н обычно не
учитывается, то в (конечном счете для большинст
1 Жесткостью пружины (или мембраны) называется
усилие (в кг), (необходимое для сжатия пружины или пр<
гнбания мембраны на 1 ли* Жесткость измеряется в кг/льи
69
ва редукторов подачу кислорода можно 'Считать
прямо пропорциональной рабочему давлению.
В кислородных редукторах различают основ-
ную и дополнительную подачи кислорода.
Основная (подача кислорода осуществляется
редуктором автоматически, как только откры-
вается вентиль кислородного баллона, без вся-
кого дальнейшего участия человека, и в количе-
ствах, определяемых конструкцией самого редук-
тора.
В редукторах кислородных приборов открыто-
го типа дополнительная (к основной) подача ки-
слорода осуществляется путём открытия ручного
(аварийного) крана дополнительной подачи.
Обычно её можно изменять в широких пределах
на любой высоте в зависимости от степени от-
крытия крана. Чтобы не было при этом лишнего
расхода кислорода, необходимо устанавливать
« контролировать его подачу по индикатору
потока.
Неравномерность подачи кислорода. Выше мы
отмечали, что при работе редуктора его рабочее
давление изменяется от различных причин, следо-
вательно 'Изменяется и его подача.
Это изменение подачи кислорода характери-
зуется коэфициентом неравномерности подачи,
который ’может быть выражен (процентным отно-
шением разности максимальной .и минимальной
подач кислорода к (максимальной его подаче,
т. е. может быть вычислен по формуле
, 9макс *?мим
а^—-----------100%,	(б)
у макс
где а — коэфициент неравномерности подачи;
<7макс — максимальная подача (кислорода;
<7мии — минимальная подача кислорода.
ТО
Большое значение при этом имеет -площадь
мембраны редуктора: чем меньше допускаемая
неравномерность подачи кислорода, тем больше
должен быть диаметр мембраны. Так, при не-
равномерности подачи 0,5% диаметр мембраны
редуктора прибора КПА-Збис (если бы в этом
приборе был один редуктор) должен быть
~ 250 мм (вместо существующего 36 мм), но та-
кое увеличение диаметра мембраны увеличило бы
размеры корпуса редуктора, а следовательно, вес
и габарит редуктора в целом. Поэтому для
уменьшения неравномерности подачи целесооб-
разно включать последовательно два (или бо-
лее) редуктора с небольшими мембранами; не-
равномерность подачи зависит в этом случае от
величины произведения площадей мембран и
может быть доведена до очень малых значений
без значительного увеличения габаритов и веса
прибора в целом.
В приборе 1КПА-Збис двухкратное рёдуцнрова-
ние уменьшает неравномерность подачи от 12%
(для одного редуктора) до 0,5%.
Высотное регулирование
В обыкновенном редукторе подача кислорода
с увеличением высоты Полёта уменьшается, в то
время как для обеспечения нормального дыха-
ния и деятельности человека на высоте подача
кислорода должна увеличиваться; поэтому редук-
торы 'авиационных кислородных приборов откры-
того типа снабжаются особыми высотными регу-
ляторами, автоматически или от руки изменяю
шмм'и величину подачи кислорода» в зависимости
от высоты полёта.
Принцип действия автоматического высотного
регулятора .подачи состоит в увеличении рабочего
71
давления в редукторе по мере увеличения высоты
полёта. Основная часть этого регулятора — ане-
роид, заполненный разреженным «воздухом «и> гер-
метически запаянный.
Схема .конструкции высотного регулятора по-
дачи прибора КПА-Збис приведена на рис. 12.
Анероид жёстко
связан с мембран-
ной пружиной ре-
дуктора.
У поверхности зем-
ли атмосферное дав-
ление, сжимая ане-
роид, создаёт усилие
Ан, превышающее
усилие мембранной
пружины Рм. Вслед-
ствие этого мембран-
ная пружина не да-
вит на мембрану ре-
дуктора и освобож-
дённая клапанная
Рис. 12. Схема высотного пружина закрывает
регулятора прибора КПА-Збис клапан (СМ- рис. 12).
О увеличением вы-
соты полёта атмосферное давление уменьшается,
а с иим уменьшается и создаваемое им усилие
сжатия анероида Ран.
На некоторой высоте (в приборе КПА-Зб-ис на
высоте ~ 2 500 л<) усилие (сжатия анероида Ра„
становится меньше усилия «мембранной пружины,
вследствие чего возникает давление на мембрану
со стороны её пружины; это давление, в конце
концов, преодолевает усилие клапанной пружи-
ны и открывает кислородный клапан.
При этом в редукторе устанавливается рабочее
72
гавлснпе, величина которого приближенно может
быть определена из зависимости (см. рис. 12):
Рр = Рм-Ра„,	(7)
где Рр — произведение величины рабочего дав-
ления на эффективную площадь мембраны.
Чем больше высота полёта, тем меньше усилие
сжатия анероида Ран, тем больше при не-
изменяемом в полёте усилии мембранной пружи-
ны Рм рабочее давление Рр и тем больше
подача кислорода.
Однако анероидный высотный регулятор /пода-
чи иго самому 1приици1пу своего устройства не мо-
жет выдерживать иа всех высотах величин пода-
чи кислорода, точно соответствующих приведен-
ным выше физиологическим нормам.
Дело в том, что атмосферное давление по мерс
увеличения высоты полёта уменьшается всё мед-
леннее mi медленнее. Из табл. 1 можно видеть, что,
например, при изменении высоты от 2 000 до
3 000 м атмосферное давление уменьшается
на 596,23—525,79 = 70,44 мм рт. ст., а на вы-
соте от 10 000 до 11 000 м только на 198,16 —
—169,40=28,56 мм рт. ст. Требуемая же подачз
кислорода в кислородньгх приборах открытого
типа по мере увеличения высоты полёта уве-
личивается всё сильнее и сильнее. По рис. 9
можно, например, установить, что при уве-
личении высоты полёта от 2 000 до 3 000 м
подача кислорода должна увеличиться всего йа
1,0 — 0,6=—0,4 л/мин, в на высоте от 10 000 до
11 000 м уже на 12,0—9,5 = 2.5 л/мин.
Таким образом, анероидный высотный регу-
лятор подачи может обеспечить требуемое По
высоте изменение подачи кислорода только ага
нескольких высотах (теоретически на одной Или
двух), уменьшая или увеличивая её в сравнении
с требуемой на остальных высотах.
73
Конструкции редукторов
Выше рассматривалась конструктивная схема
редукторов прибора КПА-Збис.
Редукторы иностранных кислородных прибо-
ров, работая по тому же принципу, имеют неко-
торые конструктивные отличия.
Корпус редуктора в приборе КПА-Зоне
изготовлен из латуни, в других редукторах из алю-
миниевых сплавов, может изготовляться из стали
или нз пластмассы.
Кислородный клапан в приборе КПЛ-
Збис закрывает сопло подушкой из эбонита, но
бывают клапаны и из тщательно пришлифован-
ной стали: или из пластмассы.
Мембрана в приборе КПА-Збис изготов-
лена из прорезиненной ткани, в других же при-
борах делается из тонкого металла или заме-
няется сильфоном.
Механизм связи ки1слородн>ого
клала нас мембранойв приборе КПА-Збис
состоит из двух шпилек-толкателей, в других при-
борах из шарнирно-рычажной передачи или дру-
гих типов оригинальных кинематических схем.
В некоторых ‘иностранных приборах механизм
связи механически соединён с мембраной и даёт
возможность закрыть кислородный клапан одним
усилием мембраны без применения клапанной
пружины.
Д юза в редукторе высокого давления прибо-
ра КПА-Збис заменена соНлом клапана редукто
ра низкого давления; в 'редукторе низкого давле-
ния дюза вынесена' в тройник индикатора пото-
ка. В других приборах дюза выносится в одну
нз деталей по пути движения 'кислорода от ре-
дуктора к маюке.
74
Высотное регулирование подачи
кислорода во многих случаях осуществляет-
ся от руки.
Предохранительный кланам 'имеет-
ся и ® приборе КПА-Збис и ®о многих других
приборах и предохраняет редуктор от разруше-
ния при его неисправности.
Однако многолетний опыт эксплоатации пока-
зывает, что предохранительный клапан вовсе не
такая уж необходимая часть редуктора, так как
надёжно работающий механизм связи клапана с
мембраной обычно всегда прекращает приток ки-
слорода в рабочую камеру даже при сравнитель-
но небольшом повышении рабочего давления.
Выводы. 1. От конструкции редуктора зависит
не только величина и равномерность Подачи кисло-
рода в течение всего полёта, но и степень исполь-
зования кислородного запаса на самолёте.
2. Чтобы обеспечить постоянство подачи ки-
слорода как в начале, так и в конце работы при-
бора, необходимо применять или один редуктор
с большой мембраной или два последовательно
включённых редуктора.
3. Анероидный высотный регулятор подачи не
может осуществлять на всех высотах регулирова-
ния подачи кислорода в точном соответствии с фи-
зиологическими нормами.
Манометры
Манометры кислородных приборов служат для
определения 'количества кислорода в баллонах
(см. стр. 130). Кроме того, на основании их пока-
заний предотвращается чрезмерное повышение
или понижение давления в баллонах.
Максимальное, измеряемое манометром, давле-
ние должно соответствовать рабочему давле-
75
нию, принятому в кислородной системе само,
лёта, и измеряться с возможно большей точ-
ностью.
Предусматриваемое инструкциями по эксплоа!
тащии повышение или уменьшение давления (по
отношению к максимальному рабочему) от на-
гревания или охлаждения баллонов также долж-
но измеряться как можно точнее.
Минимальное, измеряемое манометром, дав-
ление должно соответствовать минимально допу-
стимому остаточному давлению <в баллонах (при
максимальном давлении в баллонах 150 ат оно
должно быть ра!вно 5 ат).
Особенно важны Показания манометра в кон-
це высотного полёта, когда необходимо точно
знать количество оставшегося кислорода. Поэто-
му оцифровка шкалы и 'механизм манометра
должны быть сделаны тщательно и давать воз-
можность наиболее точного измерения давления
кислорода в баллонах в интервале от 5 до
30 ат (для кислородных систем высокого дав-
ления).
В корпусе манометра всегда должно быть от-
верстие для свободного выхода кислорода в слу-
чае разрушения трубки Бурдона, иначе осколки
стекла и корпуса манометра могут серьёзно по-
ранить экипаж.
Выводы. I. Авиационные кислородные маноме-
тры должны с наивозможной точностью измерять
минимальные и максимальные давления (в ки-
слородных системах высокого давления макси-
мальные давления в диапазоне 140 — 160 ат и
минимальные давления в диапазоне 5—30 ат).
2. В случае острой необходимости можно до-
стичь уменьшения габаритов манометров за счёт
точности измерения давления в промежуточном
диапазоне.
76
Сигнализаторы давления кислорода
Лётный состав в полёте не всегда может свое-
временно заметить показания кислородного ма-
нометра, сигнализирующего об израсходовании
кислородного запаса до предельного минимума
или о потере его вследствие повреждения (бал-
лона. Поэтому кислородные манометры нуждают-
ся /в дополнительном устройстве, которое при
понижении давления кислорода до предельного
минимума привлекало бы внимание экипажа осо-
быми сигналами.
На иностранных самолётах применяются све-
товые сигнализаторы минимального давления
кислорода (сигнальные лампы). Однако ввиду
крайней важности этого сигнала подача его све-
том лампы не может считаться вполне надёж-
ной: внимание лётного (состава 'может (быть от-
влечено в другую сторону .и световые сигналы,
особенно днём, могут остаться незамеченными.
Наилучшим решением задачи было бы примене-
ние звуковой сигнализации (сирена или сигнал
в телефон). Длительность, тональность и звуковая
мощность этого сигнала должны бытызогласованы
с другими звуковыми сигналами на самолёте.
Желательно, чтобы перед полётом можно бы-
ло устанавливать сигнализатор на то минималь-
ное давление, при достижении которого необхо-
димо прекратить данный высотный полёт и на-
чать снижение. Величина этого давления зави-
сит от типа самолёта, установленных на нём
кислородных приборов и высоты полета.
Индикаторы кислородного потока
Индикаторы кислородного 'Потока показывают
наличие и правильность подачи кислорода в кис-
лородную маску.
77
Обычно й них имеется камера с 'Переменным
объёмом. Эта камера замыкается с одной сторо-
ны подвижной стенкой, перемещающейся при
увеличении расхода кислорода и передвигающей
стрелку прибора.
Выходя (из редуктора, кислород поступает че-
рез 'Подводящий штуцер в камеру индикатора;
через зазоры между (подвиионой стенкой и стен-
ками корпуса индикатора кислород переходит в
индикатор, а из него, через выходной штуцер, по-
даётся к кислородной маске (в английских инди-
каторах потока кислород выходит из замкнутой
камеры через специально регулируемые отвер-
стия).
Когда подача кислорода (из редуктора увели-
чивается, то давление его в замкнутой камере
повышается и, преодолевая натяжение пружинно-
го волоска, перемещает подвижную стенку на-
столько, что увеличивающаяся при этом площадь
проходных сечений зазоров и отверстий для вы-
хода кислорода компенсирует приток кислорода.
Каждой величине расхода кислорода соответ-
ствует определённое положение подвижной стенки
и соединённой с ней стрелки на шкале прибора.
Шкала прибора1 разградуирована в километ-
рах (или в тысячах футов) высоты.
Если стрелки указателя высоты и индикатора
кислородного потока показывают одинаковую
высоту, то это значит, что подача кислорода
правильная.
По такой схеме выполнены отечественные и
английские индикаторы потока для кислородных
приборов открытого типа. Возможны и другие
схемы: например, в американских приборах
Л-8 и А-9 подача кислорода определяется по его
давлению в рабочей камере редуктора. Недо-
статок этого способа в том, что при засоре-
78
пии дюзы редуктора и (вызванном этим (Прекра-
щении подачи кислорода индикатор потока по-
казывает не прекращение подачи, а её макси-
мальное увеличение (давление закрытия редук
юра). В некоторых кислородных приборах
встречаются индикаторы потока, выполненные в
виде вертикальной стеклянной трубки кониче-
ской формы с расширением кверху; внутри труб-
ки находится лёгкий шарик. Поступая в трубку
снизу, кислород поднимает шарик тем выше, чем
больше его (подача. На стенке трубки нанесены
горизонтальные отметки, соответствующие опре-
делённым .величинам подачи.
По шкальные индикаторы неудобны тем, что
при пользовании аварийным краном нельзя кон-
тролировать величину подачи кислорода по
совпадению показаний индикатора потока и указа-
теля высоты.
В этом случае приходится при помощи вспо-
могательной таблицы пересчитывать показания
индикатора потока в единицы измерения подачи
кислорода (л/мин).
Индикатор потока должен выдерживать мак-
симальное давление кислорода, которое может
возникнуть в нём при закупорке расположенных
за ним проходных сечений, в противном случае
возможно разрушение его, а осколки стекла и
корпуса могут нанести при этом серьёзные ране-
ния.
Выводы. 1. Важное условие успешности вы-
сотного полёта — надёжная работа и удобный
отсчёт показаний индикатора кислородного пото-
ка. Когда появляется сомнение в точности пока-
заний индикатора, экипаж теряет уверенность в
надёжности работы кислородного оборудования.
2. Существующие в настоящее время кон-
струкции индикаторов кислородного потока для
79
кислородных приооров открытого типа приходит
ся считать недостаточно совершенными, так как
при увеличении подачи кислорода .при помощи
аварийного крана невозможно просто и удобно
измерять её величину.
Выводы по кислородным приборам открытого
типа с открытыми дыхательными системами
1.	'Кислородные приборы открытого типа
имеют следующие достоинства:
а)	малое сопротивление дыханию:
б)	удобство эксплоатации вследствие малых
размеров 'кислородной маски и ‘большой гибко-
сти шланга;
в)	малое влияние негерметичности .прилегании
к дицу кислородной маски та состав вдыхаемого
воздуха;
г)	автоматическая подача кислорода вполне
достаточна при состоянии покоя и при лёгкой
физической нагрузке на высотах до 6 000 —
7 000 м.
Эти преимущества обусловили широкое рас-
пространение кислородных приборов открытого
типа до войны и в первые годы её, когда высот-
ные полёты в большинстве случаев осуществля-
лись на высотах не более 5 000—6 000 м и
не были связаны с большой физической на-
грузкой.
2.	Недостатки кислородных приборов открыто-
го типа следующие:
а)	'непроизводительна'Я трата кислорода во
время выдоха;
б)	очень большой (до 14 л/мин) расход кис-
лорода на 'больших 'высотах;
в)	практическая невозможность десатурации,
т. е. вымывания азота из организма;
80
г)	уменьшение содержания кислорода ®o вды-
хаемом воздухе при увеличении физической на-
грузки (если при этом продолжают пользовать-
ся автоматической работой прибора и не поль-
зуются ручным краном дополнительной подачи
кислорода);
д)	невозможность 'простого и удобного контро-
ля за подачей кислорода при пользовании аварий-
ным краном;
е)	невозможность (без большого перерасхода
кислорода, особенно на больших высотах) обеспе-
чить вместе с изменением высоты автоматиче-
ское изменение содержания кислорода во вдыхае-
мом воздухе в соответствии с требованиями фи-
зиологии.
3.	Достоинства кислородных (приборов откры-
того типа не покрывают их серьёзный, принци-
пиальных недостатков. Поэтому в настоящее
время они вытесняются 'более совершенными
лёгочно-автоматными кислородными приборами.
Однако кислородные приборы открытого типа до
тех пор нельзя считать полностью изжившими
себя, пока лёгочно-автоматные кислородные при-
боры не получат всех указанных выше преиму-
ществ приборов открытого типа.
4.	(Кислородные приборы открытого типа обес-
печивают нормальное состояние человеческого
организма при веек физических нагрузках до
высоты в ООО м. Для полётов на высотах более
8 000 м приборы открытого типа не должны при-
меняться.
4. ЛЕГОЧНО-АВТОМАТНЫЕ КИСЛОРОДНЫЕ
ПРИБОРЫ
Дыхательная система л ёгочно-автоматного
кислородного прибора состоит из кислородной
маски и дыхательного шланга с соединительным
замком. Схема Потоков кислорода в маске лёгоч-
в — Князев
«I
но-автоматной дыхательной системы представле-
на на рис. 13. Разберём путь кислорода при вдохе
и выдохе.
Вдох. Вдыхательный клапан открыт, выдыха-
тельный закрыт. Из лёгочного автомата через
дыхательный шланг поступает в подмасочное
пространство кислородно-воздушная смесь. По-
мимо лёгочного автомата, атмосферный воздух
Ряс. 13. Схема газовых потоков в маске легочно-
автоматной дыхательной системы
в лодмасочное пространство ниоткуда не посту-
пает. С приборами открытого типа лёгочно-авто-
матная маска применяться не должна, так как
в этом случае на малых и средних высотах по-
дача кислорода может оказаться меньше лёгоч-
ной вентиляции, а вызванный этим усиленный
подсос атмосферного воздуха через неплотности
маски, наряду с увеличением сопротивления ды-
ханию, приведёт к не поддающемуся контролю
уменьшению содержания кислорода во вдыхае-
мом воздухе.
Выдох. Вдыхательный клапан закрыт, выды-
хательный открыт. Выдыхаемый воздух не по-
падает в лёгочный автомат, а через выдыхатель-
82
иый клапан выходит .наружу. Подачи кислорода
из прибора нет, и кислород >во .время 'выдоха не
расходуется без полым, как в открытой дыха
тельной системе.
Вдыхательный и выдыхательный клапаны от-
крываются и закрываются под действием .разре-
жения и сверхдавления, возникающею ib маске
при дыхании.
Лёгочный автомат подаёт кислородно-
воздушную смесь в нужном количестве при лю-
бой физической нагрузке. Содержание кислорода
в смеси мало зависит от величины нагрузки, а
при увеличении высоты полёта автоматически
увеличивается лёгочным автоматом (путём умень-
шения количества атмосферного воздуха, добав-
ляемого к подаваемому кислороду).
На больших высотах (обычно более 8 000 л/)
добавление атмосферною воздуха совершенно
прекращается, .и вдыхаемый воздух почти, полно-
стью состоит из чистого кислорода. В лёюччо-ав-
томатных приборах в случае необходимости (при
Десатурации) можно осуществлять дыхание чи
стым кислородом на любой высоте, начиная с зем-
ли, путём выключения подсоса атмосферного воз-
духа.
Особенности масок и шлангов лё)очно-
автоматных кислородных приборов
В лёгочно-автоматной дыхательной системе
Кислород смешивается с атмосферным воздухом
вне маски, поэтому в маске не должно .быть сво-
бодного сообщения с атмосфс рньгм воздухом, и
она должна как можно более (Плотно прилегать
к лицу. Подсос атмосферного .воздуха через не-
плотности прилегания маски к липу понижает
содержание кислорода во вдыхаемом воздухе.
На рис. 14 показано в процентах определённое
6»
83
расчётом уменьшение содержания кислорода во
вдыхаемом воздухе на различных высотах вслед-
ствие подсоса атмосферного воздуха через щель
неплотности.
При большой негерметичности маски разреже-
ние в ней во время вдоха может уменьшиться на-
столько, что лёгочный автомат не сработает и по-
Рис. 14. Умейьшсиие содержания кислорода во вдыхаемом
-ездухе в"педст.йие подсек-а чет е-з Щель (ст неплотного
прилегания маски к лицу) при различных сопротивлениях
вдоху (на рисунке дано уменьшение содержания кислорода
во вдыхаемом воздухе при подсосе относительно содержа-
ния его во вдыхаемом воздухе без подсоса); площадь
щели F= 10 мм2; легочная вентиляция фл = 15 л!мин
Необходимость герметичного прилегания ма-
ски <к лицу и (размещения в ней выдыхательно-
го, а часто и вдыхательного клапанов делает
её 'более громоздкой в сравнении с маской от-
крытой дыхательной системы (кислородные при-
боры открытого типа).
В лёгочно-автоматной дыхательной системе
кислородно-воздушная смесь поступает в миску
за счёт разрежения, создаваемого в маске при
84
вдохе дыхательной мускулатурой человека. По-
этому, чтобы чрезмерно не увеличивать сопроти-
вления дыханию, шланг, соединяющий маску с
лёгочно-автоматным кислородным прибором, дол-
жен иметь как можно 'меньшее гидравлическое со-
противление. Это возможно только при достаточ-
но большом диаметре шланга.
Вследствие этого шланги лёгочно-автоматных
кислородных приборов (всегда больше по диамет-
ру и жестче, чем шланги кислородных приборов
открытого типа, через которые кислород прохо-
дит под действием довольно (высокого давления
в (редукторе.
На (рис. 15 представлена схема конструкции
лёгочно-автоматной (маски.
Относительно большие размеры маски ,и шлан-
га и (необходимость при всех условиях полёта
плотного герметичного /прилегания (маски к лицу
требуют от экипажа умелого обращения и навы-
ков работы с ними.
Ещё больше, чем кислородные приборы откры-
того типа, лёгочно-автоматные -кислородные при-
боры (пригодны к эксплоатации только при пол-
ном соответствии масок и шлангов предъявляе-
мым к ним требованиям (ом. ниже).
Выводы. Для обеспечения максимально воз-
можного парциального давления кислорода во
вдыхаемом воздухе, особенно на 'больших высо-
тах, необходимо обращать самое серьёзное вни-
мание на правильность пригонки маски к лицу и
на её состояние.
Общие требования, предъявляемые к маскам
и шлангам лёгочно-автоматных н открытых
кислородных приборов
Кисло|к>д|1ыс маски и .шланги лёгочно-авто-
матных и открытых кислородных приборов, по-
85
мимо основного требования — обеспечения тре-
буемого состава вдыхаемого воздуха, — должны
удовлетворять следующим требованиям:
1.	Маски и (шланги должны как можно мень-
ше стеснять движения и не ухудшать обзор. Это
требование одинаково для ма'сок (и шлангов,
применяемых в истребительной, бомбарди|ю*воч-
Рис. 15. Схема конструкции маски легочно-
автоматной дыхательной системы (заимствована
из описания кислородного прибора):
1 — корпус маски (резиновый); 2 — вдыхательный
клапан; 3 — выдыхательный клапан; 4 — кожаная
часть; G — выход выдыхаемого воздуха; 6 — дыха-
тельный шланг; 7 — выдыхательный канал
пой »1 ‘разведывательной авиации. Для выполне-
ния его маски делаются возможно (меньших раз-
меров, а шланги возможно более гибкими и с
м иннм'альным диаметром.
Однако чрезмерное уменьшение обьёма под-
ма^очиого (пространства в открытых масках по-
нижает содержание кислорода во вдыхаемом
воздухе.
Кроме того, в целях максим'ального облегче-
ния движений человека требуется, чтобы шланг
легко и «без остаточных деформаций сгибался
под наименьшим радиусом и чтобы его внутрен
нее сечение не перекрывалось при любом изгибе
и нажатии на его стенку.
2.	Маска должна легко сниматься и наде-
ваться.
Маски, (применяемые в истребительной авиа-
ции, должны легко сниматься и надеваться во
время воздушного боя одной рукой, в течение
нескольких секунд.
Для бомбардировочной и разведывательной
авиации это требование менее важно, так как в
этом случае Обычно маска надевается в начале
полёта, в спокойной (обстановке. Последние кон-
струкции масок для истребительной авиации
имеют приспособление для захвата зубами и удер-
живания на лице с его помощью, с последующим
застёгиванием одной рукой креплений к шлемо-
фону (см. рис. 16).
3.	Маска должна неподвижно прилегать к ли-
цу и не сдвигаться даже при перегрузках (глу-
бокие виражи, пикирование и т. п.)
Это требование особенно важно для масок,
применяемых на истребительных и пикирующих
самолётах, и выполняется продуманным выбором
конструкции, числа и расположения креплений
маски к шлемофону.
87
4.	Прилегающие к коже лица части маски
должны быть гигроскопичны, хорошо отделаны
и |прилегать к лицу без (всякого давления.
Это требование особенно важно для кисло-
родных приборов дальней бомбардировочной и
разведывательной авиации ввиду (продолжитель-
ности пользования масками в (полёте.
Маска. удерживается на Маслаприкрепленаншле
•ице зубами за прасосоИ2 му крепёжными лентами
Рис. 16. Схема конструкции маски открытого типа
с зазубииком (зчимств..вана из -нити ^аОиноьича
«Кислородное оборудование в авиации»)
Длительное, даже небольшое давление на ко-
жу лица (вызывает 'болезненные, усиливающиеся
с течением времени ощущения. Негигроскоищч-
ность ill плохая отделка прилегающих к коже
частей маски вызывают увлажнение и раздраже-
ние кожи, также с Течением времени 1всё усили-
вающиеся. Во избежание этого маски должны
изготовляться нескольких размеров, с широкими
лёгкими краями, (покрытыми замшен или другим
гигроскопичным материалом.
5.	Внутри маски и на её деталях нс должны
оседать лёд и снег, образующиеся из водяных
паров выдыхаемого воздуха; (материалы масок и
S8
шлангов должны быть морозоустойчивыми, а
лицо защищено от обмораживания.
Требования предохранения от снегообразования
и обледенения масок и их деталей, морозостойко-
сти материалов и защиты лица от обморажива-
ния должны (выполняться в полном Объёме при
изготовлении тех масок 1и шлангов, которые
предназначаются для экипажей дальней бом-
бардировочной и 'разведывательной анциацнн (ле-
тающих на самолётах, uie имеющих отопи тель-
ных установок).	।
Применяемые на современных истребитель-
ных самолётах кислородные маски и шланги
должны отвечать этим требованиям в значи-
тельно (меньшей степени,• так как в кабинах
истребителей температура воздуха достаточно
высока, а обледенение возможно только во вре-
мя прыжка на парашюте.
Образование снега и льда внутри маски умень-
шает, а иногда и совсем прекращает подачу
кислорода. Недостаточная морозостойкость ма-
териалов маски и шланга приводит при низких
температурах к потере ими эластичности.
Чтобы устранить эти явления, необходимо для
изготовления масок и (шлангов применять моро-
зостойкие, М1алотеплопроводиые и необледенс-
вающие материалы (и конструкции. Для защиты
лвда от обмораживания края масок расширяют
настолько, чтобы они полностью закрывали не
защищаемые шлемофоном и очками части лица.
6.	Маска и шланг не должны иметь никакого
запаха. Это требование должно выполняться во
всех случаях их изготовления.
Выводы. 1. Качество работы и пригодность
к эксплоатацин авиационного кислородного при-
бора в очень большой степени зависятют коне грук-
ции его маски и шланга.
89
2. Вследствие специфичности .чётной .работы и
различных требований к тому или другому типу
самолётов кислородные маски истребительной,
дальней бомбардировочной и разведывательной
авиации должны быть различны по своей кон-
струкции.
Содержание кислорода во вдыхаемом воздухе
На рис. 17, на основании данных, «приведенных
Рис. 17. Содержание кислорода во вдыхаемом воздухе
при пользование легочно-автоматными кислородными
приборами
ной линий требуемое и минимально допустимое
содержание кислорода во вдыхаемом воздухе.
Заштрихованная площадь представляет его фак-
тические значения при пользовании различными
пипами лёгочных автоматов. Более тёмная часть
площади соответствует отечественным конструк-
ция1М лёгочных автоматов.
90
Как видно из рис. 17, лёгочные автоматы на
всех высотах до 10000 м обеспечивают нормаль-
ное требуемое содержание кислорода во вдыхае-
мом воздухе, часто даже с значительным превы-
шением; отечественные лёгочные автоматы дают
даже излишне большое содержание кислорода во
вдыхаемом воздухе.
Изменение объёма лёгочной вентиляции ма-
ло влияет на содержание кислорода во вдыхае-
мом воздухе.
При выключении подсоса атмосферного возду-
ха на всех высотах содержание кислорода во
вдыхаемом воздухе равно 97—98%.
Как было показано выше (рис. 14), на состав
вдыхаемого воздуха может сильно влиять подсос
атмосферного воздуха через неплотности приле-
гания кмаски ,к лицу. Это особенно важно (при по-
лётах на 'больших высотах, когда приходится за-
ботиться о сохранении каждого миллиметра пар-
циального Давления кислорода во вдыхаемом
воздухе.
Поэтому при полётах с лёгочно-автоматными
приборами на высотах ЮОООлг и более ре-
комендуется включать дополнительную подачу
кислорода даже в тех случаях, когда самочувст-
вие человека вполне удовлетворительно (в пос-
ледних немецких приборах дополнительная пода
ча кислорода на больших высотах включалась
при помощи специальных автоматов).
При этом не только уменьшается подсос атмо-
сферного воздуха и соответственно повышается
содержание кислорода во вдыхаемом воздухе, но
если дополнительная подача достаточна, то в под-
масочном пространстве создаётся значительное
избыточное давление и существенно увеличивает-
ся парциальное давление кислорода 'во вдыхае-
мом воздухе.
91
Можно предполагать, что при пользовании та-
кими кислородными приборами (называемыми
«приборами со сверхдавлением») предельная
высота полёта может быть на 1 000—1 500 м
больше, чем при пользовании обычными лёгочно-
автоматными приборами. По американском дан-
ным, американский прибор А-14, создавая на вы-
соте 13 650 м избыточное давление в маске
200—300 мм вод. ст., повышает предельную вы-
соту полёта без герметических кабин до 13 500—1
14 000 м (предположительно).
Нормы расхода кислорода
Лёгочно-автоматные кислородные приборы по-
дают кислородно-воздушную смесь требуемого
для данной высоты состава. Количество подавае-
мой смеси зависит от выполняемой человеком
физической нагрузки, и поэтому расход кислоро-
да в этих автоматах не может быть постоянной ]
величиной, которую можно было бы фиксировать
в технических условиях и инструкциях.
Запасы кислорода па самолёте, необходимые
для высотного полёта, вычисляются на основа-1
(гии средних значений расхода кислорода, взя-
тых из статистических наблюдений за фактиче-1
ским его расходованием в процессе высотных |
полётов.
Hai pule. 18 сопоставлены американские и оте-1
чесТвенные нормы расхода кислорода в лёгочно-1
автоматных кислородных приборах. Там же на-|
несена кривая требуемой подачи кислорода для!
кислородных приборов открытого типа. Вним'а-1
тельно рассмотрев рисунок, мы находим:
1. На высотах 'более 6 000 м лёгочные 'авто-1
маты расходуют, в сравнении с кислородными!
приборами открытого типа, значительно меньше
кислорода, обёспёч’и'вви Р то же время (до вы-1
92
соты 10 000 м) нормальное содержание кислоро-
да в альвеолярном воздухе при любой физиче-
ской 'нагрузке.
2. Расход кислорода при десатурации (вымы-
вании азота из организма) особенно значителен
Рис. 18. Расход кислорода при 'пользовании
легочно-автоматными кислородными приборами
(составлено на основании американских инст-
рукций по применению кислородных In рибо ров)'
1 — отечественные нормы (о подсосом атмосферного
воздуха); 2 — американские нормы (о подсосом
атмосферного воздуха); 3 — американские нормы
(дыхание Чистым кислородом — десату рация); 4 —
требуемая подача кислорода для прибора открытого
типа
на малых высотах, однако из-за этого для со-
временных высотных самолётов не приходится
сильно увеличивать ёмкость кислородных бал-
лонов, так как они, при наборе высоты 10 000 м и
более, очень недолго находятся на высотах, мень-
ших 6 000 м.
93
При Дополни гёльйой подаче даслорода (осутй*
ствляемой или аварийным краном прибора, или
его кислородным редуктором — см. стр. 98)
кислород подаётся непрерывны й потоком.
Рис. 19. -*каномия в расход кис порода
пр» добавлении к аге-му а гмосферног >
воздуха
В этом случае расход кислорода стрм поль-
зовании приборами 'КП-14 и КП 12 уветичивает-
ся до 8—10 л/мин.
При пользовании кнопкой аварийной по-
дачи (см. стр. 99) клапан лёгочного автомата
остаётся открытым во всё время нажатия
кнопки и подаёт до 100—150 л кислорода в ми-
нуту и более.
Требуемый расход кислорода (равный вды-
хаемому количеству кислорода, см. стр. 18)
94
определяется по требуемы л составу и количест-
ву вдыхаемого воздуха и равен:
при добавлении к кислороду атмосферного воз-
суха
qx = Дфл Л]мпн;	(Н)
при дыхании чистым кислородом
q2 = BQ>, л/мин,	(9)
где q — расход кислорода в л/мин при 760 мм
рт. ст. и + 15°С;
Qj, — лёгочная вентиляция в л!мин\
Л и В — коэфициенты, (ависящие о г высоты.
Экономия в расходовании кислорода, созда
ваемая добавлением к нему атмосферного воз-
духа, характеризуется отношением
100 %.	(10)
На рис. 19 и в табл. 6 (стр. 96) представлены
значения коэфициентов А нВ и отношение (10).
Из приведенных данных видно, что при добав-
лении атмосферного воздуха экономия кислорода
на высотах более 6 000 м становится меньше 30 %,
а на высоте 10 000 м равняется нулю.
Поэтому в лёгочно-гвтоматных приборах крат-
ковременного действия (перено* вых и парашют-
ных) или предназначаемых главным образом для
шим* нения на больших (высотах (например, на
высотных истребителях и бомбардировщиках),
в целях упрощения конструкции прибора и
уменьшения его габаритов, веса и сопротивле
ния дыханию, целесообразно не делать сложных
нтоматичеаких устройств для добавления атмо-
сферного (воздуха, а обесгечивмь дыхание чистн'м
кислородом
95
Таблица
'> >1воды. 1. Лёгочные автоматы дают меньший,
в сравнении с приборами открытого типа,
расход кислорода, особенно на высотах более
6 000 м.
2.	Расход кислорода на десатурацию не очень
сильно влияет на ёмкость самолётных кислород-
ных баллонов, если подъём на высоту более
8 000-—10000 м производится с максимально
возможной юксростыи.
3.	В переносных, па/рашютных и специально
предназначенных для больших высот приборах
целесообразно не делагь добавления атмосферно-
го воздуха к вдыхаемому кислороду.
4.	При дополнительной подаче кислорода и при
пользовании кнопкой аварийной подачи расход
кислорода сильно увеличивается. Поэтому к ним
следует прибегать только в случаях действитель-
ной необходимости (при полётах на высотах бо-
лее 10 000 1м, а на меньших высотах — при плохом
самочувствии и при ранении).
Кислородные приборы лёгично-автоматного типа.
Приборы КП 14 и КП-12
Кислородные приборы лёгочно-автоматного ти-
па (отечественные типа КП-12 и ,КП-14, амери-
канские типа А-12, немецкие фирмы Дретер-
Ауэр) обладают следующими основными, упоми-
навшимися уже ранее свойствами.
а)	кислородно-воздушная смесь подаётся в
маску только во время вдоха;
б)	кислородно-воздушная смесь образуется не
в маске, а в лёгочном автомаге;
в) количество' подаваемой прибором кислород*
йо-воздушной смеси равно лёгочной вентиляции
и автоматически изменяется пропорционально
физической нагрузке;
t- -Кнаа в	91
г) содержание кислорода ©о вдыхаемом воз-
духе автоматически увеличивается с высотой и
мало зависит от физической нагрузки.
На рис. 20 представлена блок-схема прибора
КП-14. Газообразный сжатый кислород хранит-
ся в .стальном 'баллоне. Редуктор понижает дав-
ление кислорода и (помогает уменьшению сопро-
Р и с. 20. Блок-су-ма легочного автомата:
В. балл — вентиль баллона; В. борт — вентиль борто-
вой; В. борт. 3 — вентиль бортовой зарядный; ЗШ —
зарядный бортовой штуцер; М — манометр; Р — редук-
тор; ЛА — легочный автомат; А К — аварийный кран;
Кнж — инжектор; ИКП — индикатор кислородного по-
тока; ВР — высотный регулятор; ВП — выключатель
подсоса; КАЛ — кнопка аварийной подачи
меления дыханию лёгочного автомата. Лёгочный
автомат открывает подачу кислорода во время
вдоха и закрывает её во время выдоха. В при-
боре КП-12 кислород поступает в лёгочный авто-
мат не через редуктор, а непосредственно из бал-
лона. Индикатор потока показывает пири каждом
вдохе поступление кислорода к 'Инжектору, >а сле-
93
довательно, через него и дыхательный шланг
в маску. Инжектор образует кислородно-воздуш-
ную смесь, добавляя к подаваемому кислороду
атмосферный воздух.
Высотный регулятор изменяет содержание ки-
слорода в кислородно-воздушной смеси, умень-
шая >при увеличении высоты полёта количество
добавляемого к кислороду атмосферного воз-
духа. При помощи особого выключателя подсос
атмосферного воздуха может быть выключен на
любой высоте.
Дыхательный шланг (присоединяется непосред-
ственно <к лёгочному автомату, а не к бортово
му ‘присоску, как в. приборах открытого типа.
Кран дополнительной подачи (аварийный кран)
служит для увеличения подачи кислорода при пло-
хом самочувствии и на больших высотах и вклю-
чён: в приборах КП-14 и КП-12 после редуктора, в
приборе А-12 непосредственно к магистрали высо-
кого давления. В последних конструкциях ино-
странных кислородных приборов дополнительная
подача кислорода на ‘больших высотах включает-
ся автоматически посредством особого устройства.
В исключительных (случаях аварийную подачу
кислорода можно осуществить и нажатием на
кнопку аварийной подачи лёгочного автомата.
Бортовой вентиль предотвращает возможную
Утечку кислорода через кислородный клапан
лёгочного автомата, когда прибор не работает.
Назначение зарядного штуцера, бортового
зарядного вентиля и манометра — то же, что и
в приборах открытого типа.
Итак, авиационный лёгочно-автоматный кисло-
родный прибор состоит из следующих основных
частей:
1) баллон со сжатым газообразным кислоро-
дом;
2) редуктор отдельный Или объединённый с
конструкцией лёгочного автомата;
S) лёгочный автомат с механизмом для вклю-
чения подачи кислорода при вдохе и для вы-
ключения подачи при выдохе, с инжектором,
высотным регулятором и выключателем под-
соса;
4)	манометр;
5)	индикатор потока;
6)	бортовые вентили и клапаны;
7)	трубопроводы и соединения.
Баллоны и другие источники кислорода! aia са-
молёте, а также детали самолётных кислород-
ных магистралей (вентили, клапаны, трубопрово-
ды и соединения) рассматриваются ниже.
Что касается редукторов, (манометров и ситняг
лпзаторов давления лёгочно-автоматных прибо-
ров, то к ним полностью относится всё сказан-
ное выше о (редукторах, манометрах и сигнализа-
торах давления для (кислородных приборов от-
крытого типа. Особенность работы объединён-
ного с лёгочным автоматом редуктора заклю-
чается в том, что в этом (случае он обеспечивает
лишь понижение и постоянство давления кисло-
рода перед лёгочным автоматом, основное же ре-
гулирование подачи кислорода осуществляется
механизмом лёгочного автомата.
Работа легочного автомата
Работу лёгочного автомата как важнейшей
части лёгочно-автоматного кислородного прибо-
ра характеризуют следующие величины:
1)	содержание кислорода в подаваемой кисло-
родно-воздушной смеси;
2)	сопротивление вдоху;
1С0
3)	подача кислорода при пользовании краном
дополнительной подачи и кнопкой аварийной По-
дачи;
Рис. 21. Схема конструкции легочного автомата
4)	максимальное и минимальное давление ки-
слорода 'в баллоне.
Схема конструкции отечественного лёгочного
автомата представлена на рис. 21,
101
Рабочая камера / через выходной штуцер 2 и
.присоединяемый к «нему дыхательный шланг со-
единена с подмасочным пространством кислород-
ной маски. При вдохе в подмасочном простран-
стве создаётся разрежение, передающееся в ра-
бочую камеру.
Под действием этого разрежения мембрана 3
прогибается внутрь рабочей камеры и нажимает
на рычаг лёгочного автомата 4.
Рычаг лёгочного автомата 4 посредством схе-
матично представленной на рис. 21 передачи (в
действительности более сложной) преодолевает
усилие клапанной пружины 5 и открывает ки-
слородный клапан 6. Кислород, поступающий в
прибор после редуктора или непосредственно из
баллона через штуцер 7, проходит к соплу
•инжектора 8 «и одновременно к штуцеру для при-
соединения индикатора) потока 9. Вытекающая
из сопла инжектора струя кислорода подсасы-
вает из воздушной камеры 10 атмосферный воз-
дух и, смешиваясь с 'ним в рабочей камере //и
диффузоре 12 инжектора, образует кислородно-
воздушную смесь нужного состава.
Из инжектора кислородно-воздушная смесь по-
ступает в рабочую камеру прибора 1 и далее, че-
рез дыхательный шланг, в маску.
Содержание кислорода в Подаваемой прибором
кислородно-воздушной смеси определяется коли-
чеством добавляемого к кислороду атмосферного
воздуха. Атмосферный воздух всасывается ин-
жектором через обратный клапан 13 и регули-
рующий клапан 14 высотного регулятора. Конус
регулирующего клапана 14 жёстко связан с па-
кетом анероидов 15. При увеличении высоты по-
лёта анероиды расширяются и, уменьшая пло-j
•падь проходного сечения регулирующего клапа-
на 14, уменьшают количество всасываемого щг
102
жектором атмосферного воздуха. На высоте око-
ло 8 000 регулирующий клапан закрывается
совершенно, и прибор подаёт в маску чистый
кислород.
Подсос атмосферного воздуха может быть
прекращён и от руки, на любой высоте, при
помощи клапана 16 и ручки 17 выключателя
подсоса.
При открытии крана дополнительной подачи
кислород поступает непрерывным потоком через
штуцер 9 непосредственно в инжектор, минуя
клапан 6 лёгочного автомата.
В некоторых конструкциях кран дополимтель
ной подачи подаёт кислород непосредственно в
рабочую камеру, минуя и инжектор.
Увеличить подачу кислорода можно и нажати-
ем кнопки аварийной подачи 18.
При нажатии на кнопку кислородный кла-
пан 6 лёгочного автомата открывается полно-
стью, и кислород в 'большом количестве посту-
пает через сопло инжектора в рабочую камеру
прибора во всё время нажатия кнопки.
Сопло инжектора имеет очень малое сече-
ние и легко может засориться. Тогда давление
кислорода перед ним сильно повысится, и это мо-
жет вызвать разрушение индикатора потока. Во
избежание этого сопло инжектора ’выполняется
в виде предохранительного клапана, закрываемо-
го пружиной 19.
В иностранных конструкциях лёгочных авто-
матов, выполненных по такой же схеме, как
наши автоматы, встречаются следующие от-
личия:
1)	устройство для дополнительной, непрерыв-
ной подачи кислорода на больших высотах де-
лается a'BTOMia'TninecKM'M (немецкие приборы ти-
ров IQ-137-A И 10 137-Д1, фирмы Дрегер);
1(13
2)	.вводится заменяющее редуктор специаль-
ное устройство для уменьшения повышенного со-
проз явления дыханию при больших давлениях
кислорода в баллоне (в гех же немецких при-
борах) ;
3)	нет инжектора и высотного регулятора для
добавления к кислороду атмосферного воздуха
(в немецком приборе 10-137-Д1 фирмы Дрегер
и в а мериканских приборах А-13);
4)	требуемый состав кислородно-воздушной
смеси образуется без помощи инжектора (по-
следние модели приборов А-12).
Особенно сильно различаются между собой в
различных лёгочных авп оматах конст рукц'Яи 'ме-
ханизмов открывания кислородного клапана.
Максимальное давление •кислорода
перед лёгочными автоматами определяется мак-
симальным давлением в кислородной системе
самолёта. Максимальное давление кислорода
равно: для отечественных лёгочных автоматов
150 ат, для американских (типа А-12) 30 ат (450
фунтов на квадратный дюйм).
Минимальное давление кислорода в
отечественных приборах равно 10 ат, в амери-
канских 3,5 ат.
Коэфициент использования кис-
лородного запаса равен:
В отечестзеиных лёгочных автоматах . . . 93.5%
В американских лёгочных автоматах . . . 88%
В лёгочных автоматах, так же как и в редук-
торах кислородных приборов открытого типа,
коэфициент использования кислородного запаса
определяется по допустимым для этих автома-
тов максимальным и минимальным давлениям
кислорода, а не по эксплоатационному давлению
кислорода в баллонах.
104
Сопротивление дыханию
Сопротивление дыханию при вдо-
хе разделяется на сопротивление вдыхательного
клапана, сопротивление дыхательного шланга и
сопротивление лёгочного автомата.
Сопротивление дыханию при вы-
дохе состоит из сопротивления выдыхательного
клапана и каналов маоки.
Сопротивление вдыхательного и
в ьГ дыхательного клапанов, а также
^противление каналов маски и дыхательного
шланга пропорциональны количеству проходя-
щего через них воздуха, т. е. объему лёгочной
вентиляции. Их значения приведены в табл. 7
Таблица 7
Значение сопротивлений вдыхательных
и выдыхательных клапанов И шлангов
Легочная вентиляция	7,5 л!мин	30 л/л ин
Сопротивление вдыхательного	3-10*	25-60
клапана в мм вод. ст	 Сопротивление выдыхательного	10—18	40- 65
клапана и выдыхательных ка-	8-17	25-75
налов маски в мм вод. ст. . Сопротивление дыхательного	4-10	30-65
шланга в мм вод. ст		1-2	4-5
Сопротивление (выдыхательного клапана и вы
Дыхательных каналов маски может сильно уве-
личиваться вследствие обмерзания и забивания
1 Числитель означает сопротивление при температуре
плюс 20°С, а знаменатель — сопротивлевпе при минус
105
их снегом и льдом, которые образуются при кон*
дснсацин из выдыхаемого воздуха (водяных па-
ров.
На сопротивление лёгочного автомата влияют:
а) конструкция механизма для открывания ки-
слородного клапана;
б)	жёсткость мембраны;
в)	давление кислорода перед кислородным
клапаном;
г)	лёгочная вентиляция.
'Механизмы для открывания 'кислородного кла-
пана достаточно сложны и имеют шарниры и тру.
щиеся поверхности. Для преодоления возни-
кающих в механизме сил трения требуется уси-
лие со стороны .мембраны. Мембраны лёгочных
автоматов обычно (изготовляются из очень тон-
кой и эластичной прорезиненной ткани и при
нормальной температуре легко прогибаются под
действием очень небольшого разрежения в .рабо-
чей камере прибора. Но при температурах ниже
минус 35—45° С резина теряет свои упругие
свойства, и для прогиба мембраны требуется
значительно большее разрежение.
Пружина кислородного клапана должна быть
достаточно сильной для того, чтобы надёжно
закрывать его во время выдоха.
В одних приборах давление кислорода умень-
шает, в других увеличивает усилие, создаваемое
клапанной пружиной, т. е. облегчает или затруд-
няет открывание кислородного клапана. Усилие
клапанной пружины — величина постоянная и
сравнительно незначительная, если кислород
подводится к клапану через редуктор под пони-
женным и постоянным давлением. Так это сде-
лано в отечественном приборе КП-14 и в аме-
риканских приборах А-12. При подводе кислоро-
да непосредственно из баллона, без редуиирова-
106
ния, это усилие больше и, кроме того, изме-
няется в завис'имс1сти от давления кислорода в
баллоне.
Устройство для уменьшения повышенного со-
противления дыханию, заменяющее в некоторых
приборах редуктор, хотя и делает усилие откры-
вания кислородного клапана более или менее
постоянным и уменьшает его <в сравнении! с ды-
ханием отри подводе кислорода непосредственно
из баллона, но все-таки сопротивление дыханию
при этих устройствах значительно больше, чем в
приборах с редукторами.
Увеличение объема лёгочной вентиляции тре-
бует увеличения подачи кислорода и, следо-
вательно, большего открытия кислородного кла-
пана при вдохе. Для этого прогиб мембраны
и вызывающее его разрежение в рабочей каме-
ре прибора должны также увеличиться. При
большом объеме лёгочной вентиляции сопро-
тивление прибора может сильно увеличиваться
вследствие недостаточности площади проходных
сечений кислородных каналов и кл art ан а (осо-
бенно при малых давлениях кислорода в балло-
не) и высотного регулятора.
В современных безредукторных авиа-
ционных лёгочных автоматах в состоянии покоя
и при лёгкой физической нагрузке (Q„ —
= 7,5 л/мин) сопротивление обычно равно при
комнатной температуре 20—45 мм вод. ст. и
увеличивается, при температуре минус 50° С,
до 35—60 мм вод. ст.
При значительной физической нагрузке
(Рл = 30 л/мин) сопротивление безредукторных
лёгочных автоматов увеличивается: при комнат-
ной температуре до 45—60 мм вод. ст. и при
температуре минус 50° С — до 65-—100 мм
«од, ст. Сопротивление в ашкиционных лёгочных
107
автоматах с редукторами значительно меньше и
равно:
в состоянии покоя: 6—12лш®од. ст. гГри комнат-
ной температуре; 7—20 мм вод. ст. при темпера-
туре минус 50° С;
при значительной физической нагрузке и ком-
натной температуре сопротивление увеличивает-
ся до 12—40 мм вод. ст. и при минус 50° С до
20—40 мм вод. ст.
При недостаточной морозостойкости мембраны
и малой площади проходных сечений каналов
лёгочного автомата,, а также вследствие 'влияния
изменения давления кислорода в баллоне, сопро-
тивление приборов может увеличиться до
200 мм вод. ст. и более. 'Минимальные, достиг-
нутые в настоящее время значения сопротивле-
ний лёгочных автоматов равны:
в состоянии покоя ... 6 мм вод. ст.
при значительной физи-
ческой нагрузке . . 12 мм вод. ст.
Значения суммарных сопротивлений дыханию
в современных лёгочно-автоматных авиационных
кислородных приборах приведены в табл. 8.
Таблица 8
Значения суммарных сопротивлений дыханию
современных легочно-автоматных приборов
В состоянии покоя
10-251
При вдохе . . .  2Q- 40~ мм
8—27
При выдохе . . —-—.v.w
При физической нагрузке
ВОД.
ВОД.
40—105
ст.------
65—110
25-75
ст.------
30—65
мм вод. с г.
мм вод. ст.
Суммарное сопротивление дыханию прибли-
жается к требуемому (см. стр. 48 — не более
1	Числитель показывает величины сопротивления при
комнатной температуре; знаменатель—при температуре
J08
15—20 мм вод. ст.) только в состояний покоя
или при лёгкой физической нагрузке и при тем-
пературе + 20° С, при значительной же физиче-
ской нагрузке оно ещё достаточно далеко от
требуемого.
Сопротивление дыханию можно значительно
уменьшить и даже совеем уничтожить, пользу-
ясь краном дополнительной подачи кислорода;
однако при этом расход кислорода сильно уве-
личивается. Наиболее правильным выходом из
положения будет дальнейшее совершенствова-
ние лёгочных автоматов и масок. В частности,
сопротивление масок, предназначенных для ис-
пользования на истребительных самолётик, мо-
жет быть значительно уменьшено путём пони-
жения требований к их работе при низких тем-
пературах (от минус 50°С до минус 10—15°С).
Выводы. 1. На средних высотах можно значи-
тельно уменьшить сопротивление дыханию, при-
меняя подачу кислорода через редуктор.
2.	На больших высотах дополнительная пода-
ча кислорода существенно уменьшает сопротив-
ление дыханию; она может и должна быть авто-
матизирована.
3.	В современных лёгочных автоматах сопро-
тивление дыханию только в состоянии покоя
приближается к допускаемым физиологией пре-
делам, при большой же физической нагрузке
оно значительно превышает их. Однако экспери-
ментально доказаны возможности дальнейшего
его снижения.
Индикаторы кислородного потока
Индикатор кислородного потока в лёгочных
автоматных приборах показывает наличие дав-
ления кислорода перед инжектором при каж-
дом вдохе.
109
Схема конструкции индикатора (прибор
КП-14) приведена на рис. 22. Под давлением
кислорода мембрана прогибается и через шар-
нирный механизм раздвигает сегменты глазка.
Чем больше давление кислорода, тем сильнее
раскрытие глазка (см. правую часть рис. 22).
Рис. 22. Схема конструкции индикатора
кислородною потока
В других конструкциях мембрана заменяется
сильфоном. Преимущество таких индикаторов в
наглядности их показаний, основной же недо-
статок их в том, что они работают не от пото-
ка кислорода, а от вызывающего этот поток
давления, что' иногда может приводить к невер-
ным показаниям. Так, при засорении инжектора
он будет показывать непрерывную нормальную
подачу, тогда как в действительности она будет
или ненормально велика, если инжектор отжат и
кислород проходит мимо пего, или совершенно
прекратится, если инжектор неподвижен. При по-
даче же кислорода нз аварийного крана непосред-
ственно в рабочую камеру, минуя инжектор,
ПО
Индикатор в этом случае ничего не будет доказы-
вать.
Кроме того, эти индикаторы не дают возмож-
ности контролировать состав подаваемой смеси,
поэтому при неисправности высотного регулято-
ра излишне 'большой расход кислорода можно
заметить только спустя некоторое время по
ненормальному падению давления кислорода в
баллоне.
Индикаторы потока для лёгочно-автоматных
приборов, так же как и ‘индикаторы кислородно-
го потока для кислородных приборов откры-
того типа, должны выдерживать максималь-
ное давление кислорода, которое может на
них действовать в случае неисправности при-
бора.
Выводы. Существующие в настоящее время
индикаторы кислородного потока для лёгочно-
автоматных кислородных приборов не показыва-
ют увеличения расхода кислорода сверх уста-
новленной нормы и в отдельных случаях могут
даже при полном прекращении подачи кислорода
Показывать большую его подачу.
Общие выводы но авиационным лёгочно-
автоматным кислородным приборам
1.	Современные конструкции авиационных
лёгочно-автоматных кислородных (приборов обес-
печивают нормальное кислородное питание при
любой физической нагрузке па всех высотах
До 10 000 м.
2.	На высотах более 10 000 м лёгочные авто-
маты, как и открытые кислородные приборы.
Не могут обеспечить нормального парциального
Давления кислорода в альвеолярном воздухе
^следствие слишком низкого атмосферного дав-
ления. Однако при непродолжительных полётах
1(1
а При «юлкэоВайин дополнительной подачей кис-
лорода лёгочные автоматы могут обеспечить
удовлетворительное состояние организма до
высоты около 12 000 м.
3.	В сравнении с приборами открытого типа
лёгочные автоматы дают большую экономию в
расходе кнсл рода, особенно ’на больших высо-
тах.
4.	В лёгочных автоматах переносного типа и
кратковременного действия, ia также в (предна-
значаемых для преимущественного использова-
ния «а больших высотах, добавление к пода-
ваемому кислороду атмосферного воздуха
необязательно.
5,	В сравнении с приборами открытою типа
лёгочные автоматы требуют большей аккурат-
ности и тренировки навыков в обращении г. ними.
6.	В дальнейшем при конструировании лёгоч-
ных автоматов необходимо добиваться:
а) уменьшения общею сопротивления дыха-
нию при любой физической нагрузке до значе-
ний не более 10—15 мм вод. ст.;
•б, автоматического (включения :дополнътель-
ной (но не чрезмерной) подачи кислорода на
больших высотах;
в) обеспечения сигнала о чрезмерном увели-
чении расхода кислорода
6. регенеративная дыхательная система
В наземных и Подводных кислородных прибо-
рах имеет большое распространение регенера-
тивная дыхательная система.
Её основное отличие и преимущество состоят
й использовании для дыхания кислорода,
Содержащегося (в выдыхаемом Воздухе.
112
Поэтому расход кислорода в регенеративной
дыхательной системе меньше, чем в других си
стемах, и равен потреб-
лению кислорода (см.
стр. 18).
На рис. 23 (представ-
лена принципиальная
схема регенеративной
дыхательной системы.
Работает она следую-
щим образом: выдыха-
емый во »дух из маски
через выдыхательный
клапан и выдыхатель-
ный шланг поступает
в поглотительный пат-
рон, где очищается хи-
минеским поглотите-
лем от содержащейся
в нём углекислоты, и
далее в дыха гельный
мешок. Содержащаяся
в выдыхаемом воздухе
влага обычно не по-
глощается химическим
поглотителем, а по ме-
ре её 1конденсаним1 (со-
бирается в одной из
деталей > дыхательной
системы (на (схеме —
влагосборник).
В дыхатетьнюм (меш-
ке к оч1И1ще1Н(Ному от
углекислоты воздуху добавляется
необходимое
количество кислорода, поступающее в него /из
кислородного баллона через его вентиль и ре-
дуктор. Во многих случаях с редуктором соеди-
Рис. 23. Принципиальная
схема ретенератив . >й дыха-
тельной сьстемы:
Мс — маска; Выд. К — выды-
хательный клапан; Выд. Ш —
выдыхательный шланг; МП
поглотительный	патрон;
ВО. К—вдыхательный клапан;
ВО. Ш—вдыхательный шланг;
ДМ — дыхательный мешок;
И К -— избыточный клапан;
В — баллон с кислородом;
М — манометр; В. балл. —
вентиль баллона; Р — редзк-
тор; ВС — влагосборник;
БК — байпасный клапан
В — Князев
113
ияется и не показанный на схеме механизм ле-
гочного автомата, осуществляющий подачу кис-
лорода только во время вдоха.
В случае прекращения подачи кислорода или её
недостаточности дополнительная подача его осу-
ществляется через аварийный (байпасный)
клапан. Из дыхательного мешка воздух, очи-
щенный от углекислоты и с восстановленным
содержанием кислорода, через вдыхательный
шланг и вдыхательный клапан поступает
в маску.
Циркуляция воздуха в дыхательной системе
происходит за счёт возникающего в /маске при
дыхании сверхдавления и разрежения.
Образующееся в дыхательной системе, при не-
которых режимак её работы, излишнее количе-
ство кислородно-воздушной смеси удаляется из
дыхательного мешка через избыточный (травя-
щий) клапан.
Выводы. Несмотря на высокую экономию ки-
слорода приборы с регенеративной дыхательной
системой не применяются в авиации по следую-
щим причинам:
1.	Второй дыхательный шланг и клапанная
коробка стеснят движения и ухудшат обзор.
2.	Во ‘избежание замерзания конденсирую-
щейся влаги придется утеплять прибор.
3.	Большие габариты и вес затруднят разме-
щение приборов на самолёте.
4.	При длительных полётах придётся менять
в полёте поглотительный патрон.
5.	Работа поглотителя углекислоты будет
ненадёжной, так как его поглощающая способ-
ность зависит от температуры и давления, а зёр-
на разрушаются 'От 'вибрации,
6.	Потребуется складское обеспечение боль*
шим запасом поглотительных патронов.

fi. АВИАЦИОННЫЕ КИСЛОРОДНЫЕ ПРИБОРЫ
КРАТКОВРЕМЕННОГО ДЕЙСТВИЯ
(парашютные и переносные)
Рассмотренные выше авиационные кислород-
ные приборы открытого и лero'Mio-iaiBтоматного
типа — приборы стационарные, (постоянно за-
креплённые на самолёте. Пользующиеся ими
члены экипажа самолёта не могут удаляться от
них на (расстояние, превышающее длину шлан-
га (1—1,5 м).
Однако во время высотных полётов бывают
случаи вынужденного отключения человека от
стационарного кислородного прибора — при па-
рашютном прыжке и при переходе из одной ка-
бины в другую или к крыльевым моторам.
Для этого применяются парашютные и пере-
носные кислородные приборы.
Парашютные кислородные приборы
Парашютные кислородные приборы должны
обеспечивать требуемое питание -кислородом во
время выбрасывания ив самолёта и последую-
щего снижения на парашюте до высоты 4 000—
5 000 м. Оми закрепляются на полётном снаря-
жении лётного состава и не (снимаются во всё
время полёта. Основные предъявляемые к ним
требования: минимальные габариты, минималь-
ный вес, максимальные скорость и удобство пе-
рехода к ним от стационарных бортовых при-
боров.
Особенность их применения — быстрое изме-
нение высоты и соответствующей требуемой
подачи кислорода прибором.
В принципе парашютные кислородные приборы
могут быть и открытого и лёгочно-иивтоматного
«•
115
пипа, однако все существующие парашютные при-
боры принадлежат к открытому типу.
Запас и подача кислорода в парашютных
приборах на различных высотах
Требуемая подача кислорода для приборов
открытого типа приведена на рис. 9 (стр. 61) и
для лёгочно-автоматных приборов на рис. 18
(стр. 93).
На рис. 7 (стр. 46) приведены скорости сни-
жения на раскрытом парашюте.
На основании этих данных можно определить
требуемые (при различных начальных .высотах
прыжка) ёмкости баллонов парашютных прибо-
ров для лёгочно-автоматных приборов (без до-
бавления атмосферного воздуха) « для прибо-
ров открытого типа (рис. 24).
Требуемая ёмкость .баллона при применении
лёгочного -автомата (даже без добавления атмо-
сферного воздуха) очень мала, не более 0,5 л при
максимальном давлении кислорода 150 ат. Од-
нако существующие в настоящее время кон-
струкции лёгочных автоматов всё ещё слишком
велики по своим габаритам, чтобы их можно
было применять в парашютных приборах.
Кислородные приборы открытого типа с по-
стоянной подачей мало «пригодны при парашют-
ных прыжках, так как, обеспечивая требуемую
иодачу кислорода на 1мак|с«имальной высоте, они
дают .излишне большую подачу на средних и
малых высотах. Это приводит к бесполезному
недопустимому увеличению ёмкости кислород-
ного баллона (по рис. 24 — более 1,2 л при на-
чальной высоте прыжка 12 000 л«).
Уменьшая подачу кислорода, мы можем
уменьшить емкость и вес баллона, но тогда подача
116
Рис. 24. Емкости баллонов парашютных кислородных приборов
с рабочим давлением 150 ат
117
кислорода на больших высотах оказывается
недостаточной. К этому типу приборов с недоста-
точной для больших высот подачей кислорода от-
носится прибор ПРКП, имеющий подачу 7,5—
8 aJmuh-, как это видно из рис. 7, это достаточ-
но только для высоты 8 000—9 000 м и меньше.
Снабдив такой прибор анероидным высотным
регулятором .подачи, -мы могли бы выйти из за-
труднения и обеспечить требуемую для больших
высот подачу кислорода. Но устройство этого
регулятора настолько увеличило бы габариты и
вес кислородного прибора, что он стал бы непри-
годным для парашютиста. Кроме того, по изло-
женным выше причинам (см. стр. 71), анероид-
ный высотный регулятор вообще по своей прин-
ципиальной схеме не может обеспечить требуе-
мого изменения подачи кислорода на Bicex высо-
тах, что особенно важно в Парашютных кисло-
родных приборах.
С этой точки зрения наиболее удачными сле-
дует признать безредукторные .американские и
немецкие парашютные приборы открытого типа,
в которых кислород вытекает непосредственно
из баллона через капиллярное отверстие. Давле-
ние кислорода в баллоне падает в течение всего
времени действия прибора, подача кислорода
непрерывно уменьшается, а это именно и
требуется при спуске на парашюте.
На рис. 24 пунктирными кривыми..показаны тре-
буемые при этом принципе действия емкости кис-
лородных баллонов для различных начальных вы-
сот прыжка и для различных значений потери дав-
ления в капилляре (на преодоление его гидрав-
лического сопротивления). Эти кривые показы-
вают, что требуемые ёмкости баллона в безре-
дукторных приборах, при не слишком большом
гидравлическом сопротивлении капилляра, не
118
намного превышают емкости, необходимые для
обеспечения подачи кислорода по требуемым
нормам. Следовательно, из приборов открытого-
типа эти приборы самые экономичные.
При применении без редуктор ной схемы необ-
ходимо принимать меры против замерзания или
закупоривания отверстия капилляра (диаметр
менее 0,5 Мм).
При переходе от Стационарного бортового
кислородного прибора к пользованию парашют-
ным прибором необходимо' или переключить
шланг надетой маски с бортового прибора на
парашютный, или сменить маску на лицевую часть
парашютного прибора (маска или мундштук).
Переключить в полёте шланг без нарушения
снабжения кислородом возможно только при
однотипности бортового и парашютного прибора
(оба прибора или лёгочно-автоматные, или от-
крытого типа).
Однако в большинстве случаев бортовые при-
боры — легочно-автоматного типа, а парашют-
ные приборы — открытого типа. Поэтому нельзя
переключать шланг лёгочно-автоматной маски с
бортового прибора1 на парашютный, если в ней
или в частях дыхательной системы парашютного
прибора нет дополнительного клапана для подсо-
са атмосферного воздуха (подробнее см. стр. 82).
В американских парашютных приборах откры-
тая маска парашютного прибора заменяется
мундштуком; содержание кислорода в альвео-
лярном воздухе при этом сильно' уменьшается
вследствие большого и нерегулярного подсоса
атмосферного воздуха через нсс и неплотно
сжатые губы.
Некоторый, но далеко недостаточный выход
из этого положения могли бы дать применяе-
мые в наземных и подводных кислородных при-
119
борах носовой зажим и так 'Называемый загуб-
ник, представляющий собой совмещение мунт-
•штука с резиновым уплотнением губ. Однако
применение их во время п'олёта связано с зна-
чительными трудностями.
Радикально решает эту задачу устройство на
лёгочно-автоматной маске или в какой-либо дру-
гой части дыхательной системы, например на её
шланге, второго вдыхательного клапана- неболь-
ших размеров, соединяющего дыхательную си-
стему с атмосферой. Этот .вдыхательный клапан
должен открываться тогда, когда разрежение в
дыхательной системе будет превышать разреже-
ние, возникающее в ней во время нормальной ра-
боты прибора при максимальной легочной венти-
ляции: очевидно, это возможно только в тех
приборах, сопротивление дыханию которых до-
статочно мало при 'всех режимах работы.
Необходимость такого согласования разреже-
ний отпадает, если второй дыхательный клапан
устраивается на самом парашютном .приборе до
замка, соединяющего его со шлангом и маской.
Переносные кислородные приборы
Переносные приборы применяются на1 тяжёлых
многоместных высотных самолётах, при перехо-
де из одной кабины в другую и из кабины к
крыльевым моторам.
По весу И' размерам переносные приборы- мо-
гут быть 'больше парашютных, так как они не
закрепляются на полётном снаряжении на всё
время полёта, но асё же они не должны затруд-
нять передвижение rto самолёту. Продолжитель-
ность их действия больше, чем у парашютных при-
боров, поэтому они должны расходовать кисло-
род достаточно экономно.
120
Современные переносные приборы преимуще-
ственно лёгочно-автоматного типа, с доба1влен1И-
ем атмосферного воздуха и 'без 'него, хотя ещё
встречаются и приборы открытого типа. Как
выше уже было разъяснено (стр. 95), для при-
боров кратковременного действия лучше приме-
нять лёгочные автоматы без добавления' атмо-
сферного воздуха. Требуемые нормы- подами кис-
лорода для переносных приборов — те же, что
и для стационарных, но, (ввиду особенности их
применения, необходимо обращать особое вни-
мание на обеспечение нормального дыхания при
большой физической нагрузке. Емкость кисло-
родных баллонов для переносных приборов, с
одной стороны, должна обеспечить минимум
10—15 минут работы (переход из жабины в ка-
бину), с другой стороны, должна быть достаточ-
ной для продолжительной работы около мото-
ров (1—2 часа).
Соответственно этим требованиям применяют-
ся два типа (переносных приборов:
а)	с малой продолжительностью действия,
удобные в переноске, дозаряжаемые в полёте от
бортовой .кислородной сети (американские при-
боры А-13 с малыми баллонами);
б)	с боЛыпой продолжительностью действия
(до двух часов) и с весом до 10 кг (отече-
ственные, лёгочно-автоматные, четырёхлитровые
и американские приборы А-13 с большими бал-
лонами).
'При длительных высотных полётах необходи-
мо обеспечить аварийное питание кислородом на
случай неисправности стационарного бортового
прибора.
Во избежание преждевременного прекращения
высотного полёта по этой причине необходимо,
чтобы современный переносный кислородный при-
121
бор был одновременно и переносным и аварий-
ным и чтобы можно было в полёте легко заряжать
его от бортовой кислородной сети и удобно пере-
двигаться с ним по самолёту (вес, габариты и про-
должительность действия .прибора должны обес-
печивать переход в любую часть самолёта и
обратно, т. е. в течение 20—30 минут). В местах
длительного пользования переносным прибором,
например в мотогондолах при работе около мо-
торов, или в кабинах при аварии бортового при-
бора, должны быть ответвления кислородной се-
ти самолёта с устройствами для дозарядки его
баллона.
Выводы. 1. Парашютные и переносные кисло-
родные приборы необходимы как дополнение к
бортовому кислородному оборудованию самолё-
тов.
2. Предельная высота парашютного прыжка и
допустимый режим применения парашютного
кислородного прибора зависят от ёмкости его
баллона и величины подачи кислорода на раз-
личных высотах. При подготовке высотных пара-
впютных прыжков необходимо проверять соот-
ветствие парашютных кислородных приборов
предполагаемым условиям их применения.
3. Переносные кислородные приборы должны
выполнять, кроме того, функции аварийных, для
чего в существующие конструкции их и армату-
ры 'бортовой кислородной сети должны быть вне-
сены необходимые добавления и изменения.
Г. ЗАПАС КИСЛОРОДА НА САМОЛЕТЕ
И ЕГО ИСТОЧНИКИ
I.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАПАСА КИСЛОРОДА
Требуемый для высотного полёта запас кисло-
рода на самолёте определяется количеством и
пипом установленных на нём кислородных при-
боров и продолжительностью его полёта на
больших высотак, где необходимо применение
приборов.
Обычно расчёт запаса кислорода ведётся па
одного человека и полученный результат умно-
жается на число членов экипажа самолёта.
Каждой высоте полёта соответствует своя
норма расхода кислорода, особая для каждого
типа кислородных приборов. Для определения
требуемого запаса кислорода на самолёте необ-
ходимо знать:
а)	барограмму типичного высотного полёта
данного самолёта;
б)	барограмму высотного полёта с максималь-
ной продолжительностью на данном самолёте.
По барограмме типичного полёта определяется
нормальный запас кислорода, необ-
ходимый для обеспечения наиболее часто выпол-
няемых высотных полётов; часто барограмма за-
меняется наиболее вероятной продолжитель-
на
востью полёта на боевой высоте. Эти данные
определяются тактикой боевого использования
авиации.
По барограмме полёта с максимальной про-
должительностью определяется 1мак'си1м'альный
запас кислорода, необходимый для обеспечения
наиболее продолжительного высотного полёта,
который может совершить данный самолёт. Она
определяется лётными данными самолёта.
Отношение нормального запаса к максимально-
му запасу можно назвать коэфициентом кисло-
родной загрузки самолёта.
Баллоны с нормальным запасом кислорода
должны находиться на самолёте постоянно, до-
полнительные же баллоны для обеспечения мак-
симального запаса должны устанавливаться толь-
ко в случае необходимости и на предусмотренные
в конструкции самолёта крепления.
Необходимо добиваться того, чтобы расходова-
ние и нормального и максимального запасов ки-
слорода в полёте заканчивалось одновременно с
расходованием горючего.
При О|Пределен1И|и запаса кислорода иа высот-
ный полёт необходимо отдельно определять за-
пас, необходимый для горизонтального полёта, н
запас, необходимый для набора высоты и сни-
жения.
Запас кислорода для горизонтального полёта
Запас кислорода для обеспечения
горизонтального полёта определяется
по формуле
Qrop. ц = (]ц • in,	(11)
где QIop. п
запас кислорода для горизонталь-
ного полёта на данной высоте в л\
124
Цн — расход кислорода в приборе на этой
высоте в л/мин — по рис. 9 (стр. G1)
и 18 (стр. 93);
tu— продолжительность пользования кисло-
родом на этой высоте в минутах.
При определении 'нормального запаса
кислорода продолжительность полёта на боевой
высоте tn задаётся тактическими требованиями.
Что касается .максимального запаса
кислорода, то соответствующую этому продол-
жительность полёта определяют на основании ин-
струкции по определению дальности или по лёт
ным данным самолёта.
В этих инструкциях даются продолжи тел ыю-
сти полёта t'н в минутах на различных высотах
н при различных режимах работы моторов, до
полного выгорания горючего.
По положению при выполнении боевого
полёта всегда должен иметься запас горю-
чего:
10% — на неточное выдерживанне маршрута
и на возможное изменение боевой и метеороло-
гии еской обс таиювки;
20% >— на увеличение расхода горючего при
полёте в строю.
Так как для всех типов самолётов возможны
одиночные полёты, не сопряжённые с увеличена
ем расхода горючего на полёт в строю, то для
определения кислородного запаса принимается
только 10% остаточный запас горючего.
На основании этого, при определении макси
мильного запаса кислорода принимается
Г„ = 0,9Г„.	(12)
125
Расход кислорода на подъём и спуск
Расход кислорода на подъём опре-
деляется по формуле
О'	— t - Qti> + Чн~-	мд
(<"од "_2 — Г"_2	2’	(13)
где Qnofl. я 2— расход кислорода на подъём с вы-
соты Нх до высоты Нп в л;
tH ?— продолжительность подъема с
высоты //j до высоты Н, в ми-
нутах;
и Ян, ~ расход кислорода на высотах Ht
и Н„ ъ л) мин.
Полный расход кислорода на подъём с земли
на высоту Н равен:
Qnoa. /f —Quon. Я] 9 +.Q поч Н., д + фпод. Ц + ...(14)
Расчётный интервал 'между высотами Н, и Н-,
принимается равным 2 000 м. При полётной де-
сатурации принимаются соответствующие ей нор-
мы расхода кислорода (см. рис. 18).
Расход кислорода на спуск Qcn. н
во всех случаях принимается равным его расхо-
ду на подъём без десатурации, хотя продолжи-
тельность спуска и может быть много меньше
продолжительности подъёма. Этим создается не-
который кислородный резерв.
Требуемый запас к и с л о ро да и а
п о л ё т равен:
Q — Qiup +" Qno4. Н + Qcn. н (15)
и при полёте беа десатурации
Q = Qrop + 2<2под. н-	(15 )
126
Требуемая водная ёмкость кислородных бал-
лонов равна:
О	Q
v =--------ттб-----= тЬ (16)
рб макс г б мин	1«Я>
где v — водная ёмкость баллонов в л;
ре макс — максимальное давление кислорода в
баллоне в ат;
Рй мин — минимальное давление кислорода в
баллоне <в ат.
На отечественных самолётах
Рб макс == 150 ат-,
Рб мин = обычно 20 am
(в случае крайней необходимости может быть
уменьшено до 5 ат).
Часто бывает 'необходимо определить продол-
жительность кислородного обеспечения полёта
на данной высоте Н при установленных на само-
лёте кислородных баллонах с ёмкостью а (на
одного человека). Это вычисляется по формуле
__ 13()v ~ Q под, н ~ Фсп. п
~~	<1ц
Требуемая водная ёмкость только иногда (со-
впадает с водной ёмкостью существующих кис-
лородных баллонов. В этих случаях за требуе-
мую ёмкость баллонов принимают ближайшую
большую к ёмкости, определённой по форму-
ле (16). В тех случаях, когда ближайшая боль-
шая ёмкость существующих баллонов оказы-
вается слишком велика в сравнении с требуе-
мой, а разность между требуемой и ближайшей
меньшей — невелика, можно определять по фор-
муле (17) продолжительность кислородного
обеспечения при ближайших меньших баллонах
и согласовывать её с тактикой боевого примене-
ния данного типа самолёта.
127
Расходы кислорода в различных условиях
полётов
Наибольшее значение максимального запаса
кислорода часто соответствует полёту не на по-
толке, а на меньшей высоте. Это бывает тогда,
когда пользуются лёгочно-автоматными кисло-
родными приборами и когда па этой высоте про-
должительность горизонтального полёта больше,
чем на потолке. Объясняется это тем, что в лёгоч-
но-автоматных кислородных приборах расход
кислорода на всех высотах примерно одинаковый.
В этом случае превышение наибольшего значения
максимального запаса кислорода над его значе-
нием для полёта на потолке обычно равно 4—
5% и только иногда доходит до 17%.
Коэфициент кислородной загруз-
к и самолёта зависит от типа самолёта.
На скоростных самолётах, редко используе-
мых на максимальную продолжительность полё-
та (скоростные бомбардировщики и истребите-
ли), коэфициент .кислородной загрузки состав-
ляет 50—70% и даже меньше, на дальних бом-
бардировщиках 80—100%.
Расход кислорода при наборе
высоты и спуске зависит от скороподъём-
ности самолёта и при подъёме до максимальной
высоты и спуске с неё равен: на скороподъёмных
истребителях — 40— 150 л р больше (на одного
человека); на скоростных бомбардировщиках —
200—300 л и больше (на одного человека).
Этот расход сильно увеличивается при прибли-
жении к потолку самолёта, так как при этом ско-
роподъёмность мала и подъём на последние
1 000—1 500 м высоты происходит медленно. Осо-
бенно сильно на больших высотах увеличивается
расход кислорода в приборах открытого типа. На
128
средних высотах расход кислорода на подъём и
спуск примерно одинаков и для лёгочно-автомат-
ных и для открытых кислородных приборов.
Отношение расхода кислорода на подъём-спуск
к запасу кислорода для горизонтального полета
на потолке составляет:
На дальних бомбардировщи-
ках ................от 5 — 7 до 10%
На скоростных бомбардиров-
щиках ..............от 7— 35 до 50%
На истребителях....от 30—150 до 250%
Поэтому при определении кислородного запа-
са на самолётах всегда необходимо учитывать
расход кислорода на набор высоты и спуск.
Приполёгнойдесатурации (т. е. при
дыхании чистым кислородом с земли) вызывае-
мое этим увеличение расхода кислорода на подъ-
ём-спуск тесно связано с потолком самолёта.
На самолётах с потолком около 9 000 м расход
кислорода на подъём-спуск с дыханием чистым
кислородом, начиная с самой земли, в 2—3 ра-
за больше, чем расход кислорода при добавле-
нии атмосферного воздуха; на самолётах с по-
толком 11 000—12 000 м расход на подъём-спуск
с переходом на дыхание чистым кислородом с
земли увеличивается в сравнении с расходом при
добавлении атмосферного воздуха менее чем в два
раза. Это объясняется тем, что самолёты с боль-
шой высотой полёта, имеющие большую скоро-
подъёмность, быстро проходят интервал высот от
0 до 6 000 м, в котором расход кислорода при де-
сатурации сильно увеличивается (см. рис. 18).
Для самолётов с герметическими кабинами
кислородный san'ac определяют, исходя из осо-
бенностей боевого применения этих самолётов и
специального оборудования герметических ка-
бин.
9— Князев
129
Выводы. 1. На высотных самолётах всегда дол
жен быть обеспечен нормальный запас кислоро
да. Необходимый для этого вес кислородных
баллонов должен входить в нормальный полёт
ный вес самолёта.
(Коэфициент кислородной загрузки самолёта
соответствующий нормальному запасу кислоро-
да, зависит от типа самолёта и тактического его
применения и даже на одном и том же самолёте
может иметь различные значения.
2.	На высотных самолётах всегда должны
иметься крепления и проводка для установки и
присоединения дополнительных кислородных
баллонов, доводящих запас кислорода до макси
мального. Вес дополнительных баллонов должен
входить в перегрузку самолёта.
3.	При определении кислородного запаса на са-
молёте всегда должно учитываться количество ки-
слорода, необходимого для набора высоты и спу-
ска. Этот запас составляет значительную часть об-
щего запаса кислорода на самолёте и иногда мо-
жет даже превышать количество кислорода, не-
обходимое для горизонтального полёта.
4.	Требуемый запас кислорода на самолёте
увеличивается
турации,
при проведении полётной деса-
когда к дыханию чистым кислородом
приступают еще на земле. Однако это увеличе-
ние расхода кислорода не настолько велико,
чтобы быть Препятствием к (проведению десату-
рации во всех необходимых случаях.
2. КИСЛОРОДНЫЕ БАЛЛОНЫ
Кислородные баллоны характеризуются сле-
дующими величинами:
v — водная ёмкость — в л;
Q — газовая ёмкость в мя (при 760 мм
рт. ст. и температуре плюс 15° С);
130
Рб — рабочее давление ® баллоне в аг,
G — абсолютный вес в кг\
G	„	, «j
q = р— относительный вес в кг/м*.
Водная ёмкость (внутренний объём) баллона
характеризует его габариты и вес.
В табл. 9 приведены водные ёмкости и веса
некоторых из применяемых в настоящее время
самолётных кислородных баллонов.
Газовая ёмкость баллона равна
Q = Чооб" мЛ'	1
Рабочее давление в баллонах
Чем больше рабочее давление в баллонах, тем
по формуле (18) меньше водная ёмкость баллона,
а стало быть, и его габариты (при одной и той же
газовой ёмкости).
Трудности изготовления и зарядки баллонов,
уплотнения вентилей и соединений, а также всё
увеличивающийся взрывной эффект при разру-
шении баллона не позволяют сильно увеличивать
рабочее давление кислорода в баллонах.
В настоящее время максимальное рабочее
давление в баллонах равно: в СССР и Герма-
нии 150 ат, в США и Англии 135 ат.
На самолётах США для уменьшения трудно-
стей с зарядкой и уплотнением и для уменьше-
ния взрывного эффекта применяется кислород-
ная система низкого давления (на 28 ат). Глав-
ный недостаток её — 'большие размеры балло-
нов (см. табл. 9), затрудняющие её применение,
особенно на скоростных самолётах.
Величина рабочего давления в баллоне влия-
ет на относительный вес баллона. При увеличении
рабочего давления увеличивается относительный
э*
131
28	США	2	34,4	0,97	со	7,53	623	320	1,95
		см	21,9	0,463		8,85	445	8	99*1
		Т-*Ч	8,2	0,23	2,1	21*6	600	146	1,30
		О	o'	0,048	0,6	12,5	195	133	1,47
sei	СССР	| Германия США	СП	1,58	0,215	2,65	12,3			
		оо	0,35	0,047	0,76	0*91	250	О ю	О
150		Г-	СМ	0,30	2,50	8,35			
		о	см	0,30 |	2,15	7,15			
		ю	см	08‘ 1	17,35	9,65	1070	о	7,65
		’ф	оо	1,20	12,35	10,30	793	О	5,64
		со СМ	ХГ см	0,30|0,60	4,15 7,30	13,83 12,20	321 375	107 140	3,00 2,68
			сГ	eoi'o	09*1	18,33	264	' 70	3,77
Рабочее давление, ат		Водная ёмкость, л		Газовая ёмкость, мЛ	Абсолютный вес, кг	Относительный вес, кг/м^	Длина, мм (без вен- тиля)	Диаметр d, мм	Р/7
132
вес баллона в зависимости от материала, из кото-
рого изготовлен баллоц. Так при изменении рабо-
чего давления от 160 дэ 320 ат относительный вес
увеличивается (по расчёту):
в баллоне из лаутшя (алюминиевый сплав)
на 97 % ‘> 'в баллоне углеродистой стали на
17,5%; в баллоне из термически обработанного
хромансиля на 9%.
Некоторое повыше ие рабочего давления, в
сравнении с существующим, уменьшит размеры
баллонов без заметного увеличения их веса и мо-
жет значительно обленить размещение баллонов
и остального оборудоь^ия на истребителях и ско-
ростных бомбардировщиках. В связи с общим
стремлением к уменьшению габаритов фюзеля-
жей этих самолётов, при одновременном увели-
чении количества устанавливаемого в них обо-
рудования, это може иметь большое значение.
Увеличение взрывиоц эффекта 'можно компен-
сировать усилением леплений баллонов и более
рациональным их размещением.
Низкое давление кислорода целесообразнее
всего применять на дльних многоместных бом-
бардировщиках, обор-дуемых 'большим количе-
ством кислородных Филонов большой ёмкости,
сильно разветвленной кислородной сетью и пере-
носными, подзаряжаемыми в полёте кислородны-
ми приборами.
Взрывной ффект баллонов
Взрывным эффекте^ баллонов для сжатых га-
зов мы называем сов кучность явлений, происхо-
дящих при разрушен, и баллонов:
а)	«разлёт» частей дли осколков баллонов;
б)	реактивное дей гвие струи выходящего из
пробоины газа;
в)	образование факела пламени в струе.
133
1.	Характер разрушения баллонов зависит
от материала, из которого они изготовлены: бал-
лон из хрупкого материала при разрушении раз-
летается на отдельные осколки, обладающие
значительной убойной силой; баллон из вязкого
материала при разрушении даёт продольный
разрыв без разлёта осколков. Поэтому материалы
для изготовления кислородных баллонов должны
иметь относительное удлинение 10%, а изготовлен-
ные для самолётов баллоны необходимо подвер-
гать специальным и систематическим испытани-
ям на простреливание.
2.	Вытекающая с большой скоростью из про-
боины баллона струя газа создаёт 'большую силу
реакции, действующую на баллон в обратном
ей направлении.
При сквозном простреле баллона (через обе
стенки) образуются две противоположно напра-
вленные струи, реакции которых взаимно уравно-
вешиваются. При одностороннем же пробитии
баллона образуется только одна струя, реакция
которой может даже сорвать баллон с креплений.
Известны случаи, когда односторонне разрушив-
шиеся баллоны, срываясь со своих креплений,
производили значительные разрушения на само-
лете. Поэтому желательно, чтобы авиационные
кислородные баллоны при простреле их всегда
давали сквозные пробоины.
3.	При разрушении баллона, заполненного
сжатым кислородом, в вытекающей из пробоины
(или разрыва) струе кислорода образуется пла-
мя от горения материала стенки баллона в кис-
лороде. Это пламя существует не дольше секун-
ды и поэтому не слишком опасно. Однако для
предотвращения ожогов и пожара на самолёте
необходимо принимать специальные меры (ом.
табл. 11).
134
Относительный вес баллонов
Относительный вес баллонов определяется:
а) прочностью и удельным весом материалов,
ив которых они изготовляются; б) запасом проч-
ности’; в) геометрической формой баллонов и
конструкцией стенок.
Прочность и удельный вес
материала
В настоящее время для изготовления баллонов
применяются стали и алюминиевые сплавы. Рас-
чёты показывают, что применение алюминиевых
сплавов для изготовления баллонов обычной
формы не даёт больших преимуществ перед
сталями, несмотря на достаточно высокую проч-
ность и малый удельный вес. Так например,
сравнительно малый относительный вес приве-
денного в табл. 9 баллона 6, изготовленного
из алюминиевого сплава — лауталя, достигнут
только за счёт пониженного запаса прочности.
Дефицитность исходного сырья, сложность изго-
товления баллонов, особенно при увеличении их
размеров, и большая склонность к коррозии ог-
раничивают перспективы применения алюминие-
вых сплавов. Поэтому баллоны изготовляют
преимущественно из различных сталей. Приве-
денные в табл. 9 баллоны 1—5 и 7 изготов-
ляются из углеродистой стали, баллоны 8—
13 — из легированных сталей (часто из нержа-
веющих) .
Чтобы упростить производство и сохранить
высокий процент относительного удлинения ма-
териала, в настоящее время баллоны обычно не
подвергают термической обработке. Поэтому
временное сопротивление материала их стенок
не превышает 65 кг/мм- и едва ли возможно в
дальнейшем существенное увеличение этого со-
135
противления (без применения термической об-
работки) .
Рациональная термическая обработка специ-
альных сталей (типа (хромансиль) 1повьшиает их
временное сопротивление до НО кг/льи2, сохра-
няя в то же время достаточное относительное
удлинение. Это позволит, по нашему мнению, в
дальнейшем значительно уменьшить относитель-
ный вес баллонов (при прочих равных условиях
до 40% по отношению к баллонам из углероди-
стой стали), но сопряжено с усложнением про-
цесса их изготовления.
Запас прочности
В настоящее время как в (наземных, так и в
самолётных баллонах для сжатых газов и в ча-
стности для кислорода запас прочности равен
3,0—3,5. Такой запас прочности вполне оправ-
дан условиями эксплоатации наземных (транс-
портных) баллонов.
Условия же экоплоатацим (самолётных балло-
нов существенно отличаются от наземных:
а)	(самолётные баллоны не подвергаются та-
ким сильным ударам, как наземные, а при за-
рядке их через арматуру бортовой зарядки они
даже не снимаются с самолёта, 'чем ещё больше
уменьшается вероятность их повреждения;
б)	от самолётных баллонов не требуется 20-
летней службы, как от баллонов наземных, для
иих вполне достаточен 5—б-летний срок службы;
в)	в отличие от наземных, самолётные бал-
лоны обеспечены систематическим и квали-
фицированным уходом, который предотвращает
преждевременное развитие коррозии и гаранти-
рует своевременное выполнение всех профилак-
тических мер.
136
Поэтому запас (прочности', в большой степени
зависящий от условий эксплоатации, может
быть для авиационных кислородных баллонов
меньше, чем для наземных.
Расчёты показывают, что зайас прочности мо-
жет быть снижен до 2,5, однако это должно
быть проверено опытом.
Облегчение веса существующих кислородных
баллонов из углеродистой стали при уменьше-
нии в них запаса прочности п до нижеследую-
щих значений довольно значительно: при запасе
прочности в 2,7 облегчение составляет 19,5°/о, а
при запасе прочности в 2,4 облегчение доходит
До 31,1%.
Геометрическая форма
и конструкция баллона
Наиболее удобны для эксплоатации и монта-
жи кислородные баллоны, имеющие форму удли-
нённого цилиндра со сферически закруглёнными
концами (рис. 25,а).
Эта форма возникла в результате общеприня-
того изготовления баллонов из отрезков толсто-
стенных бесшовных стальных труб с горячей
заковкой их концов. Толщина (стенок баллонов
везде одинакова и только на днищах в местах
горячей заковки значительно увеличивается;
ясно, что расчётам на (прочность соответствует
только толщина стенок цилиндрической части
баллона, толщина же днища по технологиче-
ским причинам всегда больше требуемой.
Относительный вес таких баллонов умень-
шается с увеличением ёмкости баллона и отно-
шения его длины к диаметру; это видно из дан-
ных о баллонах 1—5 (табл. 9), сделанных
из одного и того же материала. При изго-
товлении таких баллонов из углеродистой или
137
другой, не обрабатываемой термически стали их
относительный вес равен 12—9 кг/м\ При изго-
товлении же их из специальной термически
Рис. 25. Схема конструкции кислородных
баллонов
обрабатываемой стали относительный вес балло-
нов может быть уменьшен до 6—9 кг/м3, т. е.
на 25—35°/о.
Однако изготовить из специальных сталей не-
обходимый для производства баллонов полуфаб-
рикат (толстостенные трубы большого диа-
метра) и термически обработать готовые уже
баллоны — дело трудное.
138
В Западной Европе применяется несколько
улучшенная конструкция цилиндрических балло-
нов, так называемые армированные баллоны.
В этих баллонах стенка цилиндрической ча-
сти делается тоньше, чем это требуется расчё-
том для простого цилиндра, но затем укрепляет-
ся тонкой высокопрочной, стальной проволокой,
навиваемой на неё с значительным натяжением
(рис. 25,в).
Относительный вес таких баллонов на 40—50%
меньше, чем у обыкновенных, изготовленных
из углеродистой стали. Недостаток их — в слож-
ности изготовления и довольно большом расходе
дефицитной высококачественной проволоки.
Наивыгоднейшей формой для сосудов, нагру-
женных внутренним давлением, как известно, яв-
ляется шар: при одном и том же внутреннем давле-
нии и диаметре требуемая толщина стенки шара
почти вдвое меньше толщины стенки цилиндра.
Однако при современном состоянии техники
невозможно изготовить бесшовные цилиндриче-
ские со сферичеаким1И1 днищами и тем более чи-
сто сферические баллоны, с требуемой по рас-
чёту толщиной стенок. Преимущества сфериче-
ской стенки баллонов можно использовать прак-
тически только юваркой.
Сварка в авиационных кислородных баллонах
впервые была применена в промышленном мас-
штабе в США (баллоны 10—13, табл. 9, и
рис. 25,6. с относительно короткой цилиндриче-
ской частью и большим объёмом сферических
днищ). Толщина стенки цилиндрической части
этих баллонов несколько меньше требуемой по
расчёту для простого' цилиндра, зато это ослаб-
ление компенсируется наружной, (приваренной
арматурой спирального или решётчатого типа.
Относительный вес баллонов такой конструк-
139
ции составляет 9—7 кг/jw3, т. е, 65—70% веса
обычных 'баллонов! из углеродистой стали.
Если исключить из конструкции цилиндриче-
скую часть и придать баллону сферическую
форму (рис. 25,г), то это ещё больше уменьшит
его относительный вес: так, относительный вес ша-
ровых баллонов из необработанной термически
стали будет равен приблизительно половине отно-
сительного веса обычных баллонов из углероди-
стой стали.
Шаровые баллоны можно сваривать из двух
полушарий или из шести сферических равно-
великих квадратов. Хотя в последнем случае
длина сварочных швов и увеличивается, зато
неравномерность вытяжки стенок от штамповки
уменьшается и повышается общая равнопроч-
ность стенок баллона.
В Германии, в последние годы войны, изготов-
лялись сферические баллоны из труб по типу,
представленному на рис. 25,д (данные таких бал-
лонов см. в таблице 9, графа 7).
Достаточно эффективным с точки зрения веса
баллонов может быть использование в качестве
баллонов конструкционных труб из термически
обработанных специальных сталей или из алюми-
ниевых сплавов, возможно большей длины, с за-
делкой их концов. Относительный вес таких бал-
лонов будет составлять 35—40% относительного
веса обычных баллонов из углеродистой стали.
В немецких парашютных кислородных при-
борах такие трубы уже использовались в качест-
ве (баллонов для кислорода.
Для того чтобы предотвратить уменьшение
прочности тонкостенных баллонов 'вследствие
коррозии и образования частиц ржавчины, кото-
рые могут закупорить капиллярные отверстия, в
упомянутых выше немецких парашютных прибо-
140
pax применялось покрытие внутренней поверх-
ности баллонов слоем некорродирующего в при-
сутствии кислорода металла (меди).
Только комплексное и рациональное йюпользо-
•вание всех известных нам мер и способов мо-
жет привести к значительному уменьшению от-
носительного веса самолётных кислородных бал-
лонов.
Ниже в табл. 10 приведены расчётные величи-
ны относительного веса баллонов при комплекс-
ном использовании всех способов к его уменьше-
нию.
Общие веса кислородных баллонов, устанав-
ливаемых в настоящее время иа самолётах,
равны:
На истребителях.................. 4—8 кг
На скоростных бомбардировщиках .... 25—60 ,
На дальних бомбардировщиках...... 100—200,
Выводы. 1. Отечественные кислородные бал-
лоны имеют 'большой вес, который при совре-
менном состоянии техники (можно значительно
уменьшить.
2.	Повысив до 200—250 кг!см- рабочее давление
в баллонах, устанавливаемых на истребителях и
скоростных бомбардировщиках, можно значи-
тельно уменьшить габариты баллонов, не уве-
личивая их веса.
3.	На дальних многоместных бомбардировщи-
ках для уменьшения взрывного эффекта и об-
легчения эксплоатации целесообразно применять
кислородные системы низкого давления.
4.	Применение алюминиевых сплавов^ не мо-
жет существенно облегчить веса баллонов. '
5.	Использование в отдельных случаях в каче-
стве кислородных .баллонов конструкционных
труб может дать значительное уменьшение веса
или размеров источников кислорода.
141
6.	Применяя методы сварки и термообработ-
ки, уменьшая насколько возможно запас проч-
ности и приближая форму баллона к шару,
можно уменьшить вег кислородных баллонов в
2—3 раза по сравнению с существующим.
Таблица 10
Расчетный относительный вес самолётных баллонов
при различных способах их облегчения
Сталь, не обрабо-.
тайная термиче-
ски (углероди-
стая) .........
Сталь, обработан-
ная термически
(хромансиль) .
Алюминиевый
сплав..........
100
75 Нерационально 55	49 36
57
106
(лау-
таль)
43	39
41
(дю-
раль)
30 Непрн- 30 23
меннмо
31	53 Непри-
менимо
Примечание. Относительный вес существующих
цилиндрических баллонов из углеродистой стали принят
за 100.
3. ДРУГИЕ ИСТОЧНИКИ КИСЛОРОДА
НА САМОЛЕТЕ
Необходимый для дыхания кислород можно
получать не только из самолётных кислород-
ных баллонов. Современная техника дает, кроме
этого, много и других способов, в том числе:
получение кислорода ив брикетов;
получение кислорода электролизом воды;
получение кислорода из атмосферного воздуха;
применение жидкого кислорода.
142
Брикеты
Бертолетовая соль — основная составная
часть брикетов — при .нагревании выделяет
кислород. Однако невысокий выход 1кислорода
на 1 кг брикета, необходимость его очистки от
нежелательных (примесей, сложность конструк-
ции прибора для получения кислорода, зависи-
мость подачи кислорода от темпераггуры бри-
кета!, трудность сохранения постоянства подачи
и, наконец, невозможность регулирования её в
полёте исключают возможность практического
применения брикетов на самолётах.
Окислы щелочных металлов (калия и натрия)
Окислы калия и натрия, поглощая углекислоту
и влагу, выделяют при этом кислород. Это дела-
ет их особенно пригодными для регенеративных
дыхательных систем, в которых и без того прихо-
дится применять поглотители углекислоты и
влаги.
Однако выше была уже показана невозмож-
ность применения на самолётах регенеративной
дыхательной системы (стр. 112).
Кроме того, невысокий вьГход кислорода на
1 кг (препарата, необходимость непрерывного
воздействия на него углекислоты или влаги,
большая зависимость подачи кислорода от тем-
пературы и трудность регулирования её в полё-
те исключают возможность практического при-
менения окислов калия и натрия на самолётах.
Получение кислорода из атмосферного воздуха
и электролизом воды
В иаземных условиях кислород обычно добы-
вают из атмосферного воздуха, реже электро-
лизом воды. Эти способы (могли бы иметь для
авиации большое значение, но большой расход
143
энергии, большие вес, размеры, и сложность та-
ких установок пока исключают возможность их
реального использования на самолётах
Безграничные возможности человеческого ума
и настойчивости и всё возрастающие успехи
науки и техники позволяют надеяться, что ра-
циональное разрешение этой задачи будет най-
дено.
Применение жидкого кислорода
Жидкий кислород — наиболее мощный
концентрат кислорода из всех известных физиче-
ских и химических веществ и соединений.
Один литр 'его весит 1,14 кг и даёт при испа-
рении 826 л газообразного кислорода, а 1 кг
жидкого кислорода даёт 724 л.
Жидкий кислород — это голубая, подвижная
жидкость с температурой кипения минус 182,5° С.
Под воздействием большого перепада, темпе-
ратуры по отношению к окружающему воздуху
жидкий кислород всё время кипит и испаряется,
почему для 'более или менее длительного сохра-
нения его приходится применять специальные,
технически сложные меры.
Благодаря успехам современной техники и, в
Особенности, работам советского учёного, акаде-
мика Л. Б. 1Капица жидкий кислород в настоя-
щее время может добываться в очень больших
количествах.
Вот почему вопрос об использовании его в
авиации является одним из самых актуальных и
вполне реальных вопросов современности.
Основные трудности при этом: организация
бесперебойного снабжения и хранения жидкого
кислорода на; аэродромах и поддерживание по-
стоянной готовности к действию самолётных
жидкостных кислородных приборов.
144
Вопрос обеспечения жидким кислородом аэро-
дромов будет рассмотрен ниже.
Теория и экспериментальные работы показы-
вают, что жидкостные кислородные приборы
наиболее целесообразно применять в дальней
бомбардировочной авиации.
Существующие образцы самолётных жидко-
стных кислородных приборов имеют относитель-
ный вес 1,2 кг/м?. Применение их может
уменьшить вес кислородного оборудования: на
скоростных бомбардировщиках от —65 до — 15 кг,
на дальних бомбардировщиках от—200до—35кг.
Возможность практического применения жид-
костных кислородных приборов на самолётах
всецело зависит от разрешения задачи беспе-
ребойного обеспечения жидким кислородом.
Применение этих приборов не влечёт за собой
никаких изменений в конструкции и нарушений
в работе существующего кислородного оборудо-
вания самолётов.
Выводы. 1. Химическое получение кислорода
на самолёте не даёт никаких преимуществ перед
транспортированием его в баллонах.
2. Получение кислорода на самолёте электро-
лизом воды или из (воздуха при совре-
менном состоянии техники нереально. Однако
автономность таких способов делает желатель-
ным разрешение этой задачи в будущем.
3. Применение жидкого кислорода на самолё-
тах с большой (продолжительностью полёта
вполне реально, весьма эффективно и должно
стать задачей ближайшего будущего. Основная
трудность состоит в организации бесперебойного
снабжения им авиачастей.
10--Князев
Д. ТРУБОПРОВОДЫ И АРМАТУРА
САМОЛЁТНЫХ КИСЛОРОДНЫХ СЕТЕЙ
1Уста«овленные на самолёте кислородные бал-
лоны и приборы соединяются между собой кис-
лородными трубопроводами и арматурой.
I.	ТРУБОПРОВОДЫ
Для кислородных трубопроводов применяют
медные, а в американских системах низкого дав-
ления и алюминиевые трубки.
Преимущество медных трубок перед алюми-
ниевыми — в большей их прочности при работе
под высоким давлением, а также в их большей
гибкости при монтаже. Их больший вес, в срав-
нении с алюминиевыми, не имеет существенного
значения, так как общий вес кислородной провод-
ки на самолёте невелик.
2.	СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ АРМАТУРА
Трубопроводы присоединяются к кислородным
баллонам м приборам и соединяются между со-
бою посредством 'Кислородной бортовой арма-
туры, т. е. соединительных и проходных 'Штуце-
ров, тройников и угольников.
Для кислородных систем высокого давления
обычно применяются соединения прокладочного
типа (рис. 26,о), для систем же низкого давле-
ния — обычные для авиации беспрокладочные
146
соединения типа «Паркер» (рис. 26,6). Надёж-
ность прокладочных соединений бесспорна,
но они значительно увеличивают и размеры и
вес трубопроводов и усложняют монтаж вслед-
ствие необходимости припаивания ниппелей к
трубкам. Однако, как показали эксперименты,
достаточно надёжно работают и беспрокладоч-
ные соединения, 'находящиеся под высоким дав-
лением, в условиях низких температур и при
вибратии.
Рис. 26. Типы соединений кислородной
арматуры
Беспрокладочные соединения по сравнению с
прокладочными значительно меньше по весу и
размерам и проще в эксплоатации и монтаже,
так как не нуждаются в припаивании.
Требования антикоррозийной стойкости и со-
хранения прочности и чистоты резьбы при мно-
гократных свёртываниях и развёртываниях её
соединений вынуждают 'изготовлять эту арма-
туру из тяжёлого металла — латуни.
3.	ВЕНТИЛИ
Вентили служат для долговременного и гер-
метичного закрытия баллонов а1ли участков кис-
лородной сети самолёта, находящихся под вы-
ю»
147
оокйм да*злением кислорода. Схемы конструк-
ций их мно1 ообразны и общеизвестны.
В кислородных вентилях не применяются
пластичные уплотнители, обычные для венти-
лей других назначений, а это вызывает не-
обходимость больших усилий уплотнения и
создания большого момента на маховике вентиля.
В настоящее время применяются два типа
авиащконных кислородных вентилей: 'баллонные
и линейные (бортовые).
Существующие баллонные вентили не требуют
серьёзно! о улучшения. Линейные же вентили,
устанавливаемые в кабинах самолётов и наибо-
лее часто используемые ® полёте, должны иметь
минимальные размеры и минимальный момент
на маховичке, а также удобную для работы
форму4 * * 7 маховика.
Существующие типы линейных вентилей не
удовлетворяют ещё в полной мерс этим требова-
ниям и нуждаются в улучшении.
4. ОБРАТНЫЕ КЛАПАНЫ
Обратные клапаны прекращают течение кис-
лорода по трубопроводам при пеоемене его на-
правления, предотвращают этим утечку из кис-
лородной системы самолёта при повреждениях
тру бопровддов или баллонов, а также служат
для частичной замены вентилей. Одна из
конструкций обрат ных клапанов представлена
на рис. 27. Закрываются эти клапаны давлением
кислорода на клапан to стороны пружины.
Вследствие малого сечения клапана уплотняю-
щее усилие не может быть таким большим, как
в вентилях, ос< бенно при малых давлениях кис-
лорода. Поэтому обратные ’клапаны не обеепечи-
14R
вают абсолюта' >й герметичности закрытия и
дают утечку кислорода, хотя и небольшую, и
преимущественно при 'малых дав пениях.
Рис. 27. Обратный клепая
Однако автоматичность дейстрчя обратных
кдапанов и малые их размеры дают им, в ряде
случаев, преимущество in ере о вентилями. При-
менение их позволяет уменьшит ь количество
в( нтилей на самолёте, сократить количество то-
чек управления кислородным оборудованием са-
молёта и повысить 'его живучесть.
5.	ЗАРЯДНЫЕ ШТУЦЕРЫ
Зарядные штуцеры употребляются для борто-
вой зарядки кислородной системы самолёт а кис-
лородом от автомобильной зарядной станции или
для зарядки её перепуском от транспортных
баллонов без снятия баллонов с самолёта.
Преимущества борто1вой зарядки самолётных
кислородных баллонов следующие:
а) предотвращение попадания грязи и пыли в
баллоны и кислородные трубопроводы и нару-
шения герметичности соединений при частом
снимании, баллонов:
б) освобождение технического состава от
трудной работ ы по м >нт ажу-демонтажу само-
лётных баллонов и ускорение подгс тонки само-
лёта к вылету;
149
в) освобождение конструкторов самолётов от
необходимости обеспечивать хорошие подходы
к баллонам на самолёте для их монтажа-де-
монтажа в долевых условиях и возможность
располагать баллоны в сравнительно труднодо-
ступных местах самолётов; это во многих слу-
чаях облегчает (размещение оборудования на
самолётах.
Широкое применение бортовой зарядки зави-
сит от обеспеченности аэродромов автомобильны-
ми кислородно-зарядными станциями.
Конструкция зарядного штуцера должна:
а)	давать возможность удовлетворительного,
с точки зрения аэродинамики самолёта, монта-
жа штуцера на различных типах самолётов, обес-
печивая в то же время удобство работы с ним;
б)	совмещать в его конструкции: штуцер для
присоединения зарядного шланга, фильтр; обрат-
ный клапан для предупреждения утечки кисло-
рода из системы при отсоединении зарядного
шланга; открываемый и закрываемый снаружи
самолёта вентиль для герметического закрытия
системы после зарядки.
Существующие конструкции зарядных штуце-
ров, особенно отечественных, не удовлетворяют
всем этим требованиям и поэтому нуждаются в
дальнейшем усовершенствовании.
6. БОРТОВЫЕ ШТУЦЕРЫ ДЛЯ ЗАРЯДКИ
ПЕРЕНОСНЫХ ПРИБОРОВ
На дальних многоместных бомбардировщиках,
как это было показано выше (на стр. 120),
должны применяться переносные, Подзаряжае-
мые в полёте кислородные приборы.
Для зарядки этих переносных приборов не-
обходимы особые бортовые штуцеры, распола-
гаемые в каждой кабине самолёта и в местах
150
возможного длительного пребывания во время
полёта кого-либо из членов экипажа (например
около моторов и т. it.). Конструкция бортовых
штуцеров должна обеспечивать быструю и
удобную зарядку баллонов переносных приборов
и не допускать утечки кислорода1 через них во
время полёта и на стоянке.
Выводы. 1. Нанлучший материал для кислород-
ных трубопроводов — красная медь.
2.	Габариты и вес существующей в настоящее
время арматуры для кислородных трубопрово-
дов можно значительно уменьшить применением
беспрокладочных соединений. Также могут и
должны быть уменьшены размеры линейных
(бортовых) вентилей.
3.	Существующие конструкции зарядных шту-
церов не удовлетворяют всем современным тре-
бованиям.
4.	На дальних многоместных бомбардировщи-
ках должны применяться бортовые штуцеры для
зарядки переносных приборов.
7.	РАЗМЕЩЕНИЕ И МОНТАЖ КИСЛОРОДНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ НА САМОЛЕТАХ
Условия размещения на самолётах агрегатов
кислородного оборудования
При размещении и монтаже кислородного обо-
рудования на самолётах необходимо учитывать
его специфические особенности:
а)	жизненную необходимость его при выпол-
нении высотных полётов;
б)	большой вес и габариты баллонов;
в)	взрывной эффект баллонов.
Большой вес кислородных баллонов немало1
влияет на центровку самолётов, что часто и
определяет их размещение.
151
Условия размещения кислородного
	Видимость в полете	Доступность в полете	Доступность I па земле при 1 предполетной 1 подготовке 1
Баллоны	Не требуется	Нужна к вент если нет:	илю баллона,	[ если нет:
		Линейных вентилей	1. Обратных клапанов в си- стеме. 2. Нужна к бал- лону, если на аэ- родромах нет ав- томобильных за- рядных станций (КЗС)
Кислородные приборы	Не требуется, если на них не закреплены конт- рольные приборы	Нужна к органам дополнительной подачи кислоро- да и к замкам шлан- гов. Размещение определяется дли- ной и минимумом перегиба шланга	Нужна для про- верки исправно- сти
Манометры и индикаторы	Обязательно дол- жны находиться на расстоянии яс- ного зрения от глаз человека, без параллакса	Не требуется	Нужна для про- верки давления в баллонах и ис- правности при- боров
Сигнализато- ры минималь- ного давления	Видимость обя- зательна для сиг- нальной лампы	То же	Не требуется, если нет регули- ровки на задан- ное давление
Линейные вентили	Не обязательна	Обязательна для вентилей расход- ной линии	Нужна для про- верки приборов J для вентилей за- ря 1Н0Й линии
Зарядные штуцеры	Не требуется	Не требуется	Обязательна
Арматура трубопроводов	То же	То же	Не требуется
Трубопроводы	То же	Го же	То же
152
оборудования на самолёте
Таблица 11
Легкосъёмность или доступность при ремонте и регламентных работах	Защита от по- следствий по- вреждения и взрыва	Предотвра- щение взрыва	Защита от замерзания воды
При наличии КЗС нужна для осмотрам замены	1.	Не размешать пе- ред рабочими места- ми экипажа или от- гораживать огнестой- кой перегородкой. 2.	Вентили ие должны быть направлены на- зад к хвосту. 3.	Крепления должны выдерживать нагрузку от реакции струи, вытекающей из одно- сторонней пробоины	Не разме- шать под ма- сло-бензобака- ми и трубопро- водами, осо- бенно под их соединениями. Избегать сов- местной про- кладки с ними кислородной проводки	Вентили бал- лонов не долж- ны быть ниже их корпусов
Нужна для ос- мотра и ремонта	Особые меры не применяются	То же	Особые меры не применяют- ся
Нужна для ос- мотра и ремонта	Не располагать слишком близко от глаз человека	То же	Особые меры не применяют- ся
Нужна для ос- мотра и ремонта	Особые меры не при- меняются	То же	Особые меры не применяют- ся
Нужна для ре- монта и осмотра	Особые меры не применяются	То же	То же
Нужна для чист- ки фильтра н для осмотра и замены	То же	То же	То же
Нужна для про- верки герметичн. и замены проклад.	То же	То же	То же
Нужна для за- мены поврежден- ных участков	То же	То же	Избегать ме- стных пониже- ний. где могла бы скопиться и замерзнуть вода
153
Значительные габариты кислородных баллонов
затрудняют их размещение в кабинах вблизи
членов экипажа, особенно на самолётах с тес-
ными кабинами. Этим объясняется стремление к
установке кислородных баллонов вне и часто на
значительном расстоянии от кабины, но при
этом нельзя забывать основных требований к
размещению на самолёте баллонов и других
агрегатов кислородного оборудования, приведен-
ных в табл. 11.
Кислородные сети самолётов
Схема кислородной сети самолёта определяет-
ся:
а)	количеством установленных на самолёте
кислородных баллонов;
б)	количеством установленных на самолёте
кислородных приборов;
в)	типом применяемых средств герметизации
сети (вентили, обратные клапаны).
При одной и той же требуемой суммарной
ёмкости кислородных баллонов на самолёте
ёмкость каждого отдельного баллона должна
быть возможно большей, так как это умень-
шает их вес, занимаемый ими объём, количество
арматуры и поражаемую в бою площадь.
Однако в то же время, в целях сохранения
способности снабжать экипаж кислородом при
боевом повреждении кислородной системы, же-
лательно, чтобы у каждого из членов экипажа
было не менее двух кислородных баллонов.
От схемы кислородной сети самолёта в боль-
шой степени зависят важные качества его ки-
слородной системы в целом: живучесть, п'риспо-
сабливаемость к нарушениям в аэродромном
обслуживании и удобство эксплоатации.
154
Живучесть кислородной системы самолета
Живучестью боевого корабля, самолёта, тан-
ка или какой-либо' отдельной их системы1 назы-
вается способность выполнять свою задачу при
получении) боевого повреждения.
Соответственно этому живучестью кислород-
ной системы самолёта может быть названа её
способность обеспечивать дальнейшую подачу
кислорода при получении боевого повреж-
дения.
Живучесть кислородной системы самолёта
можно оценивать при помощи особого коэфи-
циента живучести Е, который показывает отно-
шение количества оставшегося у любого члена
экипажа кислорода после Повреждения к его ве-
личине до повреждения. Так, если при повреж-
дении одного баллона у кого-либо из членов
экипажа теряется весь запас 'кислорода, то £=0;
если же путём разделения кислородного запаса
на несколько баллонов и применения обратных
клапанов и устройств, переключающих кисло-
родное питание на соседнюю группу баллонов,
после повреждения одного из баллонов или
одного1 из участков кислородной сети у данного
члена экипажа его кислородный запас не теряет-
ся полностью, а только несколько уменьшается,
то1 Е 0,5 или 0,75.
Приспособляемость к нарушениям в аэродромном
обслуживании
При внезапном перебазировании авиационного
соединения на необорудованный аэродром, при
отсутствии на аэродроме (или выходе из строя)
необходимых агрегатов, а также при отсутствии
запаса необходимых для работы материалов,
особенно тяжело проявляется зависимость той
155
или иной самолётной системы от аэродромного
обслуживания.
Так, самолёты, имеющие электросистемы с ма-
ломощными генераторами, в работе которых
большую .роль играют часто заряжаемые акку-
муляторы, сильно зависят от аэродромного обо-
рудования и практически не могут эксплоагриро-
ваться на аэродромах, не имеющих аккумуля-
торно-зарядных станций. В то же время само-
лёты, имеющие электросистемы с мощными гене-
раторами, в которых аккумуляторы играют вто-
ростепенную роль и снимаются на зарядку лишь
изредка, могут довольно долго 'обходиться без
аккумуляторно-зарядных станций. В боевых
условиях необходимо максимально уменьшать
зависимость всех систем самолёта, в частности
и кислородной системы, от аэродромного1 обслу-
живания, конечно без большого увеличения их
веса и габаритов. Идеальной кислородной систе-
мой самолёта с этой точки зрения была бы та-
кая, в 'которой весь необходимый для дыхания
кислород 'получался бы на самолёте из атмо-
сферы.
Применяемые в настоящее время на самолё-
тах кислородные системы требуют систематиче-
ской зарядки баллонов сжатым кислородом. Как
показано ниже в разделе «Наземное кисло-
родное обеспечение», самолётные баллоны заря-
жаются при помощи автомобильных или стацио-
нарных кислородно-зарядных станций. В первом
случае самолётные баллоны можно заряжать,
не снимая их с самолёта, через штуцер бортовой
зарядки, во втором случае снятие баллонов, с
самолёта для зарядки mix на стационарных стан-
циях обязательно.
В настоящее время у нас .преимущественно
распространены стационарные зарядные стан-
156
ции. Поэтому до тех пор, пока большинство аэро-
дромов не будет обеспечено двойным комплек-
том автомобильных кислородно-зарядных стан-
ций (две станции нужны на случай выхода из
строя одной из них), кислородная самолётная си-
стема без вентилей на баллонах будет менее на-
дёжной в эксплоатации, чем система с вентиля-
ми на баллонах: вентиль на баллоне позволяет
нам снять его с самолёта для зарядки на ста-
ционарной кислородно-зарядной станции или для
замены на запасные.
Удобство эксплоатации
В современных отечественных кислородных
системах, особенно на многоместных самолётах,
много вентилей и кранов, открываемых и закры-
ваемых в полёте или при предполётной подго-
товке.
Понятно, что чем 'больше 'вентилей и кранов,
тем труднее эксплоатация, тем больше может
быть ошибок в работе. Но нельзя совершенно
отказаться от вентилей в кислородной системе
самолёта.
'Минимальное количество вентилей на самолёте
определяется на основании следующих соображе-
ний:
1.	Вентили в настоящее время явля-
ются единственным средством герметизации
кислородной системы, гарантирующим ют утечки
кислорода, при длительном нахождении системы
под давлением. Поэтому вентили или заменяющие
их устройства должны иметься на всех оконеч-
ностях системы — у зарядного штуцера и у всех
кислородных приборов (в виде отдельных венти-
лей или вентилей, входящих в конструкцию при-
боров) .
157
2.	Дополнительная подача кислорода в слу-
чаях аварии требует отдельного, действующего
от руки вентиля или крана у каждого из чле-
нов экипажа.
3.	Аварийное переключение .кислородного пи-
тания на многоместных самолётах на баллоны
ближайшего члена экипажа, если нет (соответ-
ствующего автомата, требует наличия ещё одно-
го вентиля у каждого члена экипажа.
4.	Чтобы обеспечить возможность снятия, хра-
нения и установки заряженных кислородных
баллонов, необходимо, пока у нас недостаточно
автомобильно-зарядных станций, иметь на бал-
лонах вентили илп заменяющие их устройства.
Зарядный штуцер
Кислородный прибор
Нормальный вентиль
Трехходовый вентиль
1	Неперекрываемое соединение каналов
11	— I	Обратный клапан
Р и с. 28. Кислородные сети при применении кислородных
приборов открытого типа:
1 — вентиль баллона; i — бортовой вентиль; 3 — аапорно-
иусковой вентиль; Л — аварийный кран
158
Во всех остальных случаях перекрытие (Ки-
слородных трубопроводов следует осуществлять
автоматическими 'клапанами. В будущем коли-
чество необходимых вентилей можно будет
уменьшить путём разработки абсолютно (т. е.
при любых условиях) герметичных обратных
клапанов и кислородных клапанов кислородных
приборов, а также более простых, чем вентили,
устройств для (герметизации баллонов при снятии
их с самолёта.
На рис. 28 и рис. 29 показаны схемы кисло-
родных сетей с открытыми приборами и лёгоч-
но-автоматными кислородными приборами, без
обратных 'Клапанов (а — для одноместного са-
Р«с. 29. Кислородные сети при применении кислородных
приборов легочно-автоматного типа:
1 — вентиль баллона; В — бортовой вентиль; 4 — аварийный
кран
159
молёта, б — для многоместною). В этих схе-
мах при повреждении одного из баллонов теряет-
ся весь запас ,кислорода у данного члена эки-
пажа, возможности же переключения кислород-
ного питания на соседнюю группу баллонов нет.
Коэфициент живучести этих схем Е = 0.
Вентити на каждом баллоне обеспечивают
приспособляемость к нарушениям аэродромного
обслуживания. Эти схемы при 'бортовой зарядке
баллонов 1не особенно удобны в эксплоатапии
они требуют открытия и (закрытия бортовых вен-
тилей у каждой группы баллонов, тогда как в
принципе для этого нужно Открывать и закры-
вать только вентиль у зарядного штуцера.
В приведенной на рис. 30,а схеме бортовые
вентили заменены обратными клапанами, а вен-
тиль у зарядного штуцера заменён его заглуш-
кой. Однако живучесть этой схемы такая же,
как и предыдущих.
Показанная на рис. 30,6 схема с лёгочно-ав-
томагными кислородными приборами и с обрат-
ными клапанами, но без вентилей на баллонах,
с точки зрения живучести системы не имеет ни-
каких преимуществ перед всеми предыдущими
'Схемами, а с точки зрения удобства эксплоата-
ции и перед схемой рис 30,а.
Не имея венпипей на- баллонах, эта система
всецело зависит от автомобильных кислородных
зарядных станций, без которых она не может
эксп лоа тиров а тье я.
Кроме рассмотренных выше схем кислород-
ных самолётных сетей, можно создать и другие
схемы, более живучие. Применяя, например,
обыкновенные обратные клапаны и вентили, мож-
но создать кислородные системы самолётов с
коэфициентами живучести Е = 0,5 или 0,75,
а разработав специальную защитную арматуру,
160
Рис. 30. Кислородные сети при применении кислородных приборов легочно-автоматного
типа и обратных клапанов
161
II—Князев
можно повысить живучесть 'самолётных кисло-
родных систем до £ = 1,0.
Выводы. 1. Кислородное оборудование на са-
молётах должно размещаться с учётом всех тре-
бований удобства эксплоатации и безопасности.
Непосредственно в кабинах, безусловно, должны
находиться: .средства для нормального и аварий-
ного включения подачи кислорода, кислородные
мане метры и индикаторы, устройства для при-
соединения шлангов от кислородных масок и
штуцеры для зарядки переносных приборев.
Остальные агрегаты кислородного оборудования
могут размещаться и вне кабины, если это не
вызывает затруднения дыхания и не снижает
живучесть Кислородной системы самолёта.
2. В существующих самолётных кислородны.1'
системах можно значительно улучшить живу-
честь, приспособляемость к нарушениям в аэрод-
ромном обслуживании и удобство их эксплоата-
иии.
Е. НАЗЕМНОЕ КИСЛОРОДНОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Для бесперебойного обеспечения кислородом
высотных полётов необходимы:
а)	кислородно-зарядные станции для зарядки
самолётных кислородных баллонов;
б)	средства для транспортирования кислорода
от кислородо-добывающих заводов и станиий
до аэродромных кислородно-зарядных станций;
в)	кислородо-добывающие станции для полу-
чения кислорода при большом удалении от ста-
ционарных кислороде-добывающих заводов про-
мышленности.
Перечисленные выше средства аэродромного
обеспечения должны соответствовать современ-
ным масштабам боевых операций и условиям
эксплоатации кислородных приборов.
I. ЗАРЯДКА КИСЛОРОДОМ САМОЛЕТНЫХ
БАЛЛОНОВ
Зарядка перепуском и степень использования
кислорода из транспортных баллонов
Газообразный кислород хранится и транспор-
тируется в больших (с водной ёмкостью 40 л и
больше) так называемых транспортных кисло-
родных баллонах. Кислород из них переводится
в самолётные кислородные баллоны или иепо-
п»
163
средственным соединением заряженного транс-
портного и заряжаемого самолётного баллонов
(зарядка перепуском) или три помощи кисло-
родных насосов кислородно-зарядных станций.
Количество самолётных баллонов, которое может
бЫ|ть заряжено перепуском от транспортных
баллонов, может быть вычислено по формуле
„	— "11/'(Рс.к1 + 5)
“пер = ----------------;----- »
v (Рс.к -Л.н)
где «пер— количество самолётных баллонов, за-
ряжаемых .перепуском;
т — количество (используемых для заряд-
ки транспортных баллонов;
V— водная ёмкость транспортных балло-
нов в л;
v — водная ёмкость самолетных балло-
нов в л;
рт.н — начальное давление кислорода в
транспортных баллонах в ат;
Рс.и — начальное давление кислорода в са-
молётных баллонах в ат;
р^к — конечное давление кислорода в са-
молётных баллонах в ат-,
27 — знак суммы произведений Црт.н для ш
транспортных баллонов
2J” VРг.н = V, • Рт. Hl -ф- VjPi. н2 + Vspr. нЗ
- до полного числа транспортных баллонов.
На рис. 31 пунктирными кривыми показано
количество самолётных баллонов различных
ёмкостей, которое может быть заряжено перепу-
ском от одного транспортного баллона прирт.н=
= 150 ат; V = 40 л, р „ = 20 ат.
1 о4
ппер.пнзс
Рис. 31. Количество самолетных баллонов, заряжаемых
перепуском (ипер) и через КЗС (лкзс) от одного
транспортного баллона
165
Количество самолётных баллонов, которое мо-
жет быть варяжено от транспортных баллонов
при помощи кислородно-зарядной станции (КЗС),
равно
Лизе -	J'Pt. k ,	(20)
V (Рг.к-Рс.н'
где «кзс — количество самолётных баллонов,
заряжаемых при помощи кислородно-
зарядной станции;
рт. к — конечное [давление кислорода в тран-
спортных баллонах.
На рис. 31 сплошными кривыми показано ко-
личество самолётных баллонов различных ёмко-
стей, которое может быть заряжено от одного
транспортного баллона посредством КЗС при
Рт. и= 150 ат; р, н — 20 ат; рт_ к = 20 аг.
На рис. 31 показано также- отношение ——»
”пер
устанавливающее, что при конечном давлении
кислорода 1в самолётных баллонах более 100 ат
зарядка баллонов перепуском становится осо-
бенно невыгодной из-за плохого использования
кислородного запаса в транспортных баллонах,
следствием чего является значительное увели-
чение их перевозок. Поэтому к зарядке перепу-
ском самолётных кислородных систем высокого
давления следует прибегать лишь в исключитель-
ных случаях, когда на аэродромах вовсе нет ки-
слородно-зарядных станций или они временно не
работают.
Наоборот, при наличии на самолёте кисло-
родной системы низкого давления эффектив-
ность зарядки перепуском увеличивается.
1W
Так, например, при рабочем давлении в си-
стеме 30 ат, конечном Давлении 5 ат и ёмкости
самолётных баллонов 12 л количество самолёт-
ных баллонов, заряжаемых перепуском от одно-
го транспортного баллона, ото уравнению
(19) равно:
— 40 ' 150 —1 '40 130	5) —1^4
Лпер—	12 v30_ 5)	—	’ '
а при зарядке от КЗС по уравнению (20) равно:
Лк1С =
40 150 — 1 - 40  20
12 (30 — 5)
- = 17,3,
откуда:
«.пс _ 17.3
«пер 15,3
= 1,13.
Из этих примеров видно, что три наличии на
самолёте кислоротной системы низкого давления
эффективность зарядки её перепуском почти
одинакова с зарядкой от КЗС, с эксплоатацион-
ной же и экономической стороны зарядка пере-
пуском гораздо выгоднее, так как не требует
применения сложных в производстве и эксплоа-
тации компрессоров.
Кислородно-зарядные станции
К кислородно-зарядным станциям предъявля-
ются следующие основные требования:
1)	возможность зарядки самолётных кисло-
родных баллонов на борту самолёта;
2)	возможно большая скорость зарядки;
3)	возможно более полное использование ки-
слородного запаса, хранящегося в транспортных
кислородных баллонах;
167
4)	наибольшая сухость кислорода, подаваемо-
го 1в заряжаемые баллоны.
Зарядка самолётных баллонов на
борту, без снятия их с самолёта, ускоряет и
облегчает подготовку к полёту, исключает необ-
ходимость монтажа и демонтажа баллонов и их
перевозки на кислородно-зарядную станцию и
тем самым увеличивает надёжность работы ми-’
слоредн го оборудования самолёта, так как мон-
таж-демонтаж -баллонов Bcei да влечёт з& собэй
возможность нарушения герметичности системы и
попадания в неё сора н пыли.
Возможно большая скорость за-
рядки самолётных баллонов ди-
ктуется масштабами и темпами современных
боевых операций, требующи ми максимального
сокращения времени на подготовку к полёту как
отдельного самолёта, так и соединения самолё-
тов в целом.
Предполётная боевая подготовке, самолёта
распадается на ряд одновременных операций,
выполняемых несколькими лицами. В связи с ог-
раниченностью рабочего места на самолёте необ-
ходимо, чтобы зарядка его кислородных баллонов
не требовала присутствия в кабине самолёта за-
ряжающего персонала.
Возможно более полное и с пользо-
вание кислородного запаса, храня-
щегося на 'аэродромах в тяжёлых
трансшор гных кислородных балло-
нах, диктуется настоятельной необходимостью
сокращения перевозок, загружающих транспорт
и требующих большого расхода горючего.
Сухость кислорода, подаваемого ₽
самолётные и парашютные кислородные балло-
ны, необходима для предотвращения оседания и
замерзания влаги в трубопроводах, вентилях и
16S
особенно в ссятлая кислородных клапанов и ин-
жекторов, где происходит расширение ‘кислоро-
да с значительным понижением его температу-
ры. Так как для предупреждения взрывов ци-
линдры и поршня кислородных насосов смазы-
ваются не маслом, а водоглицериновой эмуль-
сией, то перекачиваемый (кислород в них сильно
увлажняется.
На кислородно-зарядных станциях должны
быть специальные устройства для осушения
кислорода перед поступлением его в самолётные
и парашютные баллоны.
Существующие в настоящее время автомо-
бильные кислородно-зарядные станции удовле-
творяют изложении и выше требованиям
Однако, наряду с ними, на аэродромах ещё
много стационарных .кислородно-зарядных стан-
ций, оборудованных маломощными кислород-
ными насосами, преимущественно ручного дей-
ствия, и не имеющих устройства для (сушения
кислорода. В табл. 12 приведены основные ха-
рактеристики кислородно-заря (ных станций, из
которых видно, что стационарные станции не
удовлетворяют ещё современным требованиям.
Замена существующих статной арных кисло-
родно-зарядных станций автомобильными стан-
циями обеспечит надёжную и быструю зарядку
кислородом самолётных и парашютных балло-
нов и значительно облегчит труд обслуживаю-
щего персонала.
При подготовке к полёту больших авиасоедине-
ний (дальняя бомбардировочная авиация), обо-
рудованных кислородными системами низкого дав-
ления, может оказаться эффективным применение
автомобильных кислородно-зарядных перепуск-
ных станций, имеющих большие резервуары для
сжатого кислорода.
16S»
etfod
-осэкх ЭИНЭП1ДЭО
Основ н bin хар актср истин и кислородно зарядных станций
XBHOl’L'BQ хнн
-idouaHBdiа эин
-ai-явг аоньотв!
-эо эончсвкини^
170
В атом случае [потребуются специальные ста-
ционарные устройства для зарядки перепускных
станций, использующие или жидкий кислород,
или кислород из транспортных баллонов.
2 ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ КИСЛОРОДА
При напряжённых высотных боевых полётах
месячная потребность в кислороде полностью
укомплектованного самолётами авиационного
полка может составлять:
в истребительной авиации 15— 25 транспорта, балл.
в легкой бомбардировоч-
ной авиации............. 200—	300
в дальней бомбардировоч-
ной авиации............ 700—1000
Кроме того, значительное количество кислоро-
да требуется ремонтным органам; так, средний
месячный расход кислорода по 10 сварочным по-
стам составляет ~30—50 транспортных балло-
нов. Наконец, большие количества кислорода
обычно отпускаются другим родам войск, не име-
ющим своей службы кислородного обеспечения.
Перевозка кислорода на автомашинах
в транспортных баллонах
При среднем весе транспортного кислородного
баллона 75 кг расход горючего на перевозку
1 000 транспортных баллонов на трёхтонных ав-
томашинах с загрузкой одной машины 2 500 кг
в оба конца составляет:
При перевозке
на расстояние в к и . . . 200 400	600	800
Расход горючего
в кг.................. 2630	5260 7880 10'00
171
Эта цифры искалывают, какое большое значе-
ние имеет вес транспортных 'Кислородных балло-
нов.
Рассмотренные выше способы облегчения
самолётных кислородных баллонов можно с
успехом применять и к транспортным баллонам,
с учётом особенностей их экоплоатации.
Р к с. 32. Расходы горючего на получение и перевозка,
кислорода на различные расстояния различными способами:
1 ~ получение кислорода в существующих автомобильных
нкслородо-дооывающих станциях с последующей перевозкой
на автомашинах в баллонах; 2 — получение кислорода в улуч-
шенных автомобильных кислородо- добывающих станциях г
последующей перевозкой на автомашинах в баллонах; 3 — пе-
ревозка- кислорода в баллонах на автомашинах; 4 — перевозка
кислорода в оаллонах на самолетах; 5 — перевозка кислорода
в жидком состоянии на автомашинах; 6 — перевозка кислорода
в жидком состоянии на самолетах; 7 — перевозка кислорода в
жидком состоянии нн самолете типа Воинт-377
172
В (первую очередь будет целесообразно изго-
товлять транспортные баллоны из легированных
сталей, что даст не только уменьшение их веса,
но и уменьшение на 30—40% расхода горючего
на их перевозку.
Перевозка жидкого кислорода
Выше мы уже отмечали (на стр. 1441, какой
большой эффект (экономию по весу) даёт при-
менение жидкого (кислорода.
Экономия ещё более увеличивается при транс-
портировке жидкого кислорода в целях аэро-
дромного снабжения, так как в этом случае
большие количества перевозимого кислорода да-
ют возможность применения больших резервуа-
ров, а стало быть, снижают до минимума потери
на> испарен ire.
Емкость существующих транспортных кисло-
родных танков (резервуаров для жидкого кис-
лорода) 1 200 л, что соответствует 1 000 м" га-
зообразного кислорода или 178 транспортных
баллонов.
Вес танка (с залитым жидким кислородом)
равен 2 560 кг, т. е. составляет нормальную за-
грузку одной автомашины типа ЗИС-5.
Потеря кислорода от самоиспарения в танке
составляет 0,7% (от полной загрузки) в час,
т. е. 0,007-1000 = 7 лт3 = 1,165 транспортного
баллона в час.
Если считать среднюю скорость движения ав-
томашины по шоссе 25 км/час, а потери на га-
зификацию при переводе кислорода из кисло-
родного танка- в транспортные баллоны при-
нять за 15%, то расход горючего на доставку
кислорода, необходимого для заполнения в пунк-
те назначения 1 000 транспортных баллонов и на
173
возвращение пустого танка при различных рас-
стояниях, равен (табл. i4):
Таблица 14
При расстоянии
в км................. 200	400 600 800 1000
Раск д горючего
в кг................. 700	1480 2360 3360 4500
и составляет от расхода горючего при перевозке
газообразного кислорода в транспортных балло-
нах от 26,6 до 34%, как это показано в табл. 15.
Таблица 15
При расстоянии
в км................. 200	40Э 600 800 1000
Расход горючего на пе-
ревозку жидкого кисло-
рода в танках (по сравне-
нию с перевозкой газо-
образного кислорода в бал-
лонах) в ,.......... 26.6	28,1 30,0 32,0 34,0
Выгодность (перевозки кислорода в жидком ви-
де на специальных автомашинах очевидна, и та-
кие перевозки могут получить широкое распро-
странение.
3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ КИСЛОРОДОМ ПРИ БОЛЬШОЙ
ОТДАЛЕННОСТИ ОТ КИСЛОРОДО-ДОБЫВАЮЩИХ
ЗАВОДОВ
В настоящее время кислород добывается глав-
ным образом из атмосферного воздуха; другие
способы его получения в настоящее время почти
не применяются.
Из атмосферного воздуха жидкий кислород
получают посредством многоступенчатого сжатия
воздуха в компрессоре до 150—200 ат и последую-
щего за ним расширения, сопровождающегося
174
понижением температуры воздуха до темпера-
туры сжижения.
Жидкий воздух представляет собой смесь
жидкого .кислорода с температурой кипения ми-
нус 182,5° С и жидкого азота г температурой
кипения минус 195,8° С. Температура жидкого-
воздуха колеблется от 182,5° С до 195,8° С в за-
висимости от содержания в нём кислорода и
азота.
Отделение азота от кислорода из жидкого
воздуха основано на различии температур их
кипения. Азот, имея более низкую температуру
кипения, более летучий и быстрее испаряется мз-
жидкого воздуха, а последний все более и более
обогащается остающимся в нём кислородом. Про-
цесс разделения осуществляется в так называемых
ректификационных колоннах, являющихся, наря
ду с компрессорами высокого давления, неотъем-
лемой частью кислороде-добывающих установок.
Добываемый из этих установок кислород со-
держит 2% (и даже меньше) азота и других
газов и совершенно свободен от углекислоты и
влаги.
Расход энергии на получение жидкого кис-
лорода в современных больших установках неве-
лик. Работы академика Капица и его сотрудни-
ков позволяют нам в настоящее время получать
жидкий кислород почти в неограниченно больших
количествах и с малой себестоимостью.
Для перевода жидкого кислорода в газооб-
разный и для заполнения последним транспорт-
ных баллонов жидкий кислород подвергается
газификации! в так называемых газификаторах
(толстостенных сосудах), из которых уже в га-
зообразном состоянии перепускается в транс-
портные баллоны.
17.>
Для получения 'кислорода в полевых условиях
применяются поездные н автомобильные кисло-
родо-добывающие станции.
Довольно широко распространены сейчас ав-
томобильные кислородо-добывающие станции,
которые, вследствие их небольших размеров, рас-
ходу ют даже в своих лучших образцах много го-
рючего, около 10 кг на один транспортный баллон
(обычно же около 30 кг горючего на один баллон),
т. е. 10 000—30 000 кг на 1 000 транспортных бал-
лонов. Этот расход ещё более увеличивается при
перевозке полученного кислорода на автомашинах
(если кислородо-добывающая станция расположе-
на не в месте потребления кислорода — см.
стр. 171).
Сопоставляя эти цифры с расходом кислорода
на перевозку его на автомашинах (стр. 171 и
172), мы 'видим, что в пределах реальной дально-
сти автомобильных перевозок (не 'более
1 000 км) получение кислорода на .автомобиль-
ных кислородо-добывающих станциях требует
значительно большего расхода горючего, чем его
перевозка на автомашинах даже в транспорт-
ных баллонах, не говоря уже о транспортирова-
нии кислорода в жидком виде. Поэтому наряду
с использованием автомобильных кислородо-
добывающих станций на расстоянии меньше
I 000 км от стационарных кислороде добываю-
щих заводов, может быть рекомендована пере-
возка от чих кислорода в жидком состоянии и в
баллонах.
При современном развитии транспортной авиа-
ции не исключена возможность экономической
целесообразности перевозки кислорода на само-
лётам, особенно при больших количествах его и
при плохом состоянии наземных путей сообще-
ния.
17ь
Гак, например, при полётном весе самолёта
10 500 кг расход горючего на перевозку 1000
транспортных баллонов в оба конпа оставляет
(по табл. 16):
Таблица 16
Расстояние 1 гм . . 200	409	600 КОО
Расход горючего
в кг...... . 7200 15000 24000 33500
Цифры показывают, что существующие мало-
производительные автомобильные кислородо-
добывающие станции по расходу горючего не
дают преимуществ даже в сравнении с перевоз-
кой транспортных кислородных баллонов на са-
молётах (на расстояние до 500—600 км}.
Если же оборудовать такой самолёт кислород
ним танком облегчённой конструкции, но той же
ёмкости, что и рассмотренный выше автомобиль-
ный танк, и перевозить иа нём жидкий кисло-
род, то расход горючего на доставку кислорода,
необходимого для заполнения в пункте назначе-
ния 1 ОиО транспортных баллонов, и на возвра-
щение пустого самолёта-танка обратно, как это
видно из помещённой ниже табл. 17. будет (зна-
чительно меньше расхода горючего на добывание
такого же количества кислорода при помощи
автомобильных станции.
Таблица 17
Расстояние
в км......... 200	400	600	800	1000
Расход горючего
в кг....... 1700	3430	5170	6930	8700
При использовании для перевозки жидкого кис-
лорода сверхтяжёлых транспортных самолётов
типа Боинг-377 расход горючего в сравнении с
этими цифрами уменьшится на ~30%-
12—Князев
177
Независимость от состояния дорог и высокая
маневренность этого способа снабжения кисло-
родом даёт возможность экстренной доставки
больших количеств кислорода в самые отда-
лённые от кислородо-добывающих заводов места.
На рис. 32 сравнивается расход горючего яри
различных способах кислородного обеспечения.
Выводы. 1. Современные (существующие) ав-
томобильные кислородо-добывающие станции
дают слишком большой расход 'горючего и
должны быть возможно скорее (Заменены более
рациональными. Но, и при этом условии их примг-
нение целесообразно только в тех случаях, когда
невозможна доставка кислорода с кислородо-
добывающих заводов промышленности.
2.	Расход горючего на перевозку кислорода в
баллонах на автомашинах на расстояние до
1 000 км не превышает расхода па получение
кислорода в лучших образцах автомобильных
кислородо-добывающих станций.
3.	С точки зрения расхода горючего перевоз-
ка жидкого кислорода на автомашинах — са-
мый экономный способ кислородного обеспече-
ния.
4.	Расход горючего на перевозку кислорода на
самолётах (даже в баллонах) на расстояниях
до 500—600 км соизмерим с расходом его в ав-
томобильных кислородо-добывающих станциях.
Перевозка же кислорода на самолётах в жидком
состоянии по расходу горючего оказывается вы-
годнее (всех рассмотренных выше способов полу-
чения и транспортирования кислорода (кроме
перевозки его в жидком состоянии на автома-
шинах).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1.	В настоящее время изучение вопросов кис-
лородного обеспечения высотных полётов выде-
лилось в особые отрасли техники и (медицины.
Работа в этой области требует специальной под-
готовки и знания сложной авиационной кисло-
родной техники.
2.	Современное состояние авиационной кисло-
родной техники лишь в минимально необходимой
степени обеспечивает выполнение высотных полё-
тов. Ряд, теоретических вопросов нуждается в
дальнейшей разработке, а ряд существенных тех-
нических недостатков требует быстрого устране-
ния.
3.	В ближайшем будущем должны быть раз-
решены следующие важнейшие задачи авиаци-
онной кислородной техники:
а)	увеличение предельной высоты примене-
ния бортовых и парашютных кислородных при-
боров;
б)	дальнейшее уменьшение сопротивления ды-
ханию три любых физических нагрузках;
в)	уменьшение веса и габаритов кислородных
баллонов;
г)	комплексное повышение живучести само-
лётного кислородного оборудования;
д)	применение жидкого кислорода, особенно
для обеспечения им аэродромов.
12«
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Предисловие ................................. 3
А. Атмосфера больших высот. Способы защиты
организма человека от вредного влияния высоты
1.	Международная стандартная атмосфера......	5
2.	Дополнения к между народной стандартной атмо-
сфере ....................................... 6
Вероятные отклонения температуры воздуха от
значений международной стандартной атмо-
сферы ................................... 7
Состав воздуха и парциальное давление кисло-
рода .................................... 9
3.	Вредное влияние атмосферы больших высот на
организм человека и средства защиты от него .	11
Защита от понижения температуры........... —
Защита от понижения парциальною давления
кислорода............................... 12
Защита от понижения давления атмосферного
воздуха и от кислородного голодания на боль-
ших высотах............................. 13
Б. Основные данные по физиологии дыхания
человека и обусловливаемые ими нормативы
1.	Дыхание человека у поверхности земли..... 17
Легочная вентиляция и потребление кислорода —
Парциальное давление кислорода во вдыхаемом
и в альвеолярном воздухе................ 20
180
Стр.
2.	Влияние атмосферы больших высот......... 21
Парциальное давление кислорода в атмосферном
и альвеолярном воздухе .................. —
Высотная болезнь....................... 23
Реакция организма человека иа уменьшение дав-
ления окружающего воздуха..............	28
3.	Принципы защиты организма от вредною воздей-
ствия больших высот....................... 31
Предотвращение развития высотной болезни по-
средством сохранения постоянства парциаль-
ного давления кислорода в альвеолярном
воздухе................................... 32
Сохранение постоянства парциального давления
углекислоты в альвеолярном воздухе .... 38
Предотвращение появления и развития аэроэмбо-
лизма .................................... 39
Уменьшение физических нагрузок...... 40
Предотвращение развития болей в полостях . . 42
Специальное комплектование летного состава	—
Специальное питание летного состава....... 43
4.	Кислородный резерв и резервное время ....	43
5.	Сопротивление дыханию................ 47
6.	Общие выводы и' нормативы.................. 49
В. Авиационные кислородно-дыхательные
приборы и их дыхательные системы
1.	Особые свойства кислорода................. 51
2.	Типы авиационных кислородно-дыхательных при-
боров и установок............................. 53
3.	Кислородные приборы открытого типа........ 56
Нормы подачи кислорода.....................
Регуляторы подачи кислорода в приборах откры-
того типа. Прибор КПА-Збис...............
Работа редуктора ..........................
Основные характеристики редукторов ........
Высотное регулирование.....................
Конструкции редукторов ...................
Манометры.................................
181
Стр.
Сигнализаторы давления кислорода..........	77
Индикаторы кислородного потока............ —
Выводы по кислородным приборам открытого
типа с открытыми дыхательными системами 80
4.	Легочно-автоматные кислородные приборы ...	81
Особенности масок и шлангов легочно-автомат-
ных кислородных приборов ................. 83
Общие требования, предъявляемые к маскам
и шлангам легочно-автоматных н открытых
кислородных приборов...................... 85
Содержание кислорода во	вдыхаемом воздухе 90
Нормы расхода кислорода	•................ 92
Кислородные приборы легочно-автоматного типа.
Приборы КП-14 н КП-12..................... 97
Работа легочного автомата	............... 100
Сопротивление дыханию.......................105
Индикаторы кислородного потока ....... 109
Общие выводы по авиационным легочно-авто-
матным кислородным приборам...............111
5.	Регенеративная дыхательная система.........112
6.	Авиационные кислородные приборы кратковремен-
ного действия...................................115
Парашютные кислородные приборы.............. —
Запас и подача кислорода в парашютных при-
борах на различных высотах................116
Переносные кислородные приборы..............120
Г. Запас кислорода на самолете
н его источники
1.	Определение запаса кислорода...............123
Запас кислорода для горизонтального полета . 124
Расход кислорода на подъем и спуск........126
Расходы кислорода в различных условиях поле-
тов ......................................128
2.	Кислородные баллоны....................•	. . 130
Рабочее давление в баллонах .............. 131
Взрывной эффект баллонов . . •..............133
Относительный вес баллонов................135
182
Стр.
3.	Другие источники кислорода на самолете •	. 142
Брикеты..................................143
Окислы щелочных металлов (калия н натрия).	—
Получение кислорода из атмосферного воздуха
и электролизом воды..............• . . . . —
Применение жидкого кислорода............ 144
Д. Трубопроводы и арматура
самолетных кислородных сетей
1.	Трубопроводы............................. 146
2.	Соединительная арматура.....................—
3.	Вентили.................................. 147
4.	Обратные клапаны....................      148
5.	Зарядные штуцеры..........................149
6.	Бортовые штуцеры для зарядки переносных при-
боров ...........................•............150
7.	Размещение и монтаж кислородного оборудования
на самолетах .................................151
Условия размещения на самолетах агрегатов
кислородного оборудования..........•	. . .	—
Кислородные сети самолетов . . •.........154
Живучесть кислорадной системы самолета . . 155
Приспособляемость к нарушениям в аэродром-
ном обслуживании.......................... —
Удобство эксплоатации....................157
Е.	Наземное кислородное обеспечение
1.	Зарядка кислородом самолетных баллонов . . . 163
Зарядка перепуском и степень использования
кислорода из транспортных баллонов .... —
Кислородно-зарядные станции..............167
2.	Транспортирование кислорода...............171
Перевозка кислорода на автомашинах в транс-
портных баллонах........................... —
Перевозка жидкого кислорода..............173
3.	Обеспечение кислородом при большой отдален-
ности от кислородо-добывающих заводов . . 174
Заключение...................................179
Ниеде,-. 	г,. ГДф
6И.н> fth*
Л? — ,
--Ч,
СУ
Редактор инженер-полковник Коваленко С. М.
Технический редактор Шевченко Г. Н.
Корректор Билик А. Н.
Г85394. Подписано к печати 23.6.47. Объем Ба/< л. л.
7,01 уч.-ивд. л. В 1 п.л, 66 ОиО тип. ан. Изд. № 39336. Зак. 359.
Набрано в 7-й типографии Управления Восниадата МВС СССР
Отпечатано в 1-Й тип. Управлении Военивдата ЛВС СССР
Зак. 478