|
ГК вентиляционного типа, В
герметических кабинах вентиляционного типа поддержание необходимого закона
изменения давления осуществляется за счет наддува атмосферного воздуха от
компрессора авиадвигателя, либо от кабинного нагнетателя и сброса избыточного
количества воздуха в атмосферу.
Чувствительный элемент ЧЭ реагирует на отклонение
давления в кабине от заданного (Рк)зад и воздействует на клапан К л перепуска
воздуха в атмосферу. В качестве чувствительного элемента используются
анероидные сильфоны.
ГК регенерационного типа. Величина давления газовой реды в
герметических кабинах регенерационного типа определяется двумя основными
факторами: во-первых, соотношением между подачей газа в кабину и его
расходом, во-вторых, температурой. Увеличение температуры газа Т в замкнутом
объеме приводит к увеличению давления в соответствии с законом Шарля
Так, при изменении температуры в герметической кабине с
22°С до 42°С давление изменится на 7%. Обычно температура в кабине изменяется
в меньших пределах. Таким образом, из- за изменения температуры давление
может измениться на несколько процентов. Такие изменения давления не
замечаются человеческим организмом.
Более существенное изменение давления могут вызвать
изменения соотношения между подачей газа в кабину и его расходом. Газ из
герметической кабины может уходить через мельчайшие отверстия, вызванные
несовершенством герметизации кабины. Однако герметизация кабин космических
летательных аппаратов является очень совершенной и утечкой газа через стенки
кабины можно пренебречь по сравнению с общим расходом газа.
Для процессов регулирования давления существен не объем
газа, а его массовое количество. Выделенные экипажем примеси (?пэ (углекислый
газ и пары воды) по массе больше поглощенного кислорода Оо2э, и поэтому
экипаж по массовому количеству больше выделяет газа, чем его поглощает. Таким
образом, в герметической ка'бине без системы регенерации в; результате
жизнедеятельности экипажа давление газа будет повышаться.
При малой легочной вентиляции (7,5 л/мин) один
человек в среднем поглощает за один час 15 литров кислорода и выделяет 10 литров углекислого газа и 35 г водяных паров. Если пересчитать кислород и углекислый газ на массовое количество, то получим, что человек в
среднем поглощает за один час 21 г, а выделяет — 55 г газа (G02 и водяных паров). Соответственно, при большой легочной вентиляции (45 л/мин) он
поглощает в среднем за один час 50 литров (—71,5 г) кислорода, а выделяет 45 л (~89 г) углекислого газа .и 75 г водяных паров.
В кабине объемом 5 м3 один человек повышал бы давление газа при малой легочной вентиляции на 0,5°/о, а при большой легочной вентиляции
на 1,4°/о за один час. Отсюда следует, что- при продолжительных полетах в
результате жизнедеятельности экипажа создаются медленно накапливающиеся
возмущения на систему регулирования давления.
Для поддержания заданного уровня параметров газовой среды,
в том числе давления газа и его парциального состава,, регенерационная
установка должна поглотить выделенные экипажем углекислый газ и водяные пары
и выработать потребное количество кислорода. Регулятор давления РД и
выполняет эту задачу, управляя работой регенератора ( 6.6).
При использовании установок с частичной регенерацией
газового состава регулирование давления газа в кабине обеспечивается за счет
изменения расхода кислорода из баллонов. Химическая активность поглотителя ХП
должна обеспечивать поглощение всего массового количества углекислого газа и
водяных паров, выделяемых в течение полета.
Регулятор давления, состоящий из чувствительного элемента
ЧЭ и клапана Кл, в такой установке воспринимает общее давление газа в кабине
Рк и воздействует на расход кислорода из баллона A Gper
При использовании установок с полным циклом: регенерации
регулирование давления осуществляется путем изменения расхода воздуха через
регенератор. Кабинный воздух при прохождении через регенератор отдает
углекислоту и водяные пары, а получает кислород, вследствие чего состав газа
в кабине и его давление изменяются. Регулятор давления в такой установке
воспринимает давление газа кабины и, воздействуя на расход воздуха через
регенератор, доводит его до заданного уровня.
Если в регенерационной кабине с абсолютной герметичностью
при наличии двухкомпонентной газовой среды осуществляется регулирование
общего давления путем подачи кислорода в кабину и обеспечивается поглощение
всего углекислота газа и водяных паров, выделяемых экипажем, то при этом
будет сохраняться постоянным и парциальное давление кислорода. Инертный газ
(азот) в этом случае будет по массовому количеству сохраняться неизменным.
Реальные кабины не имеют абсолютной герметичности
вследствие чего происходит утечка кислорода Go2y и инертного газа GN,Y ИЗ
кабины. Эта утечка восполняется за счет работы регулятора полного давления (
6.7), воздействующего на подачу Ог. В результате этого давление в ГК будет
поддерживаться на заданном уровне, а процентный состав кислорода, а
следовательно, и его парциальное давление будут повышаться сверх заданного
значения.
Для предотвращения этого система регулирования газового
состава может быть построена на основе двух регуляторов:
— регулятора полного давления, воздействующего на
подачу инертного газа;,
— регулятора парциального давления кислорода,
воздействующего на подачу кислорода.
|