Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Методы и средства защиты человека от опасных и вредных производственных факторов

..pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
11.57 Mб
Скачать

того, недостаточная защита от действия перегрузок может в дальнейшем привести к развитию многих профессиональных заболеваний, в том числе сердечнососудистых, заболеваний систем кровообращения, к нарушениям минерального обмена, а также к общему ослаблению защитных сил организма.

Анализ статистических данных указывает, что смертность на автомобильных дорогах только в России ежегодно уносит несколько десятков тысяч жизней, регулярно оставаясь на втором месте после сердечно-сосудистых заболеваний. При этом общее число пострадавших и травмированных достигает сотен тысяч человек, и число потерпевших возрастает год от года.

Основная непосредственная причина травматизма на автомобильных доро-

гах – динамические физические перегрузки, действующие на водителей и пассажи-

ров автотранспортных средств, а также случайных прохожих, которые возникают в момент столкновений и соударений. Величина возникающих инерционных нагрузок определяется соотношением масс соударяющихся объектов, направлением и величинами скоростей их движения и другими факторами. Особенно велики перегрузки, которым подвергаются пешеходы, оказавшиеся на пути несущегося с большой скоростью автомобиля.

Основными характеристиками динамических перегрузок, действующих в результате аварий на водителей автотранспортных средств и их пассажиров, являются:

энергия движения, зависящая от соотношения масс и скоростей в момент столкновения;

направление взаимного движения.

Еще один вид аварий, связанных с физическими перегрузками во время движения автотранспортных средств, – это опрокидывание автомобиля на дорогах с боковыми и другими видами уклонов, неудачное маневрирование, приводящее к тому же исходу. Движение по проселочным дорогам с грунтовым покрытием, плохое состояние мостов, движение по неудобным участкам в отсутствие дорог – все это также способствует опрокидыванию. При этом человек может оказаться придавленным тяжелой машиной, получить различного рода ушибы и травмы. Отметим, что такой исход может случиться при различных обстоятельствах, при различных скоростях движения и состояния дорожного полотна. Физические перегрузки могут появиться и в том случае, когда водитель занимается ремонтом автомобиля, не предусмотрев своей безопасности, в неподходящих условиях, а также в случае самопроизвольного движения при неисправностях в системе управления автомобилем.

В случае взрыва автомобиля человек может пострадать от взрывной волны, распространяющейся с большой скоростью и несущей значительную энергию. Динамические физические нагрузки могут оказаться смертельными, разлетающиеся осколки и обломки травмоопасны. Перепад давлений во фронте распространяющейся волны также имеет декомпрессионный характер действия на человека, действие это кратковременно, а основное влияние взрывной волны на человека определяется динамическими перегрузками, вызывающими контузию головного мозга. Изменения в организме человека в результате контузии от взрывной волны аналогичны тем, которые происходят при травмах и ушибах головного мозга (они были описаны выше).

321

Перечислим основные виды воздействия физических перегрузок на человека, попавшего в аварию, связанную с использованием автотранспортных средств:

травмы различной степени тяжести, в том числе смертельные;

нарушение целостности скелета;

ушиб головного мозга и его контузия;

гематомы;

кровотечения, в том числе внутренние;

смещение внутренних органов;

психические травмы.

Система автомобиль–водитель–дорога в целом обладает дополнительными характеристиками, которые могут оказать существенное влияние на величины действующих физических перегрузок. К таким характеристикам относятся расстояние и время, которые остаются в распоряжении водителя в тот момент, когда он получает сигнал о грозящей опасности, информация о состоянии дороги и придорожном пространстве и многое другое, что может повлиять на величину физических перегрузок.

Всю информацию о параметрах возможных источников опасности и о дополнительных факторах, которые могут повлиять на величину физических перегрузок, действующих на потенциальных пострадавших в системе автомобиль–водитель– дорога, можно использовать с целью разработки методов и средств защиты не только автомобилистов, но и пешеходов.

При авариях на шахтах рабочие, занятые на подземных работах, могут оказаться заваленными при обрушении кровли подземных выемок. В результате землетрясений, техногенных аварий или террористических актов, жители городов и поселков могут оказаться в завалах после обрушения зданий и сооружений.

Многие из пострадавших остаются в завалах живыми. Некоторым из них даже удается счастливо избежать травм из-за разлетающихся осколков камней, стекол и других обломков, образующихся в процессе разрушения. И в этом случае возникает новая проблема, так как эти люди могут испытывать на себе статическое действие больших масс земли, песка, обломков камней, из-под которых им не удается выбраться самостоятельно. Часто их не сразу удается освободить даже в том случае, если их удалось обнаружить, и спасатели приходят на помощь.

Сдавливание в результате значительных статических перегрузок приводит к травмам внутренних органов и их смещению. Если пережаты крупные сосуды, смерть может наступить в результате обескровливания жизненно важных функциональных систем человека. Если кровь перестает поступать в какой-либо участок тела, наступает его омертвление с последующей интоксикацией организма в результате гангрены. Аналогичные явления могут развиваться в течение нескольких часов, если не удается вовремя восстановить кровообращение на сдавливаемых участках.

Спроблемой статических физических перегрузок люди могут столкнуться

врезультате схода селей и снежных лавин. Люди оказываются погребенными под слоем засыпавшего их снега, камней или ила. Даже если им удается обеспечить себе возможность дыхания, они испытывают статические перегрузки из-за давле-

322

ния находящихся сверху масс. В случае низких температур нарушение кровообращения ускоряется, особенно на тех участках тела человека, которые подвергаются сдавливанию. Причем внешние повреждения зачастую незаметны и требуется детальное исследование и наблюдение за пострадавшими в условиях медицинских учреждений. Возможное обморожение усугубляет проблемы, связанные с действием статических перегрузок.

Даже небольшие, но длительные статические перегрузки могут приводить к развитию необратимых изменений в тканях и системах человеческого организма. При освобождении из завала могут развиваться явления декомпрессионного типа из-за резких изменений давления в момент снятия нагрузки.

Опыт медицинских наблюдений показывает, что в этом случае фактор времени является решающим. Чем меньше время действия статической нагрузки и чем меньше ее величина, тем больше шансов на успех.

Длительные статические перегрузки, сопровождаемые неподвижностью и нахождением в течение длительного времени в замкнутом пространстве, приводят также к психофизиологическим изменениям и способствуют развитию не только соматических, но и психических заболеваний.

Вопросы обеспечения защиты граждан от действия физических перегрузок требуют разработки способов и методов обеспечения их безопасности.

16.2. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА ОТ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ФАКТОРОВ ФИЗИЧЕСКИХ ПЕРЕГРУЗОК

Уровень безопасности человека в условиях действия на него физических перегрузок определяется уровнем научно-технического прогресса общества в целом и основывается на использовании научно-технических принципов и методов организации защиты.

В основу защиты человека от физических перегрузок заложены принципы, позволяющие исключить действие физических перегрузок на человека или уменьшить ущерб его здоровью в тех случаях, когда избежать физических перегрузок не удается (табл. 16.2).

Автоматизация работ – важнейший способ защиты человека от физических перегрузок. Однако не все функции человека могут быть переданы машине. В этом случае используется частичная автоматизация процессов или их механизация. Механизация позволяет уменьшить тяжесть физического труда, в том числе уменьшить даже небольшие физические усилия, которые требуются для управления системой человек–машина. Даже небольшие усилия могут оказаться невозможными для человека, находящегося под действием опасных и вредных факторов перегрузок.

Огромное значение приобретают организационные методы, такие как профессиональный отбор, обучение, тренировки, а также использование инструкций и расписаний и т.п. Отметим, что регламентация физических перегрузок основана на принципе нормирования. Необходимо знать предельно допустимые уровни

323

физических перегрузок и время приспособительных реакций человека. Нормирование допустимых физических перегрузок по их величине и времени действия лежит в основе принципов конструирования и ограничивает технологические возможности современной техники в форме ГОСТов и отраслевых стандартов безопасности.

Средства индивидуальной и коллективной защиты в условиях физических перегрузок – это, как правило, технические средства (машины, механизмы, приборы и другие технические устройства), их использование также требует организации обучения и тренинга.

Таблица 16.2

Методы защиты человека от вредных и опасных факторов физических перегрузок

Название

 

Назначение метода

 

Ожидаемый результат

 

п/п

метода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Автоматизация

Замена человека системой ма-

1.

Полное исключение действия физиче-

 

 

шина–оператор

 

ских перегрузок на человека на основе

 

 

 

 

 

 

дистанционного управления.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Временная передача функций оператора

 

 

 

 

 

 

машине в критических ситуациях (сон, потеря

 

 

 

 

 

 

сознания, дезориентация и т.п.)

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Механизация

Облегчение

тяжести физиче-

 

 

1.

Снижение общей физической и физио-

 

 

ского

труда

человека путем

логической нагрузки на человека.

 

 

 

 

применения машин и механиз-

2.

Минимизация физических усилий опера-

 

 

мов

 

 

 

тора

 

 

 

 

3

Использование

Обеспечение безопасности че-

1.

Уменьшение мощности физических пе-

 

средств инди-

ловека при действии на него

регрузок, действующих на человека.

 

 

видуальной

физических перегрузок

2.

Снижение уровней опасных и вредных

 

и коллективной

 

 

 

 

факторов, сопутствующих физическим пере-

 

защиты

 

 

 

 

грузкам, до приемлемых значений

 

 

 

 

 

 

 

 

4

Нормирование

Выяснение предельно допусти-

1.

Минимизация мощности

и

времени

 

и регламента-

мых уровней физических пе-

действия физических перегрузок.

 

 

 

ция

регрузок, разработка норм,

2.

Использование приспособительных осо-

 

 

правил, ГОСТов

 

бенностей организма человека путем распре-

 

 

 

 

 

 

деление времени действия перегрузок.

 

 

 

 

 

 

3.

Создание возможностей для реабили-

 

 

 

 

 

 

тации человека после прекращения действия

 

 

 

 

 

 

перегрузок

 

 

 

5

Профессиональ-

Отбор наиболее

приспособ-

Уменьшение ущерба человеку при выпол-

 

ный отбор

ленных к физическим пере-

нении им профессиональных обязанностей,

 

 

грузкам

 

 

связанных с физическими перегрузками

6

Обучение,

Изучение особенностей дейст-

1.

Снижение психологических и физиче-

 

инструктаж

вия

физических

перегрузок

ских нагрузок.

 

оптимальное

 

 

на человека

и правилами его

2.

Ориентация человека на

 

 

поведения в типичных (штат-

решение в условиях действия перегрузок.

 

 

ных) и в нештатных ситуациях

3.

Уменьшение времени на принятие реше-

 

 

 

 

 

 

ния в аварийных ситуациях

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

Тренинг

Тренировка

приспособитель-

1.

Снижение

уровня влияния

опасных

 

 

ных реакций человека на дей-

и вредных факторов перегрузок на физиоло-

 

 

ствие физических перегрузок

гические характеристики организма человека.

 

 

 

 

 

 

2.

Развитие

приспособительных

навыков

 

 

 

 

 

 

поведения человека

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

324

Перейдем к рассмотрению методов и способов защиты человека от опасных и вредных факторов физических перегрузок в гидросфере, в космосе и атмосфере Земли, на земле и под землей.

Защита человека под водой. Вплоть до конца ХIХ века подводный мир оставался менее исследованным и потому более загадочным и опасным для человека, чем космос. Примитивные меры защиты – это тренировки ныряльщиков, использование воздушных колоколов для поддержания дыхания, простейшие мягкие водолазные костюмы конструкции Леонардо да Винчи. Но все эти меры не давали возможности проникнуть на глубины свыше 80 м. Современный рекорд погружения под воду без дыхательного аппарата для мужчин составляет 150 м.

Только в 1879 году обнаружилась основная физиологическая особенность труда водолазов: Поль Бэр, знаменитый французский физик, выявляет причины загадочной болезни водолазов. Он обнаружил, что декомпрессионные физические перегрузки связаны с выделением азота в форме газовых пузырьков при повышенном давлении. Была выяснена также опасность дыхания чистым кислородом при давлении свыше 2 атм. Тем самым научные исследования дали начало развитию технологий глубоководного погружения.

Первыми методами защиты, в основу которых были положены новые научные принципы, стали рабочие водолазные таблицы декомпрессии, впервые представленные англичанином Джоном Холдейном, доктором медицины, в 1906 году. Для дыхания было разработано несколько составов дыхательных смесей, оптимальных для дыхания в условиях определенных декомпрессионных перегрузок.

Современные водолазы используют так называемые «мягкие» скафандры вентиляционного типа, в которых забор дыхательной смеси осуществляется с помощью сжатого воздуха, подаваемого через шланг с материнского корабля. Отработанный воздух стравливается в окружающую среду. Мягкий водолазный костюм с герметически подсоединенным шлемом, в отличие от жестких скафандров типа металлической капсулы, обеспечивает свободу движений рук и ног человека. Время декомпрессии определяется по таблицам и определяет регламент всплытия с больших глубин. В экстренных случаях быстрого всплытия водолаза помещают в специальную декомпрессионную камеру с целью его постепенной адаптации к атмосферному давлению. Время пребывания в камере определяется глубиной, с которой осуществлялось всплытие. Предельной глубиной для выполнения водолазных работ в современном мягком скафандре считается глубина порядка 300 м. Погружение на глубину свыше 300 м смертельно опасно для человека.

Современного типа акваланг с маской был разработан группой французов, которой руководил Жак-Ив Кусто – известный исследователь-подводник. Был создан регулятор подачи сжатого воздуха – техническое устройство, позволяющее поддерживать постоянное давление воздуха в легких, соответствующее внешнему давлению. Аквалангист автономен и потому обладает большей свободой передвижения. Его защита определяется техническим состоянием и надежностью акваланга, поэтому к мерам защиты от декомпрессионных перегрузок относятся профилактические проверки и своевременный ремонт оборудования для подводного плавания.

325

Существуют акваланги двух типов: вентиляционные и регенерационные. В вентиляционных аквалангах израсходованный для дыхания воздух стравливается в окружающую среду, как и при использовании мягкого водолазного скафандра. В других отработанный воздух подается в автономную систему регенерации. Во втором случае при той же степени защиты от декомпрессионных перегрузок обеспечивается большая свобода передвижения, так как акваланги на основе регенерации воздуха имеют меньшие габариты. Кроме того, обеспечивается лучшая видимость, так как отсутствуют пузырьки отработанного газа, поднимающие муть со дна. Последнее обстоятельство обеспечивает лучшую ориентацию, позволяет сократить время на выполнение подводных работ, что в целом способствует безопасности аквалангиста в условиях угрозы декомпрессионных перегрузок. Время пребывания под водой в этом случае не ограничено объемом акваланга, так как регенерация дыхательной смеси происходит непрерывно. Однако к мерам защиты в этом случае следует отнести необходимость более внимательного слежения за глубиной погружения и за состоянием регенерационной камеры, так как в случае ее повреждения человек может погибнуть от попадания воды в легкие и от удушья.

При проведении работ на глубинах от десятка до нескольких десятков метров аквалангисты пользуются последовательностью воздушных колоколов, расположенных на разной глубине. В каждом из них исследователи задерживаются на определенное время с целью постепенной адаптации к давлению, определяемому глубиной погружения. Такой методикой подводных работ пользовалась, например, группа Кусто. При быстром подъеме на поверхность в экстренных случаях для сохранения жизни и здоровья людей их необходимо немедленно помещать в специальные декомпрессионные камеры, в которых искусственно создается необходимое давление, постепенно приближающееся к атмосферному согласно графику декомпрессии.

Однако акваланг в принципе не решает проблему жизнеобеспечения на глубинах свыше 200 м.

Группой Кусто по проекту инженера Жана Моллара в 1959 году был создан автономный подводный аппарат «Ныряющее блюдце». Этот аппарат позволил решить проблему жизнеобеспечения небольших коллективов исследователей в течение длительного времени на глубинах до 300 м. Для дыхания с целью защиты от декомпрессии также в основном использовались газовые смеси на основе кислорода и инертных газов.

Лучшее средство защиты от декомпрессионных перегрузок на больших глубинах – это батисферы и батискафы. Батисфера – стальной шар, связанный с материнским кораблем, расположенным на морской поверхности стальным тросом. Батискафы более подвижны, чем батисферы. Современные подводные аппараты для выполнения подводных работ имеют два отсека: изолированный носовой отсек предназначен для пилотов и руководителя работ, а кормовой отсек имеет выход в окружающую среду. Методика защиты основана на принципе полного насыщения крови человека газами на определенной глубине. Время декомпрессии известно и рассчитано заранее, оно определяется глубиной погружения и не зависит от времени пребывания на этой глубине.

326

В 1953 году швейцарским физиком Огюстом Пиккаром был разработан новый технический проект – батискаф «Триест», который позволил сыну Пиккара впервые заглянуть на дно самой глубокой впадины мира – Марианской, расположенной на одном из тихоокеанских разломов земной коры, отмеченная глубина составила почти 11 км. Погружение длилось почти 5 ч, для всплытия потребовалось около 4 ч, на дне аппарат пробыл около 20 мин. Батискаф – малоподвижный глубоководный аппарат с ограниченным запасом воздуха и других ресурсов жизнеобеспечения.

Современные подводные лодки обладают высокой скоростью передвижения и могут долгое время обеспечивать безопасные условия жизнедеятельности человека, в том числе защиту от декомпрессионных перегрузок, на глубинах порядка сотни метров. Как правило, они имеют несколько отсеков, соединенных шлюзовыми камерами, соединяющими изолированные отсеки между собой. При нарушении герметичности одного из отсеков подводная лодка сохраняет жизнеспособность, обеспечивая защиту людей в неповрежденных отсеках. Скорость всплытия определяется глубиной погружения.

Отметим, что водолазные работы относятся к работам повышенной опасности. К водолазным работам допускаются люди, прошедшие строгий отбор на профессиональную пригодность и специальный курс обучения. Перед выполнением подводных работ обязателен инструктаж.

Безусловно, наиболее надежным способом защиты людей от декомпрессионных перегрузок под водой служит автоматизация, т.е. использование роботов на подводных работах. В настоящее время роботы различных конструкций и назначения используются при проведении подводных исследований, при подводной фото- и киносъемке, а также в военных целях. При проведении спасательных работ пассивные и активные роботы обычно первыми отправляются на разведку, что позволяет в последующем снизить уровень опасности для человека-подводника.

Еще один способ избежать декомпрессионных опасностей – использование для подводных работ морских животных, в частности, дельфинов.

Спортсмены-любители подводного плавания (дайверы) должны знать правила поведения под водой и строго их соблюдать. Обучение следует проходить под руководством опытного и ответственного инструктора. Во многих странах существуют медицинские ограничения для дайверов, в частности, по возрасту. Приспособляемость человека к декомпрессионным перегрузкам с возрастом уменьшается.

Защита летчиков и космонавтов. Человек издавна стремился летать, но падение с высоты приводило к физическим перегрузкам при ударе о землю и, следовательно, к травмам, в том числе смертельным. Использование для полетов воздушных шаров, проект которых впервые был разработан и осуществлен во Франции братьями Монгольфье, позволило избегать динамических перегрузок при приземлении, но заново открыло опасность декомпрессионной болезни как следствие стационарных физических перегрузок на больших высотах, имеющую тот же характер, что и горная болезнь, описанная выше.

Первыми средствами защиты от декомпрессионных и динамических перегрузок послужили соответственно ограничение высоты подъема и разработка простейших парашютных систем. Почти одновременно для защиты от декомпрессионной болезни были использованы дыхательные аппараты на основе газовых смесей,

327

так как физико-химический механизм действия декомпрессионных перегрузок на организм человека был уже хорошо известен. Однако воздушный шар – малоуправляемый и низкоскоростной аппарат для передвижения в атмосфере. Умение летать и обеспечение безопасности полетов привело к потребности летать быстро, далеко и высоко, что в итоге привело к опасностям новых физических перегрузок.

Втечение нескольких лет начала XX века знаменитый Николай Егорович Жуковский, профессор Московского высшего технического училища (ныне МГТУ им. Баумана), разрабатывал основы теоретической аэродинамики. Прикладную сторону открытых им законов составила теория крыла, в основе которой лежат расчеты его подъемной силы. Поэтому неудивительно, что основы техники высшего пилотажа были заложены хорошо образованными русскими летчиками. В начале века знаменитая «петля Нестерова» потрясла воображение всех, кто хоть в какой-то мере интересовался авиацией. Борьба с физическими перегрузками во время полета ограничивалась расчетами динамики крыла, позволяющей сохранять устойчивость аппарата (и жизнь пилота), а также тренировками летчиков, оттачивавших технику выполнения полетов.

Разработка летательного аппарата (ЛА) на основе реактивной тяги в середине столетия привела к появлению околозвуковых, а затем и сверхзвуковых летательных аппаратов. К этому времени парашюты как средство защиты от физических перегрузок при приземлении использовались повсеместно. Но отделение пилотов от ЛА при больших скоростях и необходимость их защиты от травм вследствие физических перегрузок потребовало разработки нового индивидуального средства обеспечения безопасности пилотов в аварийных ситуациях – катапульты, а также методик катапультирования.

В1961 году группой русских ученых во главе с Сергеем Павловичем Королевым на орбиту впервые был выведен беспилотный космический летательный аппарат – первый искусственный спутник Земли. Для разработки методов защиты живых существ, в том числе человека при спуске ЛА на Землю, было выполнено несколько пробных запусков с пассажирами-собаками (первыми были знаменитые Белка и Стрелка). Многофункциональные технические системы исследовали состояние животных и действие на них физических перегрузок на всех стадиях полета, включая этапы запуска и спуска космического корабля, а также в условиях невесомости.

Эти исследования заложили научную основу для разработки технических проектов и методов защиты человека в новых условиях динамических и статических перегрузок.

Внастоящее время обеспечение защиты летчиков и космонавтов начинается

спрофессионального отбора. Физические перегрузки наиболее легко переносят молодые мужчины в возрасте от 20 до 45 лет, годные по состоянию здоровья к выполнению профессиональных обязанностей пилота в условиях динамических физических перегрузок при взлете и посадке летательных аппаратов, а также в условиях статических перегрузок при полетах, т.е. в разреженных верхних слоях атмосферы, условиях невесомости. Пилоты сверхзвуковой авиации выполняют полеты в условиях переменных физических перегрузок, достигающих 2–3 g во время выполнения

328

фигур высшего пилотажа, а в определенных ситуациях (при движении по инерции) испытывают состояние невесомости или близкое к нему. Поэтому, как и космонавты, пилоты сверхзвуковой авиации снабжены специальными костюмами или скафандрами. Как правило, используются кислородные маски, обеспечивающие нормальное дыхание. Во время выполнения полета они, как и космонавты, могут на время терять сознание. В это время безопасность полета обеспечивается динамикой полета аппарата, его летными и прочностными характеристиками, а также автоматическими системами управления.

Основное средство коллективной защиты пилотов и экипажа при полетах со сверхзвуковыми скоростями в верхних слоях атмосферы – герметичный летательный аппарат с системами поддержания жизнеобеспечения, оборудованный специальными креслами. Конструкция ЛА учитывает действие разнообразных физических перегрузок на всех стадиях полета, включая взлет и посадку на специально оборудованных аэродромах. Пассажирские сверхзвуковые лайнеры рассчитаны на меньшие физические перегрузки пассажиров, так как имеют другое целевое назначение. В целом коллективная безопасность пассажиров и экипажа определяется характеристиками летательного аппарата.

Космический ЛА предназначен для обеспечения безопасности космонавтов на всех стадиях полета, включая космический вакуум. Поэтому конструкция и характеристики космического ЛА должны обеспечивать защиту космонавтов от декомпрессионных перегрузок в условиях глубокого вакуума. Космический вакуум практически начинается на высоте выше условной границы атмосферы (90–100 км). При нарушении герметичности кабины (в результате попадания метеоритов или неосторожного перемещения грузов, а также при соударениях) космический вакуум оказывает решающее влияние на безопасность космонавта. Влияние вакуума проявляется в быстром падении давления в поврежденном отсеке, в изменении условий теплообмена, в испарении смазки, поддерживающей герметичность соединений, в изменении механических характеристик материалов, их сублимации.

При запуске космического корабля и его спуске на землю физические перегрузки резко возрастают и могут достигать значений порядка 5–6 g в течение 12–15 с. На стадии вывода на орбиту для достижения второй космической скорости требуется около 9 мин 30 с при перегрузках порядка 3 g. Величина предельной для человека перегрузки и время ее действия находятся в обратной зависимости. При ударных перегрузках, длящихся менее 0,1 с, человек может выдержать перегрузки порядка 20 g. Поэтому в целях защиты космонавта от физических перегрузок активные фазы полета проектируются с учетом ограничений по времени действия перегрузок. Конструкция кресла и его ориентация в пространстве учитывают наиболее благоприятную для пилота позу и направление действия перегрузок (грудь– спина). Для обеспечения постоянства направления перегрузок при конструировании кресла в космическом корабле используют принцип детской игрушки ванькавстанька: центр ее тяжести расположен концентрично, и она при всех падениях занимает в итоге одно положение – головой вверх. Тот же принцип используется при конструировании противоперегрузочной капсулы, которая используется на активных стадиях полета и в аварийных ситуациях. Во избежание локальных перегрузок форма кресла должна соответствовать формам человеческого тела.

329

На всех стадиях ведется непрерывный контроль состояния всех технических систем ЛА, обеспечивающих его целостность, а также безопасность экипажа. Для защиты органов дыхания продувка кабины с целью поддержания необходимого давления и постоянного состава дыхательной смеси в космическом ЛА осуществляется с помощью регенерационной системы, пополняющей в кабине запас химически восстанавливаемого кислорода.

Скафандр космонавта – основное средство его индивидуальной защиты. Кос-

мические скафандры, как

и акваланги, делятся на два типа: вентиляционные

и регенерационные. При

использовании вентиляционных скафандров воздух

для дыхания и вентиляции тела забирается из кабины космического корабля и нагнетается в вентиляционную систему скафандра, обдувая тело человека, а затем возвращается в кабину. Скафандры могут быть также масочными и безмасочными.

Вбезмасочном скафандре кислород подается прямо в шлем. В масочном скафандре на лицо надевается маска, в которую подается дыхательная смесь, обеспечивающая нормальное дыхание. В аварийной обстановке шлем безмасочного скафандра автоматически закрывается передним стеклом и включается аварийная система вентиляции, работающая от баллонов со сжатым воздухом. Регенерационный скафандр полностью изолирует космонавта от окружающей среды. Скафандры для космических полетов предназначены для сохранения жизни и работоспособности космонавтов в случае разгерметизации кабины, а также для защиты от физических перегрузок при ударах о землю при приземлении и при катапультировании. В случае приводнения скафандр поддерживает плавучесть космонавта.

Резкое повышение давления в кабине космического корабля может произойти из-за разгерметизации емкостей со сжатыми газами, расположенными в кабине.

Ваварийных ситуациях на орбите предусмотрены дополнительные технические меры защиты космического ЛА, препятствующие разгерметизации кабины пилота и его гибели вследствие резкого падения давления. С той же целью при выходе в открытый космос и при аварийных ситуациях используется выходной скафандр, обеспечивающий автономную защиту пилота в течение достаточного промежутка времени (порядка 4 ч).

Скафандр космонавта имеет семь слоев. Самый внутренний слой – свободнотканый костюм из нейлона, следующий – комбинезон из плотной ткани с герметичными манжетами, затем система вентиляции с герметизированной оболочкой, которая автоматически надувается при повреждении первичной герметизированной оболочки с гофрированными сочленениями из неопреновой резины у шеи, на плечах, локтях, бедрах и коленях. Внешняя оболочка имеет алюминированное покрытие. Все слои соединены с герметизированными кожаными ботинками. Скафандр одевается в случаях, оговоренных в инструкции, постоянно в кабине корабля космонавт находится в тонком внутреннем костюме. Шлем изготавливается из стеклопластика и состоит из двух оболочек: внешней герметизированной и внутренней, с регулируемыми прокладками.

Следует учитывать, что значительные перегрузки и переход к невесомости и обратно способен выдержать только человек, в программу подготовки которого включены длительные и интенсивные тренировки на центрифугах и других специальных тренажерах.

330

Соседние файлы в папке книги