Файл: Боровиков П.А. Человек живет под водой.pdf

будет стабилизироваться на уровне, превосходящем 95%, а это совершенно недопустимо.

Существуют два принципиально различных способа снижения влажности в замкнутом жилом объеме: кон­ денсационный и адсорбционный.

Сущность первого способа заключается в том, что дыхательная смесь пропускается через теплообменник, в котором ее температура снижается до тех пор, пока из нее не выделится в виде конденсата достаточное ко­ личество влаги. Затем холодная смесь проходит через электрические нагреватели, где ее температура восста­ навливается до нормальной. Так были устроены си­ стемы осушки лабораторий «Силаб», «Тектайт» и дру­ гих. В качестве хладоагента в холодильных машинах применялись аммиак, фреон, рассолы. Встречались по­ пытки использовать естественное охлаждение смеси до выпадения конденсата на специально выделенных не защищенных теплоизоляцией участках металлической поверхности корпуса, охлаждаемого забортной водой.

В устройствах осушки адсорбционного типа ис­ пользуется способность некоторых веществ, в част­ ности силикагеля, жадно поглощать влагу из проходя­ щей через него газовой смеси. Этот процесс происходит при обычной темнературе.

При конденсационном способе требуется большой расход энергии на двукратную тепловую обработку дыхательной смеси. Использование холодильных ма­ шин в доме небезопасно — возможны утечки в атмо­ сферу ядовитых паров хладоносителей. Напротив, при адсорбции избыточной влаги силикагелем расход энер­ гии ничтожен; силикагель совершенно безвреден для человека. Но если в конденсационных устройствах ра­ бочее тело не расходуется вовсе, то количество силика­ геля, потребное для эффективной осушки атмосферы, очень велико. В подводной лаборатории «Гельголанд», например, его расход составлял около 50 кг в сутки. По-видимому, пока не будет решена проблема энерге­ тически выгодного восстановления поглощающих свойств силикагеля прямо на борту подводного дома, конденсационному способу будут отдавать предпочте­ ние, несмотря на его неэкономичность.

Наконец, самый главный вопрос — регулирование состава атмосферы дома и очистка ее от углекислого

219

газа и вредных примесей. Пожалуй, ни к какому дру­ гому элементу подводного жилища не предъявляются более жесткие требования, чем к устройствам, обеспе­ чивающим восстановление дыхательной смеси. Это вполне естественно — выход из строя системы регене­ рации чреват смертельной опасностью для экипажа. Ведь если серьезная неисправность будет даже вовремя обнаружена, немедленная эвакуация акванавтов с по­ мощью водолазных колоколов или всплывающих камер может оказаться невозможной из-за неблаго­ приятных погодных условий на поверхности. Поэтому

дома становится первостепенным.

Еще до начала первых опытов по длительному пре­ быванию человека в море физиологи знали, что состав дыхательной смеси должен меняться с глубиной поста­ новки подводного жилища. По этому признаку в на­ стоящее время выделяют три рабочих диапазона глу­ бины: воздушный— до Юм, азотно-кислородный — приблизительно до 40 м, гелиокислородный—свыше 40 м.

В воздушном диапазоне глубин акванавты, несмотря на удвоенное против нормального давление, могут ды­ шать воздухом обычного состава. Это позволяет обнов­ лять атмосферу дома, просто вентилируя отсеки сжа­ тым воздухом, подаваемым с поверхности компрессором; излишки газа стравливаются в воду. По аналогии с водолазным снаряжением такую систему восстановле­ ния состава смеси называют разомкнутой.

На глубинах более 10 м во избежание отравления кислородом приходится снижать его содержание в атмо­ сфере от20% на глубине Юм приблизительно до 8% на глубине 40 м — лаборатория переходит на «питание» искусственной азотно-кислородной смесью. Вентилиро­ вать дом обогащенной азотом смесью по разомкнутой схеме нерационально— чистый азот довольно дорог. Си­ стему регенерации атмосферы приходится усложнять.

Поддерживать на нужном уровне количество кисло­ рода в смеси нетрудно — достаточно только понемногу подавать в отсеки дешевый сжатый воздух. Его расход

вается эффективное удаление углекислого газа и при-

220

месей. Приходится включать параллельно контуру воздушной вентиляции еще замкнутый контур хими­ ческой очистки дыхательной смеси. По аналогии с ды­ хательными аппаратами такую систему регенерации атмосферы называют полузамкнутой. Подобная си­ стема успешно функционировала в экспериментах по программе «Тектайт».

Восстанавливать состав атмосферы азотно-кислород­ ного дома можно и по замкнутому циклу. В этом случае вместо контура ограниченной вентиляции устанавли­ вают устройство дозированной подачи кислорода в от­ секи.

В подводных лабораториях гелиевого диапазона глубин используется только замкнутая система реге­ нерации. И открытый, и полузамкнутый циклы на больших глубинах становятся непригодными: даже ма­ лые утечки смеси недопустимы из-за очень высокой стоимости гелия. Кроме гелия в атмосфере глубоковод­ ного дома в незначительном количестве может содер­ жаться азот. Дыхательная смесь «Силаба-1» и «Си-

гелия, 7% азота и почти 2% кислорода. В дыхательной смеси «Преконтинента-3» азота не было вовсе.

Сложность поддержания заданного состава смеси заключается в том, что расход кислорода в доме изме­ няется довольно значительно в зависимости от того, сколько человек в данный момент находится в его от­ секах, работают они или отдыхают и т. д. Несмотря на постоянное регулирование, содержание кислорода в атмосфере «Силаба-2», например, колебалось от 3,25

до 5,25%.

Если на современном этапе работ, когда в смеси еще довольно много кислорода — от 2% и выше, проблема поддержания его постоянного количества вызывает не­ которые затруднения, то с увеличением глубин эти трудности, существенно возрастут. Так, для глубины 250 м безопасное содержание кислорода составляет около 1%. Незначительные отклонения в ту или иную сторону от данного относительного количества кисло­

221

привести к очень тяжелым последствиям. Поэтому необ­ ходима аппаратура, которая могла бы точно поддержи­ вать на нужном уровне такое мизерное количество кислорода.

Возможность автоматически стабилизировать содер­ жание кислорода в дыхательной смеси появилась у американских исследователей, по-видимому, после изобретения датчика парциального давления кислорода сотрудником корпорации «Вестингауз Электрик» Ала­ ном Красбергом. В дальнейшем Красберг разработал

исистему автоматического регулирования состава смеси. Вначале такая система использовалась лишь в работах фирмы на комплексе «Кашалот», о котором мы расска­ жем в восьмой главе, и в качестве контрольной — в ла­ бораториях «Силаб-1» и «Силаб-2». Сейчас подобные системы применяются достаточно широко.

Организмы людей, которые живут в подводном доме, все время выделяют углекислый газ и другие газообраз­ ные продукты жизнедеятельности. Ряд механизмов и устройств при работе также выделяет в атмосферу дома газообразные примеси. Например, выключатели

идругие контактные электроприборы являются источ­ никами озона, а его действие на людей под большим давлением еще плохо изучено. Улетучивается краска, испаряются масла. Морская вода, плещущая в откры­ той водолазной шахте, приносит в дом сероводород, окись углерода и прочие вредные примеси. В дыхатель­ ной смеси «Силаба-1» были обнаружены пары метило­ вого и этилового спирта, ацетальдегида, фреона, эти­ лового эфира, муравьиной кислоты, сероуглерода,

угольного ангидрида и многое другое — всего около 100 видов примесей. И это несмотря на то, что дом был полностью изолирован от поверхности и даже водола­ зам обеспечения категорически запрещалось входить

внего — в доме находились только акванавты.

Впервую очередь из атмосферы подводного дома

лять двумя способами: химическим и физическим. При использовании первого способа углекислый газ поглощается при пропускании смеси через вещества, связывающие его химически. В лабораториях «Силаб», например, углекислый газ поглощался с помощьюгидро-

222

окиси лития. Физический способ удаления углекислого газа применяли в «Преконтиненте-3». G помощью спе­ циально разработанного криогенерационного устрой­

примесей, а затем брикеты отвердевших примесей вы­ брасывались из дома в воду.

Оба способа очистки атмосферы в основных чер­ тах сходны с рассмотренными выше способами осушки газовой смеси и обладают аналогичными достоинст­ вами и недостатками. Вымораживание углекислого

поглотителя велик: в подводном доме с многочи­ сленным экипажем при долговременной постановке потребное его количество составляет многие сотни килограммов, а то и тонны. Хранение поглотителя или доставка под воду свежего превращается в слож­ ную проблему. Химический способ пока занимает господствующее положение в практике подводной жизни, но, видимо, придется в конце концов остано­ виться на устройстве, подобном вымораживателю «Пре­ континента-3».

Токсичность вредных примесей, накапливающихся в дыхательной смеси, быстро возрастает с увеличением давления последней: примеси, которые допустимы в ат­ мосфере, скажем, подводной лодки, могут стать смер­ тельно опасными для акванавтов, живущих на глу­ бине в несколько десятков метров. Поэтому уже однажды решенную задачу очистки атмосферы в замк­ нутых средах обитания для подводных домов приш­ лось решать почти заново, обращая особое внимание на тщательность очистки и контроль качества дыха­ тельной смеси.

В эксперименте «Силаб-1» состав атмосферы под­ вергся всестороннему исследованию. И тем не менее экспериментаторы все же упустили из виду один важ­ ный момент, который едва не привел к срыву работ по второму этапу «Силаба». Акванавты «Силаба-2» вскоре после погружения начали жаловаться на голов­ ные боли. Со временем боли, ощущение тяжести в вис­ ках и даже одышка приобрели систематический харак­ тер. Эти симптомы настолько явно указывали на от-

2 2 3