Для этого нет необходимости придумывать новые научные функции — вполне достаточно реальных проектов. Вот дверь с МКС:

Если вы увеличите изображение, вы, вероятно, сможете разобрать инструкции по открытию и закрытию.

Двери космических станций, как правило, сконструированы механически, чтобы не открываться, если между отсеками существует значительный перепад давления в любом направлении. Если бы дверь была спроектирована так, чтобы открываться даже при большом перепаде давления, открытие двери при более низком давлении было бы невозможно из-за усилия, необходимого для открытия двери против давления (при условии, что дверь открывается «внутрь», как обычно). С другой стороны, открытие такой двери против более высокого давления, возможно, было бы катастрофическим из-за того, что дверь распахивалась с огромной силой.

Вместо этого на двери есть ручной клапан выравнивания давления. Знаешь, регулируемое отверстие, ничего особенного. (Черная ручка внизу справа на изображении.) Поскольку жизнеобеспечение является регенеративным, достаточно просто открыть небольшое отверстие в следующее отделение, чтобы медленно заполнить его, а когда перепад давления достаточно мал, дверь можно открыть. Если в отсеке есть утечка или он открыт для космоса - не повезло, нет возможности открыть дверь, если не считать ее разрезания или взрыва.

Возьмите лист с ранних подводных лодок. В частности, внутренние двери торпедного аппарата, которые вы НЕ хотите открывать, если с другой стороны есть давление (ошибка, связанная с наводнением лодки) ...

Существуют всевозможные блокировки, но для этого требуется питание. Окончательная проверка безопасности — это небольшой клапан, который вы открываете, даже не думая о том, чтобы расстегнуть собачки на трубе, если вода выходит из-за него со значительной силой, вы, вероятно, дважды подумаете.

Простой клапан со свистком, вероятно, подойдет для этого и не требует питания (заблокируйте клапан, чтобы его нужно было открыть, прежде чем вы сможете вращать колесо люка), но есть много простых пневматических устройств, которые вы можете запустить от перепада давления в баре. .

Пассивная система действительно очень проста. Другое дело, станет ли он массовым. Поместите в дверь толстую гибкую, но прочную мембрану. Мембрана прогнется в подозрительную комнату, если давление будет ниже. Степень, в которой он изгибается, является мерой разницы давлений. Подобно тому, как крышки на вакуумных банках втягиваются (вдвигаются?) в банку до тех пор, пока она плотно закрыта.

Вы также должны учитывать направление открывания двери. Если он повернется в сторону комнаты с высоким давлением и в сторону от вакуума, вы никогда не сможете его открыть. Если он качается в направлении низкого давления, он откроется пружиной, как только защелка будет отпущена. Если он скользит, это будет зависеть от того, насколько без трения были дверные направляющие.

Что было бы более современным способом сделать это? Может быть, какая-то химическая наклейка (реагирующая с кислородом) на окне?

Клапан, входящий в конструкцию двери (или стены)

Самый простой способ сделать это — просверлить в двери или в стене рядом с дверью цилиндрическое отверстие с клапаном в нем: в разрезе:

 |           +----------------------+         |
 |           |        +-----+       |         |
 +-----------+        |     |       +---------+
+---------------------+     +------------------+
|                                              |
+---------------------+     +------------------+
 +-----------+        |     |       +---------+
 |           |        +--X--+       |         |
 |           +---Z-------X-----Z----+         |
 |       interlock: when the two X's are      |
 |       aligned, the door can be opened      |

Внутри камеры можно установить пружину. Если давление одинаково с обеих сторон, даже в темноте, даже в корабельных перчатках, даже в условиях микрогравитации, вы все равно сможете слегка двигать конец клапана внутрь и наружу и чувствовать его движение. Если с другой стороны есть вакуум или избыточное давление, клапан исчезнет внутри или останется застрявшим снаружи, и, скорее всего, вам не удастся легко сдвинуть его с места; опять же, это будет сразу видно.

Кроме того, конец клапана может иметь форму свистка, так что, если его открыть, можно будет услышать пронзительный свист. И клапан можно было бы сделать достаточно большим, чтобы принудительно открыть его намеренно (что в тот момент потребовало бы значительной силы) и выпустить атмосферу за разумное время. Это потому, что вы можете оказаться в ловушке в помещении с повышенным давлением, в костюме, с выключенным питанием и не в состоянии выйти, потому что вы не можете открыть дверь против давления . Открытие клапана сбросит давление в комнате, освободит дверь и позволит вам добраться до спасательной капсулы или чего-то еще (аналогично, если вы когда-нибудь окажетесь в затопленной машине, вы не сможете открыть двери против давления). пока автомобиль не наполнится водой, для чего может потребоваться открыть окна).

Вместо этого вы также можете иметь прозрачное окно с двумя анероидными барометрами на обоих концах или такие устройства, как небольшая сфера, наполненная газообразным гелием внутри проколотого цилиндра — она будет плавать вверх в атмосфере, а оставаться внизу в вакууме. Но такая проверка кажется мне более сложной и подверженной ошибкам; в случае с гелиевым поршнем, как заметил Ленне, его работа также зависит от силы тяжести.

Одним из преимуществ торчащего наружу или втянутого механического ниппеля является то, что его можно легко использовать как для электрического, так и для механического отключения дверного замка, предотвращая его открытие, если давление не уравняется. Тогда вам понадобится переопределение переопределения, но это инженерия для вас.

Более изящная, но менее надежная конструкция

То же, что и выше, но теперь поршень (который, вероятно, должен быть больше) также соединен с движущимся рычагом или механизмом, вращающим круглый знак-диск внутри окна из бронированного стекла - что-то вроде тех туалетных табличек с надписью «ЗАНЯТО». Знак будет разделен на три равные части с надписью «ДАВЛЕНИЕ», «НОРМАЛЬНОЕ» и «ВАКУУМ» с обеих сторон, причем две стороны будут отражать друг друга и выровнены по «НОРМАЛЬНОМУ». Только одна треть круга будет видна через окно, и обычно на обеих сторонах будет написано НОРМАЛЬНО, когда поршень находится посередине (вы поняли идею).

Аварийные испытания (для дверей без вакуумного обратного клапана)

Итак, вы остаетесь перед этой дверью, которую вы хотите открыть, чтобы пройти дальше, но - что, если с другой стороны нет воздуха? Дверь не оборудована клапаном, описанным выше. Что можно сделать?

Конструкция двери : убедитесь, что дверь не выпирает внутрь или наружу. Если это не так, есть вероятность, что он слишком толстый и жесткий для того, чтобы «тест на удар» Хейкки Мяэнпаа был окончательным, но все же попробуйте постучать.

Шумы : шипение будет явным признаком значительного перепада давления (и несовершенного уплотнения, что по-своему плохо). Кроме того, если есть значительный фоновый шум, возможно, можно проверить, исходит ли какой-либо из этих фоновых шумов с другой стороны двери. Если они есть, то должен быть воздух для их передачи.

Наблюдение за окном : проверьте с другой стороны при ярком свете. Резкие тени от точечного источника указывают на возможный вакуум (предупреждение: Солнце или освещенная комната точно не точечный источник). Пылинки — почти верный индикатор атмосферы, но есть явления (см. «Тряпку для пыли » Хэла Клемента ), которые могут имитировать это. Движущиеся клочки бумаги и т. д. также могут свидетельствовать о наличии атмосферы. Свидетельства взрывной декомпрессии, вероятно, указывают на то, что атмосферы больше нет.

Температура : если комната за дверью была наполнена воздухом и он вышел наружу, понижение давления должно было привести к заметному падению температуры. Тогда, поскольку вакуум является очень хорошим изолятором, все осталось бы холодным. Это можно увидеть в инфракрасном диапазоне или, может быть, прикоснувшись к двери и стенам, пока они не нагреются со стороны, находящейся под давлением. Кроме того, нагрев одной стороны двери даст разные результаты, если другая сторона находится в вакууме или нет.

Вероятным популярным эмпирическим правилом будет то, что если вы не уверены в наличии атмосферы, относитесь к ней так, как если бы это был вакуум .

Стук в дверь. Если кто-то ответит на него, он, вероятно, не открыт для космоса . Если это звучит глухо, внутри отсека резонирует атмосфера. Если это звучит солидно, купе открыто для космоса. У меня под рукой оказалась маленькая толстостенная пластиковая бутылка, чтобы проверить эту гипотезу, и я как бы услышал разницу.

Простой манометр между двумя комнатами было бы довольно легко установить, и ему не нужно было бы полагаться на электричество. Существует множество типов механических манометров, например: http://www.madehow.com/Volume-1/Pressure-Gauge.html

Но возможны и другие виды, такие как ртутный манометр, такой как этот:

Красная полоса – это Меркурий. Если бы один конец трубки u был соединен с одним отсеком, а другой конец был соединен с соседним отсеком, то разницу давлений можно было бы легко увидеть, взглянув на трубку. Также можно было бы использовать микропористые материалы, обеспечивающие прохождение воздуха, но препятствующие проникновению паров ртути в любое из отделений.

Манометры уже упоминались вместе с несколькими простыми механизмами для достижения этого. Если вам нужен пример из реальной жизни (я работаю на объекте, где помещения находятся под отрицательным давлением), вы можете использовать что-то вроде Magnehelic . Это основано на концепции резиновой диафрагмы, упомянутой в другом ответе, но соединенной листовой пружиной с циферблатом для удобства чтения. Механизм чисто механический, имеет мало движущихся частей, дешев и не зависит от гравитации. На сайте также упоминается, что он работает с вакуумом, хотя мы используем его для небольших перепадов давления.

это не очень научный подход к этому.

Я работаю в национальном исследовательском центре, и это решение используется в недавно построенном объекте, поэтому могу подтвердить, что это современное решение, используемое настоящими учеными;)

Пример реального мира. В медицинских целях вам часто нужны палаты с низким давлением (часто называемые отрицательным давлением) для пациентов с инфекционными заболеваниями, передающимися воздушно-капельным путем, такими как грипп или туберкулез, чтобы воздух поступал в комнату, а не улетучивался с инфекционными частицами. Не идеально, а всего лишь часть плана инфекционного контроля.

В любом случае, их трудно обслуживать, и они часто ломаются, поэтому у них есть прозрачный пластиковый цилиндр, торчащий из стены с красным шаром внутри . Цилиндр находится на боку с небольшим наклоном вниз в сторону более высокого давления. На каждом конце есть небольшое вентиляционное отверстие. Сторона отрицательного давления должна иметь достаточно низкое давление, чтобы всосать мяч вверх по склону и в эту сторону комнаты. Затем шар закрывает вентиляционное отверстие. Если вы видите красный шар на своей стороне, это означает, что другая сторона находится под таким же или более высоким давлением.

Дверь просто не открывается

Если вы когда-нибудь открывали холодильник сразу после того, как закрыли его, вы знаете, что крошечный перепад давления имеет большое значение при открытии двери. Как и в случае с холодильником, потянуть на себя дверь, несмотря на более низкое давление снаружи, будет просто невозможно. Это направление легкое. Как насчет другого направления?

Если вы когда-либо занимались канатной/тросовой/цепной оснасткой с муфтами, вы знаете, что довольно сложно не заметить стропу, находящуюся под нагрузкой. Большинство муфт либо требуют, чтобы вы полностью разгрузили их и ослабили стропы (например, карабин), либо механизм защелкивается очень сильно , что делает его невозможным, не «взяв за него гаечный ключ».

Примените те же принципы дизайна к двери под давлением. Включите центральный механизм или другое устройство. А потом настройте длину рычагов и передаточное отношение, чтобы было очень тяжело открываться против атмосферы; считайте это «хорошим дизайном пользовательского интерфейса».

Конечно, вы также должны помочь людям отличить атмосферу по ту сторону двери от повреждения дверного переплета. Это легко, так как атмосфера упругая , а привязка — нет.

В качестве комбинации двух предыдущих идей и решения потенциальных проблем с каждой из них (но, возможно, создания новых проблем) рассмотрим две прозрачные трубы, одна из которых в два раза больше другой по диаметру, и соединенные в петлю, которая проходит через дверь или ближайший стена

Каждая трубка содержит шаровой фитинг, плотно прилегающий, но способный перемещаться без приложения значительных усилий. Меньший шар легко определить по размеру, и его можно раскрасить или сделать флуоресцентным, чтобы отличить его от партнера. Он служит предупреждением о наличии вакуума на другой стороне.

Они соединены кабелем или шнуром, образующим петлю, так что независимо от направления, если тянуть или толкать один шар, другой будет двигаться одновременно и на одинаковое расстояние. Шарикам не разрешается полностью достигать точки переключения между размерами труб.

Небольшие вентиляционные отверстия расположены поперек точки переключения с обеих сторон двери/стены. Когда одна сторона находится в вакууме, а другая находится под давлением, на большую площадь большого шара действует сила, в четыре раза превышающая силу маленького шарика (квадрат радиуса круглого поперечного сечения), а результирующая сила в три раза превышает силу на маленьком шаре. мяч толкает большой мяч в сторону с помощью вакуума. Шнур вытягивает шарик в поле зрения со стороны с атмосферой, показывая вакуум с другой стороны.

Простая дополнительная резинка в большей трубке втягивает большой мяч в середину, когда давление с двух сторон одинаково.

Конструкция примерно показана ниже.

Было бы очень просто иметь индикатор в окне или двери, который поднимает флажок всякий раз, когда меняется давление с одной стороны. Возможно, какая-то мембрана, которая отодвинется от вашей комнаты, если в другой комнате разгерметизируется.

Я почти уверен, что что-то подобное используется на дверях самолетов... Это может быть физическое или электронное.

Пусть дверь откроется

Как и в, вы должны потянуть дверь, чтобы открыть.

Если нет давления с другой стороны, вы не сможете / вам будет очень трудно открыть дверь, или вы сможете немного приоткрыть ее, прежде чем она снова быстро засосется.

Люди уже упоминали датчики давления, и я хочу повторить это, приведя реальный пример использования такого устройства, готового к использованию в космическом корабле. Парашютисты часто носят на руках механические АНЕРОИДНЫЕ БАРОМЕТРЫ ; они считывают давление с помощью вращающегося циферблатного индикатора, похожего на стрелку часов. Для любого, кто делает космическую дверь, было бы просто изменить их выходную передачу и лицевую панель индикатора, чтобы изменить масштаб на другой диапазон. (Феликс Баумгартнер поднялся на высоту более 127 000 футов., поэтому я предполагаю, что они совместимы с вакуумом.) Одна модель, «Altimaster Galaxy», стоит 169 долларов в розницу. Дверь может содержать карман или ячейку в двери, в которой может сидеть один из них, открытый наружу и имеющий прозрачный иллюминатор внутрь. Карман или ячейка также могут использовать достаточно маленькую коммутационную трубку для защиты от резких изменений давления.

Здесь вы можете увидеть наручный барометр-анероид, используемый в качестве прибора в кабине, установленный в верхнем левом углу этого изображения внутри самолета White Knight, чья кабина была спроектирована так, чтобы соответствовать кабине SpaceShipOne по тренировочным причинам.

Подобное устройство (на этот раз в правом верхнем углу тире) видно на этом снимке SpaceShipOne в полете в условиях микрогравитации на краю космоса ; судя по тому, что у пилота не было перчаток, закрывающих руки, отмечает, что SpaceShipOne предназначался для герметизации на уровне моря (и White Knight то же - для неограниченной высоты ), и предположение, что негерметичный корабль не может выйти в космос с людьми на борту, не одетыми перчатки, я предполагаю, что они не могут использовать его в качестве высотомера давления воздуха, а вместо этого используют его для проверки правильного / текущего давления в кабине. Визуально не видно, что перед использованием они вообще не меняли шестерню или лицевую сторону анероидного барометра / барометрического альтиметра. (И вы можете увидеть на нем пустые прорези для ремешка для крепления на запястье.)

Таким образом, один из этих высотомеров (анероидных барометров), установленных на каждой стороне двери, которую вы хотите проверить на наличие атмосферы под давлением и видимый через дверь, сделает свое дело, без какого-либо другого воздействия на конструкцию двери, ее механизма открытия, требований к мощности, так далее..

Как я сказал в комментариях, есть вероятность, что если вы пережили разгерметизацию, вы, вероятно, в скафандре и не слишком беспокоитесь об атмосферном состоянии той или иной комнаты. Как бы то ни было, моим предложением для визуального наблюдения за помещением была бы какая-нибудь капсула с красителем, которая лопается, когда комната подвергается воздействию вакуума. Эта капсула должна находиться рядом с дверью (или даже внутри нее), в герметичном тамбуре, выходящем в комнату за дверью, но не в коридор за ней (на другой стороне двери должна быть еще одна, чтобы указать состояние коридор для тех, кто находится в комнате), эта капсула лопнет и запачкает окно индикатора при воздействии вакуума, давая быстрое предупреждение. Цвет красителя, конечно, будет зависеть от вида и их конкретных протоколов безопасности и чувствительности к цвету.

В первом сезоне Dark Matter у них была именно такая ситуация. Здесь один ¹ из главных героев просто почувствовал температуру и на основании того, что было холодно, сделал вывод, что по ту сторону двери есть место.

Мне кажется вполне правдоподобным, что переборка или дверь, действующая как переборка, обеспечивают минимум тепла внутри, в то время как корпус также создан для комфорта. Таким образом, разница в температуре кажется мне хорошим показателем.

1: В качестве дополнительного бонуса, это был не просто один из главных героев. Это был один из главных героев. Это был Один. Да, парень по имени Один.

Датчики температуры на дверях. В вакууме отсутствие частиц означает отсутствие передачи тепла. Если окна, тем лучше. Я бы подумал, что у переборок и шлюзов есть механизм блокировки дверей, который закрывается при разгерметизации, как гель для предотвращения утечки внутренней трубы, у него есть выступ внутри дверного затвора, который тянется к вакууму и герметизирует двери. Я также предположил бы, что вы могли бы проверить двери с помощью вашего сложного термометра, известного как ваша рука. Если вы чувствуете разницу между температурой материала двери и другой стеной, и она из того же материала, это должно многое сказать вам об атмосфере соседней комнаты.

(Единственное решение, которое не требует, чтобы дверь уже содержала специальное устройство)

Итак, вы единственный выживший, электричества нет, нормальные предохранительные устройства вышли из строя, а дверь — 100% алюминиевая дверь советских времен без каких-либо причудливых особенностей.

Похоже, у вас нет возможности узнать, находится ли по ту сторону двери открытый космос, или на противоположной все еще содержится необходимый вам кислород.

... пока вы не найдете ту тепловизионную камеру с батарейным питанием , которую корейская команда привезла для изучения изоляции в космосе.

Просто наведите камеру на дверь и проверьте цвет внешней рамы двери:

• Красный (или похожий на другие части комнаты): можно открыть.
• Синий: открывайте, только если хотите почувствовать температуру открытого космоса -270,45 °C .

«Все должно быть сделано как можно проще, но не проще». - Альберт Эйнштейн

Ух О ! Читая посты, кажется, что у Джаспера была та же идея, и он опубликовал ее раньше меня. ОТКЛОНЕН!!!

Попробуйте положить открытую ладонь одной руки на перегородку рядом с дверью или через проход. Приложите открытую ладонь другой руки к самой двери. Если есть значительная разница в температуре, не открывайте его, так как высока вероятность того, что он разгерметизирован и находится под воздействием атмосферы. Это как искать огонь за закрытой дверью, только холоднее.

Если температура близка, то, вероятно, можно открыть его, поскольку в нем, вероятно, есть и атмосфера, и давление, поскольку вы не будете нагревать такую ​​​​комнату, чтобы соответствовать окружающей среде.

Если это не поможет, позвоните Споку или Скотти — один из них знает ответ.

Каждая сторона двери имеет свою трубку, которая вначале параллельна полу, проникает почти наполовину в дверь, затем изгибается вверх и немного расширяется. Вертикальные части каждой трубки видны через стеклянные пластины на противоположной стороне двери. Тарелки не смотрят на одну и ту же трубку — с каждой стороны есть противоположная трубка.

В вертикальной части мяч либо плавает, либо нет. если с другой стороны двери вакуум, шар не плавает и, вероятно, не виден сквозь пластину.

Если на другой стороне есть давление, то это давление делает мяч плавающим, делая его видимым.

Чисто механический, не требует питания и не имеет чувствительных, хрупких, взаимосвязанных движущихся частей. Просто трубка с шариком 2 раза.

Дифракция света

Отсутствие атмосферы означает отсутствие частиц, преломляющих свет в разгерметизированной камере. Острые тени могут быть индикатором.

Простым решением является диафрагма, которая удерживает дверь на защелке, если она «слишком сильно» согнута в любую сторону. (И тоже как-то отображает этот факт.

Однако вы должны быть осторожны, так как сама диафрагма может быть источником утечек. То же самое, что произойдет, если механизм заклинит?

Я бы рекомендовал воткнуть отвертку в дверь.

Если вы слышите отчетливый звук ветра, за которым следует взрыв ваших ушей, скорее всего, по другую сторону двери относительно вас вакуум. Удалите отвертку и действуйте соответственно.

Я бы порекомендовал что-нибудь примитивное. Например, сильфон, в котором перепад давления подавляет эффект датчика (или просто замыкает переключатель). Это затем приводит в действие красные светодиоды с надписью вакуум.

Плюсы этой системы: Нет необходимости в ручном управлении. Оно красное. Я люблю красный.