Проще говоря, чем то, как космические скафандры управляют вдыхаемым газом, отличается от того, как это делает акваланг?

Я говорю «дышащий газ», потому что в баллоне могут быть самые разные смеси, и я не знаю ни одного слова для газовой смеси, которой можно безопасно дышать.

У аквалангистов и космонавтов есть баллоны с пригодным для дыхания газом, и когда они маневрируют в соответствующей водной и вакуумной средах, они потребляют часть его, выделяют в него CO 2 , H 2 O, CH 4 , H 2 и другие вещества, а их снаряжение в конечном итоге выбрасывает остатки. в окружающую среду.

Можно ли простым способом сравнить и противопоставить эти две системы?

Например, ответы на вопрос «Вышли бы из строя скрубберы CO2 до того, как закончился запас O2 во время лунной прогулки Аполлона?» обсудить скрубберы CO 2 , а у нормальных аквалангистов их нет, о которых я знаю ( ребризеры - отдельная тема ).

Воспоминания о просмотре «Подводного мира» Жака Кусто включают в себя специальные газовые смеси для их самых глубоких погружений, меня в первую очередь интересует наименее экзотический вид подводного плавания, каким бы научился новичок.

Вопрос: Проще говоря , чем способ управления вдыхаемым газом в скафандрах отличается от того, как это делает акваланг?

Настоятельно рекомендуется ссылаться на существующие ответы, которые более подробно освещают каждый аспект. Что мне здесь нужно, так это вид с высоты 100 000 футов. Нет необходимости воспроизводить то, что уже хорошо объяснено в существующих сообщениях. Спасибо!

Руководство cabin-atmosphereпо использованию тега начинается со слов "атмосфера в космическом корабле или скафандре, которой дышит космонавт...", так что здесь это уместно. space.meta.stackexchange.com/a/1580/12102
Это больше похоже не на вопрос, а на домашнее задание. Он очень широкий и довольно открытый. Акваланг и космические скафандры радикально различаются почти во всех аспектах, и этот вопрос на самом деле не требует никаких усилий, чтобы сфокусировать ответы на какой-либо конкретной теме. Ваши вопросы должны быть разумными. Если вы можете представить целую книгу, отвечающую на ваш вопрос, вы слишком многого требуете.
@J ... пожалуйста, перечитайте пост полностью; это буквально уже было рассмотрено!

Ответы (4)

В салоне надеваются внутрикорабельные скафандры на случай возникновения чрезвычайных ситуаций, особенно при подъеме и спуске. Костюмы Mercury были изготовлены компанией Goodrich. Почти все остальные скафандры для внутривенных вливаний были произведены компанией Дэвида Кларка: Близнецы, Аполлон-1, катапультируемый костюм шаттла, шаттл LES и шаттл ACES (все это эволюция дизайна Близнецов).

Костюмы IV очень похожи на акваланг. В частности:

  • Источник воздуха другой. Воздух для подводного плавания поступает полностью из баллона. Костюмы для внутривенных вливаний получают воздух через шлангокабель в систему кондиционирования кабины.
  • В костюмах для внутривенных вливаний также есть баллон с кислородом, встроенный в костюм в качестве резервной копии. Аквалангист лишь изредка использует второй баллон; обычная резервная копия - иметь рядом другого дайвера, с которым можно разделить воздух. Костюмы для внутривенных вливаний никогда не могли забирать воздух из другого костюма.
  • Давление и состав (т.е. процентное содержание кислорода) поступающего воздуха варьировались как в аквалангах, так и в космических программах.
  • Где распределяется поступающий воздух, варьируется. Большинство аквалангистов дышат через мундштук; реже встречаются маски, обеспечивающие воздухом все лицо. Ранние костюмы IV имели уплотнение вокруг лица или передней части головы. Современные костюмы для внутривенных вливаний имеют уплотнение на шее.
  • Куда уходит выдыхаемый воздух, совсем другое. Выдыхаемый с аквалангом воздух попадает в окружающую воду. В костюмах Дэвида Кларка выдыхаемый воздух проходит через односторонний клапан в уплотнении области лица/головы, попадая в тело костюма. Затем в корпусе костюма есть клапан давления, который выбрасывает отработанный воздух в окружающий воздух кабины. Таким образом, и акваланг, и гидрокостюм являются открытыми системами.
  • Воздух с аквалангом не помогает контролировать тепло тела. Хотя воздух в костюмах для внутривенных вливаний обеспечивает некоторую вентиляцию тела костюмов, эти костюмы в основном охлаждаются нижним бельем с жидкостным охлаждением.

Внекорабельные скафандры используются для выхода в открытый космос и выхода на Луну. Некоторые костюмы Дэвида Кларка для Близнецов были модифицированы для использования в электромобилях. Все остальные костюмы EV были изготовлены ILC Dover: Apollo, Shuttle EMU и ISS EMU.

Костюмы EV более сопоставимы с ребризерами:

  • Источником воздуха может быть шлангокабель к системе окружающей среды кабины (Gemini, запуск Apollo, выход в открытый космос служебного модуля Apollo) или от портативной системы жизнеобеспечения (лунная походка Apollo, шаттл, МКС).
  • Все костюмы EV имеют встроенный резервный источник кислорода или PLSS. Костюмы Аполлона также могли делиться ресурсами с другим костюмом (BSLSS).
  • Поступающий воздух в костюмах ЭМ распределяется как на лицо, так и на жидкостное охлаждение - вентиляцию нижнего белья.
  • Выдыхаемый воздух либо возвращается через шлангокабель, либо в PLSS. В любом случае воздух очищается от CO. 2 , удалена влажность, добавлен кислород и выдержана температура, чтобы он мог вернуться в костюм. Таким образом, костюмы EV являются закрытыми системами.
  • Воздух помогает охлаждать костюмы для электромобилей; в частности, он отводит пот, чтобы охладить космонавта.

Насколько мне известно, вышеуказанные различия также относятся к российским костюмам «Сокол» (IV) и «Орлан» (EV).

Re Scuba лишь изредка использует второй баллон. Дайверам с аквалангом нужен вторичный источник воздуха, в первую очередь предназначенный для использования кем-то еще в группе. У вас есть выбор пони-бутылки или «осьминога». Последний, более распространенный в современной конструкции (раздельный регулятор), представляет собой еще один вторичный регулятор на конце более длинного шланга, напоминающий щупальце осьминога во время плавания. Но если вы посмотрите на громоздкие регуляторы в старом сериале типа « Морская охота» , я думаю, что запасная бутылка была бы тогда более практичной.
@JDługosz: Ваш комментарий только подтверждает мою мысль о том, что один танк на каждого человека встречается чаще, чем два.
Это сегодня, с современной конструкцией сплит-регулятора. Но в то время, когда были разработаны космические скафандры? Просматривая Википедию, я нахожу только то, что «со временем они улучшались и стали доминирующими», но не конкретные годы. Морская охота и стиль Кусто все еще были культовыми в 60-х годах. О, мне также напомнили, что камера контроля плавучести может служить еще одним аварийным источником воздуха.
Что касается «Воздух с аквалангом не помогает контролировать тепло тела», проблема почти всех дайвингов заключается в сохранении тепла тела, поэтому гидрокостюмы и сухие костюмы изолируют тело. Скафандры, особенно те, которые используются для выхода в открытый космос, конечно, имеют противоположную проблему, поскольку они окружены вакуумом.

Как аквалангист я получил несколько замечаний.

Скафандр спроектирован как замкнутая система с постоянным давлением. Выдыхаемый кислород повторно используется, а выдыхаемый углекислый газ очищается. Восполняется только кислород, использованный космонавтом.

Большинство аквалангов представляют собой открытые системы, выдыхаемый дыхательный газ не используется повторно. Пузырьки, поднимающиеся на поверхность, — это весь выдыхаемый газ. Скруббер не используется. Акваланг используется при давлении от 1 до 5 бар. Глубоководные дайверы от 15 до 30 бар.

Очень немногие аквалангисты используют закрытые системы, без пузырьков, выдыхаемый кислород используется повторно, скруббер удаляет выдыхаемый углекислый газ. Если они хотят уйти глубже, чем примерно на 6 м, они не могут использовать чистый кислород, они могут использовать смесь кислорода с азотом или гелием. Если система подает смесь с недостаточным или слишком большим количеством кислорода для фактической глубины, пользователь может погибнуть.

Если открытый акваланг выйдет из строя, дайвер в любом случае это заметит и может что-то предпринять, чтобы выжить.

Если закрытая система подводного плавания выйдет из строя из-за слишком малого или большого количества кислорода или слишком большого количества углекислого газа в петле, дайвер может вообще этого не заметить и погибнет без предупреждения. Дайвер заметит, если газа слишком мало или слишком много, но он ничего не почувствует, если содержание кислорода неправильное или слишком много углекислого газа.

Существует огромная разница в необходимой массе газа. Открытым системам подводного плавания может потребоваться около 3 кг воздуха для погружения продолжительностью около часа. У астронавта Аполлона было 0,45 кг кислорода на срок до 4 часов, около 0,1 кг в час. В 30 и до 150 раз больше массы в час для открытой системы подводного плавания.

У меня сложилось впечатление, что слишком много углекислого газа было очень заметно, очень неприятно задолго до токсичности, но это при 1 баре. Я думаю о сценах со скруббером CO2 в «Аполлоне-13» и ответах на вопрос «Замечают ли астронавты МКС или испытывают ли они симптомы повышенного уровня CO2?» Они регулярно носят мониторы?
@uhoh Были случаи, когда аквалангисты, использующие закрытые системы, погибли из-за слишком большого количества углекислого газа из-за истощения скруббера. Эти водолазы были экспертами, но ничего не чувствовали перед смертью. Если бы они что-то чувствовали, они бы сделали что-то против этого. Был немецкий аквалангист, которого я знал лично по лекции. Он был немецким специалистом по закрытым системам того времени. После его смерти меня спросили, знаю ли я кого-нибудь, кто мог бы провести газовый анализ оставшегося газа в его кислородных баллонах. Я нашел химика в местном университете, где я работал.
@uhoh Итак, я должен заключить: в его случае это было незаметно. Если бы он почувствовал что-нибудь из-за слишком большого количества углекислого газа, он бы выжил.
@uhoh Было много случаев, когда виноделы умирали в бродильных подвалах от слишком большого количества углекислого газа. Эти виноделы ничего не заметили, иначе бы вышли из подвала, не потеряв сознания.
Проблема с (обычным, открытым) подводным плаванием с аквалангом заключается в том, что количество используемого воздуха увеличивается с давлением, поэтому вы так быстро проходите через него на глубине. В костюмах EV использовалось гораздо более низкое давление, поэтому вам нужно будет экстраполировать, чтобы сравнить производительность.
@JDługosz, количество воздуха, используемого на вдох, увеличивается с давлением в акваланге с открытым контуром. Вы можете немного компенсировать это , приучив себя дышать медленнее на глубине.
Важным фактором, особенно для дайверов-любителей, является стоимость. Заправка вашего баллона в дайв-центре обходится довольно дешево по сравнению с обслуживанием закрытой системы.
@SolomonSlow Медленное дыхание на глубине может вызвать проблемы с повышенным уровнем углекислого газа в крови. Дыхание должно транспортировать кислород и углекислый газ. На глубине кислорода намного больше, чем необходимо в сжатом воздухе. Дайверы, работающие на смешанных газах, используют на глубине газ с содержанием кислорода менее 8 %. Но транспорт CO2 из крови в выдыхаемый газ ухудшается под давлением из-за повышенной плотности газа, снижающей вентиляцию легких. Чтобы усилить удаление СО2 на глубине, дайвер должен дышать не медленнее, а быстрее.
@ Уве, я никогда не был так глубок. Я был только там, где каждый вдох содержит примерно в 3 раза больше массы воздуха на поверхности — рекреационное погружение, когда в баллоне ничего, кроме обычного воздуха.
@Solomon Обычно мы (ну, по крайней мере, CMAS) учим людей не экономить и не задерживать дыхание, независимо от того, на какой глубине. Просто дышите регулярно и планируйте свои погружения соответствующим образом. В противном случае вы получите в лучшем случае головную боль от CO2. Если вы хотите проводить больше времени на глубине, приобретите бутылку побольше или сцену... но официально у спортивных дайверов никогда не должно быть декомпрессионных остановок, поэтому, если вы находитесь на глубине 30 м, это в любом случае накладывает ограничение на время, которое вы там проводите.
@Voo, Никогда не задерживал дыхание. Просто пытался двигаться медленно и следить за своим дыханием. Может быть, это было только мое воображение, но я думал, что когда я дышу не больше, чем мне нужно, что я дышу медленнее на глубине, чем когда я был у поверхности. Хотя это было давно. Я устал заниматься дайвингом, и я никогда не чувствовал необходимости переходить к чему-то более... ммм... интересному.

Есть несколько отличий, и я совершенно уверен, что приведенный ниже список не является полным.

  • Давление.
    Аквалангист подвержен воздействию более чем одной атмосферы. Давление увеличивается примерно на одну атмосферу на каждые десять метров глубины воды. Аквалангистам приходится беспокоиться об азотном наркозе, декомпрессионной болезни и отравлении кислородом. Астронавты дышат почти 100% кислородом при пониженном давлении. Это означает, что астронавтам на МКС перед выходом в открытый космос необходимо предварительно дышать, чтобы избежать декомпрессионной болезни, но кроме этого астронавтам не нужно беспокоиться о проблемах с давлением, с которыми сталкиваются аквалангисты.
  • Стоимость воздуха для дыхания.
    Даже тримикс стоит очень дешево по сравнению с гораздо более дорогим воздухом, которым дышат космонавты. Даже несмотря на то, что SpaceX предприняла для снижения затрат на запуск, по-прежнему очень дорого отправлять что-либо в космос, и это, конечно, включает в себя воздух для дыхания.
  • Отработанный воздух против рециркулированного воздуха.
    Аквалангисты просто выпускают свой выдох в воду. Этот отработанный воздух все еще содержит довольно много кислорода, но воздух (даже тримикс) дешев. Поскольку отправлять что-либо в космос очень дорого, воздух в скафандре (или космическом корабле) перерабатывается. Углекислый газ, образующийся в результате метаболизма человека, улавливается и, возможно, выбрасывается. Оставшийся кислород используется повторно.
@uhoh, ваш запрос здесь на более строгий ответ и ваш запрос в вопросе «просто говоря» противоречат друг другу. Что он?
«не по теме…» предназначалось как пометка, чтобы предупредить, что следующее каким-то образом не связано с текущим сообщением. "... но этот вопрос ..." ссылается на вопрос об орбитальной механике в Physics SE. Таким образом, «просто говоря» относится к этой странице, «более строгий ответ» относится к связанному вопросу в Physics SE. Извините за путаницу! Я удалю первый комментарий сейчас, а этот со временем.
Существует очень небольшое количество аквалангистов, использующих закрытые системы без выпуска выхлопных газов в воду.
Вы ошибаетесь, астронавтам МКС не нужно предварительно дышать перед выходом в открытый космос, чтобы избежать азотного наркоза. Азотный наркоз невозможен при давлении ниже примерно 2–3 бар. Возможен азотный наркоз при дыхании воздухом под давлением выше 3—5 бар на глубине от 20 до 40 м. Предварительное дыхание перед выходом в открытый космос необходимо только для снижения риска декомпрессионной болезни.

Предыдущие ответы содержат подробные (и точные) подробности о подводном плавании с аквалангом, но, поскольку вы специально спросили о том, какой тип будет использовать новичок:

Вдыхаемая смесь представляет собой чистый воздух, сжатый в одном баллоне.

Как уже упоминалось, может быть один или два регулятора (мундштука), причем второй служит резервным на случай отказа первого или для помощи другому дайверу, у которого закончился воздух или чей регулятор вышел из строя.

В любом случае, частью обучения новичков является «дыхание напарника», обучение безопасному использованию одного регулятора между двумя дайверами в случае чрезвычайной ситуации.

Еще одна тренировка — узнать, что делать, если у вас кончился воздух. Вы узнаете (и пройдете тестирование), как безопасно подниматься с глубины 60 футов/20 метров без подачи воздуха. Зная, насколько это просто, вы с меньшей вероятностью запаникуете, если у вас закончится воздух.

Новичков учат не погружаться ниже 90 футов/30 метров и учат пользоваться таблицами для погружений, чтобы гарантировать, что они не проводят слишком много времени на глубине более 30 футов.

«Вы учитесь (и проходите испытания), как безопасно подниматься с глубины 60 футов / 20 метров без подачи воздуха». Какая безумная организация имеет такую ​​подготовку? CMAS и PADI, конечно, нет. Вам понадобится несколько минут , чтобы безопасно подняться с 20-метровой высоты после того, как вы провели там некоторое время. Очень немногие люди будут иметь воздух, чтобы сделать это, и они просто мчатся к вершине с очень ужасными последствиями, включая смерть. Кроме того, если вы когда-нибудь закончите на 20 м без воздуха, так много вещей пошло не так заранее, что вы никогда не должны оказаться в такой ситуации, если должным образом обучены.
Проще говоря, чем то, как космические скафандры управляют вдыхаемым газом, отличается от того, как это делает акваланг?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v