Костюм водяного охлаждения
Костюм водяного охлаждения (КВО) — костюм для регулирования температуры космонавта и внутреннего пространства скафандра при выходе в открытый космос.
Хотя это устройство чаще всего ассоциируется с космическими скафандрами, оно также используется в местах, где охлаждение на открытом воздухе трудно или невозможно достичь — например, при пожаротушении[1], при работе на сталелитейном заводе или хирургами во время длительных или напряжённых процедур[2].
Особенности теплопередачи в скафандре
правитьГерметичный скафандр не выпускает излучённое в процессе работы космонавта тепло. На земле теплообмен между телом человека и окружающей средой в основном происходит за счёт испарения пота, конвекции и излучения. Многие космические скафандры покрыты теплоизоляционным материалом (ЭВТИ), которое не позволяет активно проникать излучению, а также выходить наружу.
Испарение пота не эффективно в невесомости и ограниченных замкнутых пространствах, так как пот не рассеивается.
В первых скафандрах происходило вентилирование газовой смеси для дыхания, и за счёт конвекции проходил теплообмен. Это работало в скафандрах, не изолированных от космического корабля. Для длительных выходов в изолированных скафандрах это также неэффективно.
Для лучшего теплообмена используется кондукция — прямой теплообмен от тела к теплообменику. Реализуется это через облегающий костюм, надеваемый на тело под скафандром.
Устройство КВО
правитьСам костюм представляет собой сетчатый комбинезон из трикотажного полотна. Это позволяет пропускать воздух к телу человека.
Костюм пронизан сетью тонких пластиковых эластичных трубочек, по которым циркулирует вода.
Вода обладает высокой теплоёмкостью, поэтому её требуется совсем немного, чтобы снять большое количество теплоты. Таким образом, насос может иметь незначительную мощность.
Этот костюм подключается к радиатору скафандра, образуя замкнутую систему, по которой циркулирует вода, насосу и регулятору. Космонавт сам регулирует температуру и подачу охлаждающей воды по своим субъективным ощущениям. Если он занят и не может отвлекаться, то подачу воды регулируют автоматы. С помощью приборов по разнице температур на входе и выходе определяется количество удалённой теплоты, а по содержанию углекислоты в выдыхаемом воздухе — затраченная работа. Если эти величины не совпадают, то насос начинает работать соответственно быстрее или медленнее, увеличивая или уменьшая теплопередачу соответственно.
Параметры
правитьДля примера показаны параметры активно-использующегося костюма (КВО-М)[3]:
- величина теплосъёма — до 400 Вт
- общая длина трубок — ~ 65 м
- Масса (вместе с водой) — ~ 3 кг
Примечания
править- ↑ Deanna Colburn, Joe Suyama, Steven E Reis, Julia L Morley, Fredric L Goss. A comparison of cooling techniques in firefighters after a live burn evolution // Prehospital emergency care : official journal of the National Association of EMS Physicians and the National Association of State EMS Directors. — 2011. — Т. 15, вып. 2. — С. 226–232. — ISSN 1090-3127. — doi:10.3109/10903127.2010.545482.
- ↑ Michael Izenson, Weibo Chen, Scott Phillips, Ariane Chepko. Multifunctional Cooling Garment for Space Suit Environmental Control (англ.) // 45th International Conference on Environmental Systems. — 2015. — 1 July. Архивировано 7 июня 2019 года.
- ↑ Костюм водяного охлаждения (КВО-М). Звезда (НПП). Дата обращения: 7 июня 2019. Архивировано 15 июня 2019 года.
Ссылки
править
- «Главное — чтобы костюмчик сидел» // Наука и жизнь
- Одежда для космоса // Naked Science (англ.)
- Suited for Spacewalking // NASA (англ.)