Войти
Если в кабине снижается давление, когда самолет находится выше предела Армстронга, даже кислородная маска с положительным давлением не может поддерживать сознание пилота. Предел Армстронга или линия Армстронга - это мера высоты, выше которой атмосферное давление достаточно низко, чтобы вода закипела на нормальная температура человеческого тела. Воздействие давления ниже этого предела приводит к быстрой потере сознания, за которой следует серия изменений сердечно-сосудистой и неврологической функции и, в конечном итоге, смерти, если давление не будет восстановлено в течение 60–90 лет. секунд. На Земле предел составляет около 18–19 км (11–12 миль; 59 000–62 000 футов) над уровнем моря, выше которого атмосферное давление воздуха падает ниже 0,0618 атм (6,3 кПа, 47 мм рт.ст. или около 1 psi ). США Стандартная модель атмосферы устанавливает давление Армстронга на высоте 63 000 футов (19 202 м).
Термин назван в честь ВВС США генерала Гарри Джорджа Армстронга, который первым распознал это явление.
| Местоположение | Давление |
|---|---|
| Olympus Mons саммит | 72 Па (0,0104 psi ) (0,0007 атм ) |
| Марс в среднем | 610 Па (0,088 psi) (0,006 атм) |
| Hellas Planitia внизу | 1,16 кПа (0,168 psi) (0,0114 атм) |
| предел Армстронга | 6,25 кПа (0,906 фунт / кв. Дюйм) (0,0617 атм) |
| гора Эверест вершина | 33,7 кПа (4,89 фунт / кв. Дюйм) (0,3326 атм) |
| уровень моря | 101,3 кПа (14,69 фунт / кв. Дюйм) (1 атм) |
| Мертвое море уровень | 106,7 кПа (15,48 фунт / кв. Дюйм) (1,053 атм) |
| Поверхность Венеры | 9 200 кПа (1330 фунтов на кв. Дюйм) (91,8 атм) |
На уровне или выше предела Армстронга, подверженный воздействию бо красители, такие как слюна, слезы, моча и жидкости, смачивающие альвеолы в легких, но не сосудов кровь (кровь в системе кровообращения) - выкипит без полноценного скафандра, и никакое количество пригодного для дыхания кислорода, доставленное каким-либо образом, не поддержит жизнь дольше чем несколько минут. В техническом отчете НАСА «Экстренные ситуации быстрой (взрывной) декомпрессии у субъектов, находящихся под давлением», в котором обсуждается кратковременное случайное воздействие на человека почти вакуума, отмечается: «Субъект позже сообщил об этом.... его последним сознательным воспоминанием была слюна на его языке, которая начала закипать. "
При номинальной температуре тела 37 ° C (98,6 ° F) вода имеет давление пара 6,3 кПа (47 мм рт. ст.); Другими словами, при атмосферном давлении 6,3 килопаскалей (47 мм рт. ст.) температура кипения воды составляет 37 ° C (98,6 ° F). Давление 6,3 кПа - предел Армстронга - составляет примерно 1/16 стандартного атмосферного давления на уровне моря, составляющего 101,3 кПа (760 мм рт. Ст.). Современные формулы для расчета стандартного давления на заданной высоте различаются - как и точные значения давления, которые фактически измеряются на заданной высоте в заданный день, - но общая формула показывает, что 6,3 кПа обычно находится на высоте 19000 м (62000 футов).
Артериальное давление - это манометрическое давление, что означает, что оно измеряется относительно давления окружающей среды. Чтобы рассчитать кровяное давление, его необходимо суммировать с давлением окружающей среды, чтобы вычислить, когда кровь закипит. Это похоже на спущенную автомобильную шину: даже при нулевом манометрическом давлении спущенная шина на высоте, равной пределу Армстронга, все равно будет иметь абсолютное давление (давление относительно идеального вакуума) в 63 гектопаскаля (0,91 фунта на квадратный дюйм), то есть будет иметь атмосферное давление на высоте, где возникает уровень давления 6,3 кПа (около 19 км (62 000 футов)) как внутри, так и снаружи. Если накачать шину до ненулевого манометрического давления, это внутреннее давление будет добавлено к этим 6,3 кПа (0,91 фунт / кв. Дюйм) давления окружающей среды. Это означает, что для человека с диастолическим низким артериальным давлением, обычно 8,0 кПа (60 мм рт. Ст.), Артериальное давление человека будет 14,3 кПа (107 мм рт. Ст.), Сумма артериального давления и давления окружающей среды.. Это давление более чем в два раза превышает давление окружающей среды на пределе Армстронга. Этого дополнительного давления более чем достаточно, чтобы кровь не закипела на расстоянии 18 км (60000 футов), пока сердце все еще бьется.
Марио Пецци, пилот в 1937 год, ношение скафандра, чтобы избежать гипоксии. Намного ниже предела Армстронга, людям обычно требуется дополнительный кислород, чтобы избежать гипоксии. Для большинства людей это обычно необходимо на высоте более 4500 м (15000 футов). Коммерческие реактивные лайнеры должны поддерживать герметичность кабины на высоте высоты кабины не более 2400 м (8000 футов). Правила США в отношении самолетов авиации общего назначения (не авиационных, негосударственных рейсов) требуют, чтобы минимальный требуемый экипаж, но не пассажиры, получали дополнительный кислород, если самолет проводит более получаса в высота кабины более 3800 м (12500 футов). Минимально необходимый летный экипаж должен получать дополнительный кислород, если самолет проводит какое-либо время на высоте выше 4300 м (14 000 футов) в кабине, и даже пассажиры должны получать дополнительный кислород на высоте выше 4500 м (15 000 футов). Парашютисты, которые находятся на высоте лишь короткое время перед прыжком, обычно не превышают 4500 м (15000 футов).
Предел Армстронга описывает высоту, связанную с объективное, точно определенное природное явление: давление водяного пара температуры тела. В конце 1940-х годов он представлял собой новый фундаментальный, жесткий предел высоты, который выходил за рамки несколько субъективных наблюдений за физиологией человека и зависящими от времени эффектами гипоксии, испытываемыми на более низких высотах. Во избежание гипоксии долгое время скафандры носили на высоте значительно ниже предела Армстронга. В 1936 году Фрэнсис Суэйн из Королевских ВВС достиг высоты 15230 м (49 970 футов) на Bristol Type 138 в скафандре. Два года спустя итальянский военный Марио Пецци установил рекорд высоты 17 083 м (56 047 футов), даже в скафандре на своем биплане Caproni Ca.161bis хотя он находился намного ниже той высоты, на которой кипит вода с температурой тела.
Гидравлический костюм обычно требуется на высоте около 15 000 м (49 000 футов), чтобы хорошо подготовленный и опытный пилот мог безопасно управлять самолетом в негерметичных кабинах. В кабине без давления на высоте более 11 900 м (39 000 футов) над уровнем моря физиологическая реакция, даже при дыхании чистым кислородом, будет гипоксией - недостаточный уровень кислорода, вызывающий замешательство и возможную потерю сознания. Воздух содержит 20,95% кислорода. На высоте 11900 м (39000 футов), дыша чистым кислородом через незапечатанную лицевую маску, человек вдыхает такое же парциальное давление кислорода, что и обычный воздух на высоте примерно 3600 м (11800 футов) над уровнем моря.. На больших высотах кислород должен доставляться через герметичную маску с повышенным давлением, чтобы поддерживать физиологически адекватное парциальное давление кислорода. Если пользователь не носит скафандр или одежду с противодавлением, которая ограничивает движения его груди, воздух под высоким давлением может вызвать повреждение легких.
Для современных военных самолетов, таких как F ‑ 22 США и F ‑ 35, оба из которых имеют рабочую высоту 18 000 м (59 000 футов) или Более того, пилот носит «одежду с противодавлением», которая представляет собой костюм g, способный работать на большой высоте. В случае потери давления в кабине, кислородная система переключается в режим положительного давления, чтобы подавать кислород с давлением выше окружающего воздуха в специальную герметизирующую маску, а также для пропорционального надувания одежды с противодавлением. Одежда противодействует расширению груди пилота, чтобы предотвратить легочную баротравму, пока пилот не сможет снизиться до безопасной высоты.
Сравнение графика International Стандартная атмосфера температура и давление с предельным значением Армстронга и примерными высотами различных объектов .
