Основная система жизнеобеспечения

редактировать
Устройство жизнеобеспечения для космического скафандра Портативная система жизнеобеспечения от Apollo A7L костюм со снятой внешней крышкой

A основной (или переносной или личный ) система жизнеобеспечения (или подсистема ) (PLSS ), представляет собой устройство, подключенное к скафандру космонавта или космонавта, которое позволяет работать вне корабля с максимальной свободой, независимо от космического корабля. система жизнеобеспечения. PLSS обычно носят как рюкзак. Функции, выполняемые PLSS, включают:

  • Регулирование давления в костюме
  • Обеспечение пригодного для дыхания кислорода
  • Удаление углекислого газа, влажности, запахов и загрязнители от вдыхания кислорода
  • Охлаждение и рециркуляция кислорода через одежду, работающую под давлением, и воды через одежду с жидкостным охлаждением и вентиляцией или одежду с жидкостным охлаждением.
  • Двусторонняя голосовая связь
  • Отображение или телеметрии параметров состояния костюма
  • Телеметрия индикатора непосредственного состояния здоровья пользователя (например, пульса)

Функция обработки воздуха в PLSS аналогично водолазному ребризеру, в котором выдыхаемые газы рециркулируют в дыхательный газ в замкнутом контуре.

При использовании в условиях микрогравитации для безопасности и управления обычно требуется отдельная двигательная установка, поскольку нет физического соединения с космическим кораблем.

Содержание
  • 1 Apollo PLSS
  • 2 Space Shuttle / Международная космическая станция PLSS
  • 3 Развитие технологий
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
Apollo PLSS
Интерьер Apollo PLSS Схема A7L PLSS и OPS с интерфейсами для астронавта и лунного модуля кабина

Портативная система жизнеобеспечения, используемая в миссиях Apollo для посадки на Луну использовал гидроксид лития для удаления углекислого газа из воздуха для дыхания и циркулировал воду по разомкнутому контуру через одежду с жидкостным охлаждением, вытесняя воду в космос, где она превращалась в лед. кристаллы. Часть воды также использовалась для отвода избыточного тепла из воздуха для дыхания астронавта и собиралась для сброса в бак для сточных вод космического корабля после выхода в открытый космос. PLSS также содержал радиоприемопередатчик и антенну для связи, которые ретранслировались через систему связи космического корабля на Землю. Элементы управления PLSS находились в блоке дистанционного управления (RCU), установленном на груди космонавта. Кислород и вода были перезаряжаемы для нескольких выходов в открытый космос из системы контроля окружающей среды космического корабля.

Время выхода в открытый космос на поверхности Луны для первых четырех миссий (Аполлон с 11 по 14) было ограничено 4 часами с запасом кислорода при 1020 фунтов на квадратный дюйм (7,0 МПа), 3,0 фунта (1,4 кг) гидроксида лития., 8,5 фунтов (3,9 литра) охлаждающей воды и аккумулятор на 279 ватт-часов. Для расширенных миссий Аполлона 15-17 время пребывания в открытом космосе было увеличено вдвое до 8 часов за счет увеличения кислорода до 1430 фунтов на квадратный дюйм (9,9 МПа), гидроксида лития до 3,12 фунтов (1,42 кг), охлаждающей воды до 11,5 фунтов (5,2 кг). литров) и емкость аккумулятора до 390 ватт-часов.

Аварийное резервирование на случай отказа основной системы обеспечивалось отдельным блоком, называемым системой продувки кислородом (OPS), установленным сверху PLSS, сразу за шлемом космонавта. OPS поддерживал давление в скафандре и удалял углекислый газ, тепло и водяной пар с помощью непрерывного одностороннего воздушного потока, выпускаемого в космос. При активации OPS подает кислород на отдельный вход на скафандре, как только выпускной клапан на отдельном выходе костюма открывается вручную. OPS предоставил максимум 30 минут аварийного кислорода для дыхания и охлаждения. Это может быть увеличено до 75–90 минут с помощью шланга «системы напарника», который использует функциональные PLSS другого астронавта для охлаждения (только). Это позволило частично закрыть выпускной клапан, чтобы уменьшить расход кислорода.

Джеймс П. Лукас тестирует PLSS в Хьюстонском летном центре

PLSS был 26 дюймов (66 см) в высоту, 18 дюймов (46 см) шириной и глубиной 10 дюймов (25 см). Он был испытан в Хьюстонском летном центре Джеймсом П. Лукасом, сотрудником Hamilton Standard, и различными астронавтами в баках с нейтральной плавучестью в Далласе. Он был впервые испытан в космосе Расти Швейкарт в стоячем открытом космосе на околоземной орбите на Аполлоне 9. Его PLSS весил 84 фунта (38 кг) на Земле, но только 14 фунтов (эквивалентный весу Земли 6,4 кг) на Луне. OPS весил 41 фунт (19 кг) на Земле (6,8 фунта (эквивалент веса Земли 3,1 кг) на Луне).

Space Shuttle / International Space Station PLSS

Подобные системы использовались астронавтами Space Shuttle и в настоящее время используются экипажами Международной космической станции.

Основная система жизнеобеспечения костюма EMU, используемого на космическом шаттле и Международной космической станции, производится Hamilton Sundstrand. Он устанавливается на задней части узла Hard Upper Torso (HUT).

Кислород (O2), углекислый газ (CO 2) и водяной пар отводятся с краев костюма за счет жидкостного охлаждения и вентиляции. одежду или LCVG, который отправляет газ в PLSS. Когда газ попадает в PLSS, активированный уголь удаляет запахи, а гидроксид лития (LiOH) удаляет диоксид углерода. Затем газ проходит через вентилятор, который поддерживает расход около шести кубических футов в минуту. Затем в сублиматоре конденсируется водяной пар, который удаляется с помощью «шлама» и роторного сепаратора. Удаленная вода хранится и используется для пополнения водоснабжения, используемого в LCVG. Сублиматор также охлаждает оставшийся кислород примерно до 13 ° C (55 ° F). Датчик потока контролирует расход.

Дополнительный кислород добавляется к потоку из накопительного бака по мере необходимости после датчика потока. Затем кислород возвращается в костюм на затылке, где он стекает по лицу космонавта. Подавая кислород к шлему и отбирая газ из конечностей, костюм спроектирован так, чтобы человек, находящийся в костюме, дышал максимально свежим кислородом.

Рабочее давление костюма поддерживается на уровне 4,3 фунт / кв. Дюйм (30 кПа ) во время выходов в открытый космос и 0,7 фунта / кв. Дюйм (4,8 кПа) относительно внешнего давления в режиме движения внутри корабля.

Разработка технологий

Технологии, рассматриваемые для применения в будущих PLSS, включают адсорбцию при переменном давлении (PSA), процесс, с помощью которого CO 2 может быть отделяется от газа более эффективно и с помощью повторяемого процесса, в отличие от нынешних канистр с LiOH, которые насыщаются при каждом использовании и ограничены примерно восемью часами. За счет регенерации сорбента во время EVA размер и вес контейнера сорбента можно значительно уменьшить. PSA обеспечивает это путем выпуска CO 2 и водяного пара в космос.

См. Также
Список литературы
Последняя правка сделана 2021-06-02 05:48:51
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте