Газообразный и жидкий кислород в авиации
Источником кислорода в высотном полете, подаваемого на дыхание экипажу воздушного судна может быть пополняемый на земле запас, хранящийся в кислородных баллонах, либо бортовая кислорододобывающая установка (БКДУ).
Запас кислорода для высотных кислородных приборов, применяемых в авиации, может содержаться в двух видах: газообразном и жидком. Наиболее широко применяется газообразный кислород, сохраняемый в сжатом виде в специальных стальных баллонах.
Промышленное добывание кислорода для нужд авиации
Кислород-газ, не имеющий цвета и запаха; он не горит, но поддерживает горение.
В промышленности кислород добывается из атмосферного воздуха методом его глубокого охлаждения и сжижения, а затем последующего разделения на составляющие газы. Получаемый этим методом жидкий кислород переводится в газообразный и обычно содержит небольшое количество азота. В авиации и космонавтике для дыхания применяется только такой кислород, который содержит азот в количестве, не превышающем 2%.
Газообразный кислород в авиации
Для установки на самолете обычно пользуются баллонами различной емкости с рабочим давлением 150 атмосфер. Применяются также баллоны с рабочим давлением 30 атмосфер. Такие баллоны изготавливают из более легкой стали и поэтому имеют относительно незначительный вес.
При наполнении баллона кислородом в него попадает вода из компрессора, под действием которой внутренняя поверхность стенок со временем ржавеет и постепенно разрушается. Поэтому, во избежание разрывов давлением находящегося в нем кислорода, баллоны регулярно проходят проверочные испытания.
Вторым и более значительным фактором накопления внутри баллона воды является конденсация и замерзание влаги при полетах на большой высоте.
Количество кислорода измеряется в литрах, приведенных к давлению 760мм.рт.ст. при температуре 15 градусов. Чтобы найти эту величину, достаточно умножить емкость баллона на давление в нем кислорода. Так, например, в 4-литровом баллоне с давлением 150 атмосфер при температуре 15 градусов содержится 4х150=600 л кислорода.
При полете на высоте, где температура всегда значительно ниже чем на земле, давление кислорода уменьшается на 1/273 на каждый градус. Поэтому предварительный расчет запаса кислорода нужно производить с учетом разницы между температурой на земле и на предполагаемой высоте. Так, например, если в 4-литровом баллоне при температуре 15 градусов давление было 150 ат, а количество кислорода 600 л, то при ожидаемой на высоте температуре минус 20 градусов давление в баллоне уменьшится на 35/273 первоначальной величины и будет равно 150-(35х150)/273=131 ат, а количество литров снизится с 600 до 524.
Практически можно считать, что во время пребыания на высоте запас кислорода, вследствие его охлаждения, уменьшается в среднем на 1/6 и уменьшается время нахождения на высоте.
Если баллон загрязнен разлагающимися органическими веществами или в нем скопилось большое количество ржавчины, то кислород довольно быстро приобретает запах и привкус железа. Таким кислородом дышать неприятно.
Жидкий кислород
Жидкий кислород- это прозрачная жидкость голубоватого цвета, без запаха, имеющая температуру минус 183 градуса. Литр жидкого кислорода весит 1149 г и при переходе в газообразное состояние образует 789 л газообразного кислорода при температуре 0 градусов и давлении 760 мм.рт.ст.
В жидком кислороде возможна примесь ацетилена и продуктов пригорания масел, идущих на смазывание компрессоров кислорододобывающей установки. При определенной концентрации ацетилена жидкий кислород может взрываться. Примесь продуктов пригорания масел придает образующемуся газообразному кислороду неприятный запах и вызывает головную боль. Жидкий кислород с большой примесью посторонних веществ содержит муть. По этой причине для дыхания пользуются жидким кислородом, содержащим ацетилена не более 4 см3 на 10 л и не содержащим примеси посторонних веществ, т.е. прозрачным.
Для удаления последних, кислород фильтруется через фильтровальную бумагу и некоторые дру