Translate.Ru PROMT©
Добавить сайт в каталог

© С.Н. Андрианов, 2011 Основные тенденции развития и совершенствования автономных изолирующих дыхательных аппаратов на сжатом воздухе.

Изучение широкого спектра моделей автономных изолирующих дыхательных аппаратов на сжатом воздухе, представленных на российском рынке, знакомство с этапами их создания и модернизации позволило определить основные тенденции развития и совершенствования современных ИДА.

1. Повышение надежности дыхательных аппаратов.
Вопросы обеспечения безопасности спасателя при работе в непригодной для дыхания атмосфере были и остаются приоритетным направлением развития ИДА. Повышение надежности дыхательных аппаратов осуществляется за счет следующих практических шагов:
1.1 Совершенствование конструкции дыхательного аппарата и его основных узлов (например, производство сбалансированных редукторов с высокой надежностью и производительностью (свыше 1000 л/мин.), разработка и применение легочных автоматов, обеспечивающих избыточное давление в подмасочном пространстве при любых режимах работы пользователя (при расходе воздуха до 90 л/мин. и выше).
Интересные конструкторские решения повышающие надежность и безопасность спасателя предложены фирмой Scott Health & Safety (США). В своих дыхательных аппаратах Air-Pak (рисунок 1) фирма устанавливает два редуктора давления в одном. Находящиеся в компактном корпусе, редукторы давления связаны между собой посредством автоматического передаточного клапана. Уменьшение первоначального давления по какой-либо причине, например, вследствие загрязнения воздушной цепи во время замены баллона, вызовет автоматическую передачу во вторичную цепь. Пользователь будет оповещен о передаче сигнализацией «Vibralert». Это даст пользователю возможность сосредоточить внимание на безопасном выходе из опасной зоны. Одновременно через вторичную цепь будет обеспечена непрерывная подача воздуха.
«Vibralert» – это система двойной сигнализации, которая оповещает пользователя о низкой подаче воздуха, а также о переключении редуктора давления. Сигнализация «Vibralert» имеет как звуковую, так и тактильную характеристики. Мягкая вибрация маски при тактильной сигнализации уменьшает возможность того, что пользователь не заметит сигнализации или примет ее за сигнализацию другого аппарата. «Vibralert» особенно необходима в шумных средах в случае потери слуха пользователя или когда несколько дыхательных аппаратов находятся в одной зоне. В отличие от многих других дыхательных аппаратов воздух, приводящий в действие сигнализацию, направляется в маску.
1.2 Использование в производстве дыхательных аппаратов более легких, надежных, устойчивых к тепловым и химическим воздействиям материалов (например, кевлар (Kevlar), арамид (Aramid), номекс (Nomex), нейлон в подвесных системах; углепластик, стеклопластик, органопластик в композитных баллонах; ударопрочный и устойчивый к царапинам поликарбонат, «триплекс», плексиглас в стеклах масок; натуральный и силиконовый каучук в корпусе масок и др.).
1.3 Внедрение электронных систем контроля и сигнализации (например, применение внутримасочного светодиодного дисплея (рисунок 2) обеспечивает непрерывный контроль давления в баллоне, в том числе, при работе в изолирующих костюмах закрытого типа, устраняет необходимость частой проверки манометра, поскольку сигналы отображаются визуально, цветовые сигналы светодиодов легко видны для окружающих, тем самым дают возможность дополнительного контроля пользователя; еще одним примером является использование телеметрического контроля (рисунок 3), который позволяет с командного пункта дистанционно следить за давлением воздуха в аппарате, движением и другими параметрами работы каждого спасателя).
2. Расширение функциональных возможностей дыхательных аппаратов.
Конкуренция на рынке современных дыхательных аппаратов приводит не только к появлению новых моделей ИДА, но и к расширению их функциональных возможностей. К наиболее интересным разработкам в этом направлении следует отнести:
2.1 Возможность использовать дополнительную маску (спасательное устройство) для изоляции органов дыхания пострадавшего в загазованной зоне  (рисунок 4) или обеспечивать воздухом механизм поддува защитного костюма спасателя (рисунок 5) за счет установки адаптера (быстроразъемного соединения) на магистрали редуцированного (среднего) давления.
2.3 Установку на магистрали редуцированного давления дополнительного шланга с быстроразъемным соединением для обеспечения воздухом напарника (рисунок 6, 7), в случае снижения (израсходования) воздуха до величины не позволяющей обеспечить его безопасную эвакуацию из загазованной зоны.
2.4 Внедрение системы быстрой заправки баллонов воздухом (типа «Quick Fill»), которая позволяет через адаптер в системе высокого давления напрямую заправлять баллон без необходимости снятия баллона с аппарата (рисунок 8, 9) и значительно сокращает время на подготовку дыхательных аппаратов к работе.
2.5 Внедрение многофункциональных электронных узлов контроля. Например, таких как Bodyguard (Drаger) (рисунок 10), ICU (MSA AUER), Pak-Alert (SCOTT) и др.
Многофункциональные электронные узлы контроля могут:
- показывать давление в баллонах, температуру окружающего воздуха, остаточное время защитного действия ИДА в минутах;
- иметь функцию сигнализатора неподвижного состояния; сигнализировать миганием дисплея о падении давления в баллонах ниже резервного давления; оснащаться функцией «сигнал отхода»;
- при включении автоматически проверять уровень давления в баллоне и функционирование всех узлов аппарата;
- выполнять «полный тест» : давление воздуха в баллоне, заряд батареи, отсутствие неполадок в работе электронной системы, герметичность воздушной системы и уровень подачи воздуха в ней и другое.
2.6 Возможность изменять компоновку и комплектацию ИДА в зависимости от задач.
Конструкция современных ИДА имеет модульный принцип комплектования, при котором, добавляя в базовую модель дополнительные модули (опции) можно получить дыхательный аппарат с необходимыми пользователю возможностями и  техническими характеристиками. Например, блок контроля давления в виде обычного манометра с аналоговой шкалой может быть заменен на электронный блок с цифровым дисплеем. Наличие на шланге редуцированного давления адаптера (быстроразъемного соединения) позволяет использовать различные модели легочных автоматов. На магистрали редуцированного давления может быть установлен дополнительный адаптер  для спасательного устройства. Использование коллектора дает возможность комплектовать ИДА не одним, а двумя воздушными баллонами. Универсальность ложемента и системы крепления баллонов на рамке современных дыхательных аппаратов позволяет применять воздушные баллоны различного объема (9, 7, 4 литра).

2.7 Модернизацию каналов связи путем установки в полнолицевых панорамных масках специальной адаптированной радиогарнитуры (например, система связи Drager FPS-COM (рисунок 11) адаптирована к конструкции и эргономике маски, при этом в зависимости от специфики, это может быть радио, громкоговорящая связь или головной дисплей), использование масок и легочных автоматов с механизмом перехода на дыхание атмосферным воздухом (например, маска S-типа аппарата «Spiromatik QS»).
2.8 Установка спасательного пояса на рамке дыхательного аппарата для экстренной эвакуации спасателя с верхних этажей зданий и сооружений (рисунок 12, 13). Позволяет обеспечить безопасность спуска с высоты без использования штатных поясов и индивидуальных страховочных систем, расширяет возможности пользователя по самоспасению. Пояса комплектуются, как правило, кевларовым шнуром длинной от 15,2 до 22,8 метров и специальным спусковым устройством.

3. Повышение эргономичности дыхательных аппаратов.
Удобство и комфорт человека при эксплуатации ИДА является еще одним перспективным направлением развития современных дыхательных аппаратов. Повышение эргономичности дыхательных аппаратов на современном этапе достигается за счет совершенствования следующих характеристик:
3.1 Снижение общего веса дыхательного аппарата.
Применение композитных баллонов вместо металлических баллонов аналогичного объема позволяет снизить общий вес аппарата в среднем от 3-х до 5 килограммов.
Снижение веса дыхательного аппарата обеспечивается не только путем применения более легких композитных материалов для воздушных баллонов и узлов аппарата, но и оптимизацией конструкции ИДА. Например, в разработанной пневмосистеме alpha SL (MSA AUER) шланг высокого давления встроен в шланг редуцированного давления, который, в свою очередь, действует как дополнительная защита (рисунок 14). Система alpha SL одновременно работает с легочным автоматом, адаптером для спасательного устройства, манометром, системой быстрой дозаправки баллона «Quick Fill» и звуковым сигнальным устройством при помощи только одного шланга и единого пневмораспределительного узла.
3.2 Улучшение подвесной системы дыхательного аппарата.
Современная подвесная система представляет собой анатомическую конструкцию, равномерно распределяющую массу на бёдра и плечи, имеет небольшой вес, высокую прочность. Подвесная система предотвращает воздействие на пользователя нагретой или охлажденной поверхности баллона. Кроме того, распространенный «открытый» дизайн ложемента, с отверстиями для взятия руками при переноске дыхательного аппарата, обеспечивает хорошую вентиляцию спины и комфорт при работе. Поясные и плечевые ремни оснащаются широкими подмягчающими подушками. Крепления поясных и  плечевых ремней делают подвижными, максимально облегчая движения и эффективно распределяя вес аппарата. За счёт этого самая тяжёлая часть дыхательного аппарата – баллон со сжатым воздухом – не перемещается полностью вместе со спиной пользователя в то время, когда он нагибается, идёт по лестнице или выполняет другие движения. Это снижает нагрузку на спину спасателя, повышая его работоспособность и снижая утомляемость.
3.3 Обеспечение комфортности дыхания.
Конструкция современных масок и легочных автоматов обеспечивает длительное комфортное применение ИДА благодаря низкому сопротивлению дыханию на вдохе и выдохе, поддержанию избыточного давления в подмасочном пространстве, в том числе, при высоком расходе воздуха (до 90 л/мин. и выше). Современные легочные автоматы с избыточным давлением имеют, как правило, удобное фронтальное, байонетное (штекерное) присоединение к маске и включаются при первом вдохе пользователя.
3.3 Повышение эргономичности полнолицевых масок.
Современные полнолицевые панорамные маски имеют конструкцию, которая обеспечивает плотное комфортное прилегание к лицу. Корпус маски создается из мягкой не раздражающей кожу резины. Натяжение ременного оголовья легко регулируется при помощи пряжек, обеспечивающих прочную фиксацию, но не повреждающих ремни оголовья. Существуют варианты присоединения маски дыхательного аппарата непосредственно к шлему спасателя через специальный адаптер. При этом, например адаптер шлема Drager можно выбирать из двух версий: соединение Q-fix с патентованной предохранительной фиксирующей кнопкой (например, для шлема Drager HPS 6200 (рисунок 15) или соединение S-fix со стандартным крюковым соединением (например, для шлема Drаger HPS 6100).
Стекло маски изготавливается из прочного материала, обеспечивающего повышенную ударопрочность и огнестойкость. Конструкция маски защищает  смотровое стекло от обмерзания и запотевания. Существуют варианты установки в маску корректирующих очков.(рисунок 16).
Клапанную коробку маски изготавливают из высокопрочного пластика, что обеспечивает многократное присоединение/отсоединение легочного автомата без какого-либо износа. Переговорная мембрана обеспечивает хорошую передачу звука, что позволяет пользоваться радиостанцией без гарнитуры связи.
В современной полнолицевой панорамной маске эффективная площадь поля зрения человека составляет не менее 75 % от поля зрения человека без маски, а в ряде моделей уже доходит до 95 % (рисунок 17).
3.4 Применение воздушных пакетов нового поколения.
Воздушные пакеты Slim-systems (рисунок 18, 19, 20) приблизительно на 30 % легче, чем используемые в настоящее время стандартные воздушные баллоны. Пакеты Slim-systems имеет время защитного действия, как и стандартные баллоны, при этом пакеты обеспечивают спасателю большую гибкость и маневренность.
Тестирование пакета доказало удобство перемещения через ограниченное пространство и маленькие лазы по сравнению с более большими цилиндрическими баллонами. Более легкий вес и эргономичный дизайн снижают нагрузку на человека и удлиняют фактическое время дыхания.
Пакеты заполняются, так же как и стандартные воздушные баллоны. Аппараты со Slim-systems оборудованы необходимыми средствами предупреждения, которые приводятся в действие, когда воздух в системе заканчивается.
Пакеты Slim-systems выпускаются с 30, 45, и 60 минутным сроком защитного действия. Пакет Slim-systems разработан на основе полимерных технологии Стэна А. Sanders/SID/VI.

Выводы:
На основании проведенного анализа, можно сделать выводы о том, что при открытой схеме дыхания и неизменности существующей принципиальной модели построения автономных изолирующих дыхательных аппаратов на сжатом воздухе, их дальнейшее развитие и модернизация находятся сейчас в сфере конструкторских решений по совершенствованию отдельных узлов, обеспечению многофункциональности и эргономичности ИДА, применению в их создании материалов с более высокими эксплуатационными и прочностными характеристиками.

Рисунки к статье

ГБУ Архангельской области «Служба спасения»
Учебно-консультационный центр
Челябинская служба спасения
Центр Аварийно-Спасательных Формирований
Клуб пожарных
Сайт уральского горноспасателя Голоднова Антона