Кислородный аппарат для дыхания «Альпинист»

Известно, что при подъеме в горы воздух становится более разреженным. Уже на высоте 7000 м атмосферное давление в три раза меньше, чем на равнине, а следовательно, и коли­чество кислорода в воздухе в три раза меньше.

Как показывает опыт восхождений, на высотах свыше 8500 м человек может находиться незначительное время. По­этому обычно в мировой практике при восхождениях на вось­митысячники для дыхания используются кислородные ап­параты. Опыт высотных восхождений показывает, что еже­годно заболевает от кислородной недостаточности некоторое количество восходителей; чтобы спасти заболевшего, надо срочно спуститься вниз, что либо из-за сложности маршрута, либо из-за плохого состояния группы не всегда возможно. В этих случаях может выручить кислородный аппарат.

В СССР первые кислородные аппараты для альпинистов были созданы в 1958-1959 годах. Однако они обладали боль­шим весом и малой надежностью. Разработка и совершенство­вание кислородных аппаратов для альпинистов у нас особен­но продвинулись вперед в последние годы.

Летом 1975 года на сборе сильнейших альпинистов-высот­ников СССР при восхождении на пик Коммунизма испытывались кислородные аппараты «Альпинист». Испытания прово­дились на высотах от 3000 до 7500 м при температуре окружающего воздуха минус 20-25 °С при передвижении на разнообразном горном рельефе (ледники, ледопады, снежные склоны различной крутизны, гребни, небольшие участки за­снеженных скал, скальные осыпи), в ночных условиях во вре­мя сна на высоте 6900 м при расходе кислорода от минималь­ного (около 0,3 л/мин)  до максимального (4 л/мин).

Как известно, существуют две принципиально различные конструкции кислородных аппаратов: с закрытой циркуляци­ей и открытой. В аппарате с открытой циркуляцией выдыха­емый воздух выбрасывается в атмосферу, а в аппарате с замк­нутой циркуляцией — направляется в сосуд, где в нем вос­станавливается кислород.

Аппараты с замкнутой циркуляцией не надежны в горах, громоздки, сложны в обращении. Аппарат «Альпинист» вы­полнен по открытой схеме.

Кислородный аппарат «Альпинист» состоит из следующих частей: кислородного баллона с запорным вентилем, регуля­тора подачи кислорода (редуктора) с манометром, резинового шланга, по которому происходит подача кислорода из бал­лона в дыхательную маску, кислородной маски с дыхатель­ным мешком.

Аппарат работает следующим образом. При открытии за­порного вентиля кислород через редуктор по резиновому шлангу подается к вдыхательному клапану кислородной мас­ки. В момент выдоха вдыхательный клапан маски закрыт, и кислород поступает в дыхательный мешок. При вдохе вдыха­тельный клапан открывается, и кислород из дыхательного мешка поступает в маску. В маске к поступившему кислороду через отверстия добавляется часть воздуха из атмосферы.

Кислородный баллон изготовлен из легированной стали. Так как его вес составляет значительную часть веса кислородного аппарата, конструкторы стремились вес баллона умень­шить максимально. Наиболее выгодной формой и с точки зре­ния минимального веса, и с точки зрения прочности является шаровая. Баллоны были изготовлены шаровой и эллипсной формы. Емкость баллонов — 2, 5, 10 и 20 л. Двух- и пятилит­ровые баллоны предназначены для использования их в про­цессе восхождений; десяти- и двадцатилитровые баллоны предназначены для использования их в промежуточных лаге­рях и являются емкостями для хранения и транспортировки сжатого кислорода.

Номинальное давление в испытанных баллонах составляло 210 атмосфер. Баллоны были опрессованы полуторакратным от номинального давлением. Чтобы баллоны не нагревались от солнечных лучей и, следовательно, в них не повышалось давление, они окрашены в светло-голубой цвет.

В испытанном варианте вес заряженного баллона на 1 л составляет 800 г. Необходимо уменьшить этот вес до 500 г на 1 л, что можно сделать за счет снижения запаса прочности. В испытанных баллонах запас прочности по пределу текуче­сти составил 2,2. С нашей точки зрения, коэффициент запаса по пределу текучести можно уменьшить до 2,0, а в некоторых случаях (например, при одноразовом использовании) — до 1,6.

Отдельно была изучена специфика упаковки баллона при его переноске. Зарубежные альпинисты чаще всего переносят баллоны на специальных станках. Однако после проведения испытаний такой перенос баллонов был признан неудобным. Были сшиты рюкзаки со специальными внутренними карма­нами, но они также оказались недостаточно удобными. Тогда было предложено заливать баллоны пенопластом, что незна­чительно увеличивает их вес, но улучшает удобство упаковки в рюкзак и переноску. Чтобы к корпусу баллона не прилипал снег, было предложено покрыть его полиэтиленовой пленкой.

Регулятор подачи кислорода (редуктор) понижает давле­ние кислорода до атмосферного и обеспечивает подачу кисло­рода от 0,3 до 4 л/мин.

Кислородная маска состоит из корпуса, вдыхательного и выдыхательного клапанов, отверстий подсоса выдоха воздуха в атмосферу, отверстий стока конденсата, дыхательного меш­ка, эластичных ремней, крепящих маску к голове. Корпус маски изготовлен из резины, покрытой изнутри замшей. Так как при дыхании на морозе из-за разности температур влага дыхания конденсируется в выдыхательных клапанах и на них образуется лед, было предложено на центральном отверстии подсоса выдоха и клапана выдоха с наружной сто­роны маски предусмотреть резиновые патрубки высотой 10 мм. Патрубки нужны для переноса зоны образования льда с по­верхности маски на кромку патрубка и удобства удаления льда путем смятия патрубка.

Для удобства стыковки маски и очков было предложено уменьшить толщину верхней кромки маски, находящейся на носовой части под очками.

Кислородный шланг длиной около двух метров снабжен индикатором, регистрирующим подачу кислорода в маску.

Испытания кислородного аппарата «Альпинист» показа­ли, что аппарат обеспечивает кислородом альпинистов во вре­мя движения и на биваках в проведенном диапазоне испыта­ний. Аппарат может быть использован также в медицинских целях при кислородной недостаточности.

М. Усов