Четверг, 21.09.2017, 09:43
Приветствую Вас Гость | RSS
Авторизация
Вы вошли как: Гость

Меню сайта
Календарь
Статистика

SP:
Онлайн всего: 4
Гостей: 4
Пользователей: 0
Главная » 2011 » Декабрь » 3 » Забытый эксперимент
07:17
Забытый эксперимент
Забытый эксперимент

Юра Захаров и Виктор Лавров. Эксперимент Неон 200.

Наверно только СССР мог реализовывать такие гигантские проекты. Также как и потом о них небрежно забывать. В Америке, подсчитав стоимость и риск, сочли близкий эксперимент слишком опасным и дорогим.

Эксперимент проводился на базе Южного отделения НИИ Океанологии им. Ширшова в г. Геленджике в 1986-87гг.
Научным руководителем экспериментальных работ был потрясающий ученый и организатор Генин А.М., профессор Института Медикобиологических проблем (ИМБП).
Испытателями являлись научные сотрудники ИМБП и научные сотрудники и водолазы Южного отделения НИИ Океанологии.От ИМБП, главным образом сотрудники лаборатории И.П. Полищука и клинического отдела (Стажадзе Л.Л.). У каждого сотрудника была своя тема научных исследований. Участники гипербарических работ окончили профессиональную водолазную школу и курсы по подводной специфизиологии и медицине в ВМА имени Кирова (Ленинград). Окончившие эти курсы имели право обеспечивать глубоководные водолазные рабоы без ограничений по глубине.
Для того чтобы оценить идею и размах эксперимента нужны элементарные представления о подводной физиологии. Специалисты извинят меня за сознательное упрощение.
Существует несколько факторов ограничивающих глубину погружения, на которой могут работать люди. Одним из факторов является плотность газовой смеси, которая возрастает пропорционально давлению. Природа не рассчитывала, что человеку понадобится дышать тяжелыми газовыми смесями. Представьте себе, что Вы вынуждены вдыхать и выдыхать воздух такой же тяжелый и плотный как вода. Представьте себе, как этот воздух с трудом протискивается в ноздри и трахею. Хватит ли сил дыхательных мышц, чтобы обеспечить дыхание? А если хватит, то надолго? Для полноты восприятия, учтите, что ощущение нехватки воздуха мгновенно вызывает стрессовую реакцию. А точнее, паническое состояние. Паническое состояние сопровождается потерей контроля над ситуацией, повышением потребности в кислороде, неконтролируемой двигательной активностью. Порочный круг замыкается.
В пределах рабочих глубин, замена азота воздуха на гелий решает проблему плотности. И тот и другой являются инертными газами, и необходимы для разбавления кислорода до безопасной «концентрации» (если правильно – парциального давления). При большой «концентрации» кислорода скоро наступает смерть от судорожного синдрома. Гелий в отличие от азота гораздо легче и более текучий. Используя гелиокислородные смеси, человек в экспериментальных спусках уже реально опускался на глубину 450-500 метров (45-50 атмосфер). Однако работоспособность человека в этих условиях уже значительно ограничивалась.
А возможно опустится на глубину 1-2 км?

На этот вопрос и должен был ответить эксперимент. Но, такое давление и без фактора плотности может оказывать неизученные и непредсказуемые воздействия. А допускать сочетание двух неизвестных факторов неразумно и не научно.
Схема эксперимента была такова. Азот воздуха заменяется на неон. Это достаточно тяжелый инертный газ. Но в отличие от азота, без наркотического эффекта. Планировалось достижение давления 25-35 атмосфер. При этом плотности газовой среды примерно такая же, как в гелиокислородной среде при давлении 100 – 150 атмосфер. Это соответствует глубине 1-1,5 км. Для полноты ощущений, представьте себе, что Вы заполнили невесомый контейнер объемом 1 м3 (куб с гранью 1 м) неоново-кислородной атмосферой из барокамера под давлением 35 атмосфер. Затем этот контейнер вынесли на воздух и поставили на пол. Чтобы поднять этот «пустой» контейнер, пришлось бы изрядно поднатужится. Он бы весил около 30 килограмм! Теперь постарайтесь представить себе ощущение мышек, которых посадили в этот контейнер. Участники эксперимента это себе легко представляют.
Остается добавить еще несколько второстепенных особенностей условий эксперимента.
При повышении плотности газовой среды резко увеличивается ее теплопроводность и теплоемкость. Опять поможет аналогия с водой. При длительном пребывании в воде диапазон комфортной температуры очень узкий. Чуть горячее, вы будете перегреваться. Чуть холоднее, Вы будете переохлаждаться. И то и другое одинаково опасно.
Речь в измененной газовой среде становиться непонятной. Поэтому общение или резко ограничено или невозможно.
Даже инертные газы при большом давлении оказывают воздействие на центральную нервную систему человека. Этот эффект может быть по типу или наркотического или «нервного синдрома высокого давления». В атмосфере неона прогнозировался последний.
Размеры «Шара» были больше, но соразмеримы с размерам спускаемого космического аппарата. Но жить и работать там планировалось несколько недель (до перехода в жилой отсек). В замкнутом пространстве небольшого объема (5 куб м.) возникали многочисленные проблемы психологического характера. Например, связанные с личной гигиеной. Атмосфера «Шара» работала по замкнутому контуру. Углекислота и запахи поглощались собственными фильтрами. Для обеспечения этого постоянно работали электромоторы. Кислород подавался по мере расходования на дыхание.
При достижении давления 25-35 атмосфер и экспозиции около 5 часов, из барокамеры можно выйти не раньше чем через неделю, а реально, не раньше чем через две недели. Столько требуется для периода медленного снижения давления – декомпрессии. При быстром снижении давления, с кровью будет то же что с теплой бутылкой шампанского при ее открытии.

Для сравнения. При проблемах со здоровьем космонавта, его можно посадить на землю в течение суток.
Естественно, что над проблемой безопасности активно работали. Отсек «Шар» с неоновокислородной смесью был состыкован с жилым отсеком, имеющим гелиокислородную среду. При одинаковом давлении в «Шаре» и жилом отсеке можно было в течение 5 минут перейти в жилой отсек. Естественно в нем были люди. Но было значимое«но». При переходе из «Шара» в жилой отсек, существовала теоретическая возможность необычной формы кессонной болезни. Необычной, так как ее причиной является не изменение давления, а изменение состава газовой среды. При замене газовой среды с более тяжелой на более легкую, возникает эффект изобарической противодиффузии. Если мяч надутый, например неоном при том же давлении поместить в атмосферу гелия, легкий подвижный гелий будет поступать (диффундировать) в мяч быстрее, чем неон выходить из мяча. В конечном итоге мяч лопнет. Поэтому, что будет с человеком при экстренной замене газовой среды, было непонятно.
Это было одной из причин проведения тренировочных спусков на 200 и 250 м (20-25 атмосфер). Было показано, что при относительно медленной смене газовой среды отмечался только своеобразный дискомфорт. Относительно медленной сменой я называю ситуацию открытия шлюза между отсеками без активного перемешивания газовой среды. Испытатели из шара переходили в жилой отсек через 15-20 минут.
Но что будет при экстренном переходе в жилой отсек, однозначно понятно не было.
Поэтому возникла необходимость в возможности искусственной или вспомогательной вентиляции легких в «случае чего».
Здесь я субъективен и хочу остановиться поподробнее.
Аппараты искусственной вентиляции легких рассчитаны человеком для нормальной плотности газовой среды. В условиях высокой плотности аппараты не могут поддерживать заданные объемы вентиляции и в конце концов останавливаются. У меня возникла идея перспективности вспомогательной высокочастотной вентиляции легких. Смысл в том, что в трахею вводиться трубка с диметром в два раза меньше диаметра трахеи. Через нее под давлением, с частотой 100-200 в минуту подаются небольшие порции газовой смеси. Толчки подачи воздуха увеличивают перемешивание и газообмен. При этом сохраняется возможность самостоятельного дыхания. Вроде все логично. Осталось только провести тонкую интубационную трубку в трахею у человека в сознании. Это называется интубация трахеи. Рутинная процедура, которую делает анестезиолог с помощью лярингоскопа у пациента в состоянии наркоза на фоне медикаментозной тотальной мышечной релаксации.
Собрались. Объясняю, что будем делать. Рядом плещется теплое море. В глазах мужиков вижу вежливое понимание необходимости это сделать. Вызвался Вадик Семенцов. Анестезирую нос и ротоглотку. Провожу катетер через нос. Следующий этап, под контролем лярингоскопии увидеть голосую щель, и провести катетер в трахею. Поясняю. Клинок лярингоскопа длиной около 11 см. Им нужно пройти примерно до уровня щитовидного хряща (простонародно - кадык), поднять мягкие ткани, надгортанник и увидеть вход в трахею. После нескольких попыток становится понятно, что даже при самообладании Вадика, это невозможно. В глазах мужиков вижу вежливое понимание. Крах. Импровизирую. Говорю, что я могу это сделать себе сам. В газах мужиков вижу вежливое непонимание. Последовательно анестезирую себе нос, ротоглотку, голосовые связки, трахею. На глубоком вдохе со второй попытки провожу трубку в трахею. Подключаюсь к аппарату высокочастотной вентиляции легких. Все получилось. Стараюсь не показать своего изумления. Небрежно извлекаю интубационную трубку. Пауза. Встает Вадик «Ну ка, ну ка…». В течение получаса это сделали все. И в дальнейшем не было случая, чтобы у кого-то не получилось. Поверьте, если Вы спросите анестезиолога, может ли человек сам себе заинтубировать трахею, он скажет, что это невозможно.
Самое смешное, что испытания на пробных спусках показали, что с повышением плотности, эффективность этого вида вспомогательного дыхания катастрофически снижается. Но оказался эффективным запасной вариант. Смысл его был в том, что в загубник, газовую смесь на вдохе в легкие вдувал инжектор. Триггером к срабатыванию инжектора было отрицательное давление при попытке вдоха. Естественно было предусмотрена и ручная система запуска инжектора. Данная система как искусственной так вспомогательной вентиляции легких оказалась поразительно удачной. Естественно объем газовой смеси из активного сопла инжектора с повышением плотности прогрессивно снижался. Но объем подсасываемого воздуха прогрессивно увеличивался. Дело в том, что объем подсасываемого воздуха прямо пропорционален массе газа выходящего из сопла активного инжектора. А эта масса газа увеличивается прямо пропорционально плотности окружающей газовой среды. Возникала взаимная компенсация, и, на выходе, инжекционная система имела линейные объемные характеристики независимо от изменения давления (плотности). Хочется надеяться, что эта находка где-то используется на практике.
После экспериментов, все члены экипажей «Шара» писали отчет по пребыванию в условиях неоновокислородной среды.
У меня чудом сохранился оригинал моего отчета. Возможно у кого-то из участников эксперимента то же стались отчеты. Я надеюсь, что они подключатся к процессу создания сайта и тоже будут опубликованы.
Со временем я продолжу рассказ об этом необычном эксперименте, который полностью вписывается в определение «впервые в Мире». Предоставлю хронологию спусков, их особенности. Перечислю всех его участников. Это требует сбора материалов и времени.
Я продолжаю.

Предварительная хронология экспериментальных спусков по теме «Неон». Может быть ошибка в месяце. В жилом отсеке могут быть перечислены не все участники. Я извиняюсь, что не всех помню по имени. Со временем уточнения будут внесены. Буду рад если учстники событий внесут свои корретивы.
Февраль- март 1986 года. Достижение в неоновокислородной среде «Шара» давления 20 атмосфер. В «Шаре» Юра Захаров и Витя Лавров. Длительность пребывания в "Шаре" сутки. В жилом отсеке Игорь Маловацкий. В период декомпрессии, в жилой отсек был "отшлюзован" Тимур Гусейнов.

Юра Захаров и Витя Лавров были первыми в Мире, кто попробовал неоновокислородную внешнюю среду на «вдох». Честь быть первыми выпадает единицам. И это всегда очень трудно. (фото в заголовке)

Май-июнь 1986 года. Достижение в неоновокислородной среде «Шара» давления 25 атмосфер. В «Шаре» Радион Унку и Олег Скалацкий. Длительность пребывания в "Шаре" сутки. В жилом отсеке Валера Антипов. В период декомпрессии, в жилой отсек был "отшлюзован" Тимур Гусейнов.

Радион Унку. Снимок через иллюминатор "Шара".

Олег Скалацкий. Относительно недавний снимок на территории барокомплекса

Комментарии. Достигнута новая ступень плотности и давления.
Июнь-август 1986 года. Достижение в неоновокислородной среде «Шара» давления 40 атмосфер. В «Шаре» Михненко Саша и Вадим Семенцов. Время пребывания в "Шаре" двое суток. В жилом отсеке Юра Матвеев и Михаил Крылов.

Проф. Генин А.М. дает последние наставления перед рекордным спуском. Слева направо Вадим Семенцов, Саша Михненко, Юра Матвеев.

По фотографии можно оценить размеры отсека "Шар"

Период декомпрессии после перехода из "Шара" в жилой отсек.

Вадик назвал эту фотографию "хлеб-соль"

Комментарии. Планировалось достижение 35 атмосфер. В связи со штатным течением эксперимента и пожеланиям экипажа «Шара» давление подняли до 40 атмосфер. Впервые в Мире было показано, что даже при такой плотности газовой среды дыхание и работа возможны. По настоящее время этот рекорд остался непобитым. Ребята подготовили почву для последующего длительного эксперимента при меньшем давлении. В этом эксперименте была еще одна сложность. Жилой отсек расчитан на давление в 35 ата. Отсек "Шар" по давлению превысил жилой отсек. Экстренный переход в случае нештатной ситации был уже невозможен. Я не специалист по декомпрессии. Режимы считал Сергей Родченков. Но ориентиворочно оцениваю время декомпрессии в "Шаре" с 40 до 35 ата не меньше суток. Надеюсь, что Сергей Родченков ответит и подправит.
Это был потрясающий день. Была гордость за ребят и всех нас. У меня и сейчас перед глазами картинка. Ребята «повесили» лист бумаги в атмосфере «Шара». И он как в воде висел и не падал. Зрелище фантастическое и противоестественное.
Ноябрь-декабрь 1987 года. Достижение в неоновокислородной среде «Шара» давления 25 атмосфер. В «Шаре» Юра Захаров и Тимур Гусейнов. Длительность пребывание в "Шаре" - 9 дней. В жилом отсеке Худзинский и Расходов.
Комментарии. Первое длительное пребывание в неоновокислородной среде «Шара».

Юра Захаров и Тимур Гусейнов в "Шаре". Снимок через иллюминатор

Декабрь 1987. Планировалось длительное пребывание в неоновокислородной среде при давлении 35 ата. Но в связи с неполной герметичностью системы или каких то других причин, запасы неона не позволили выполнить эксперимент полностью. В отсеке "Шар" было достигнуто давление 25 ата. И весь эксперимент оказался "укороченным". Экипаж "Шара" - Шура Михненко и Миша Шищенко. В жилом отсеке страховали Вадик Семенцов, Витя Лавров, и Михаил Бобровницкий.

Только, что опубликовал список всех гипербарических работ, проведенных на барокомплексе Южного отделения института Океанологии. Данный материал прислал Вадим Семенцов. Список содержит точную информацию по всем работам и уточняет информацию, которую дал ранее. Желтым цветом выделены эксперименты по циклу "Неон". Представленный список дает представление о проведенной гигантской научной и практической работе.




Забытый эксперимент At News

Ваша оценка:
голосовали 1
Категория: Наука и техника | Просмотров: 3275
Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем мультиблоге пользователем sergii на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта - как это сделать, описано в том же Пользовательском Соглашении. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]