Виталий Волович - Жизнеобеспечение экипажей летательных аппаратов после вынужденного приземления или приводнения
Где бы ни произошло вынужденное приземление на дрейфующем льду Центрального Полярного бассейна, на скалистом арктическом острове или в заснеженной тундре, главный враг, с которым экипажу придется начать борьбу с первых же минут автономного существования, – холод (Rescue Program, 1945; Anderson, Gloistien, 1969).
Совершенно очевидно, что чем теплее одежда, тем дольше может выдержать человек полярную стужу. Этим и объясняется, что в аварийный запас самолетов, совершающих полеты над арктическими районами, дополнительно укладываются меховая одежда, перчатки, муклуки и теплые носки (Fitness for duty, 1951; Schumann, 1965).
Существует определенная зависимость между теплоизолирующими свойствами одежды, величиной отрицательных температур и временем их переносимости. Как видно на графике (рис. 49), человек, одетый в шерстяное белье и ватную куртку, будет ощущать состояние теплового комфорта неопределенно долгое время при наружной температуре –10°, но начнет через полчаса мерзнуть при тридцатиградусном морозе (кривая 2-я). Столько же времени не будет ощущать холода человек в летнем лётном комбинезоне при температуре воздуха -5° (кривая 1-я) или при морозе -50°, если его одеть в шерстяное белье, брюки, свитер и меховую куртку (кривая 3-я). Меховая куртка с водоотталкивающим покрытием или теплая подстежка дадут выигрыш дополнительно 10-15 мин. (кривая 4-я) (Nesbitt et al., 1959).
Рис. 49. Время переносимости низких температур в зависимости от теплоизолирующих свойств одежды.
Таким образом, даже при самых высоких теплоизолирующих свойствах одежда может обеспечить поддержание положительного теплового баланса строго ограниченное время. Рано или поздно теплопотери начнут превосходить теплопродукцию, что поведет к охлаждению организма. Так, например, американский исследователь S. Lutz (1957) считает, что поддерживать положительный тепловой баланс с помощью одной только одежды затруднительно даже при температуре минус 12°.
Для расчетов ориентировочного времени переносимости человеком в одежде с различной теплоизоляцией при разных условиях внешней среды В. И. Кричагиным, В. М. Хроленко и А. И. Резниковым (1968) была составлена номограмма (рис. 50), в основу которой была положена формула: Q=S(33-T)/I, где Q – тепловой поток со всей поверхности тела (S=l,6 м2), в ккал/час; T – температура воздуха; I – фактическая теплоизоляция одежды в единицах clo, взятая из таблицы паспортизации соответственно ожидаемым условиям пребывания на холоде (покой, работа, ветер).
Вторая (нижняя) часть номограммы позволяет вычислить дефицит тепла в организме по формуле: D=Q-M, где D – дефицит тепла в организме (D, равное 80 ккал/час., соответствует переходу в состояние дискомфорта II степени, a D, равное 180 ккал/час, – III степени); Q – общие теплопотери (в ккал/час) организма, определяемые по верхней части номограммы; М – теплопродукция организма (в ккал/час).
Рис. 50. Номограмма для ориентировочных расчетов допустимого и предельного времени пребывания в различных комплектах одежды при разнообразных условиях и физической нагрузке.
Пользуясь этой номограммой, можно решать любые задачи по ориентировочному прогнозированию допустимых интервалов времени пребывания человека на холоде, если известны следующие исходные параметры: а) теплоизоляционные свойства одежды (I), взятые для ожидаемых условий (покой, физическая нагрузка, без ветра, при ветре); возможна и приближенная оценка фактической теплоизоляции комплекта по аналогии с какими-либо другими ранее изученными факторами; б) температура воздуха (реальная или предполагаемая); в) уровень физической нагрузки (измеренный, определенный по таблицам энерготрат или ожидаемый), при расчете можно использовать также величину энерготрат, требуемых для предотвращения замерзания человека до принятия мер к его спасению; г) допустимая в данной обстановке степень дискомфорта («холодно» или «очень холодно»).
Номограммой пользуются следующим образом. Выбранная величина теплоизоляции одежды откладывается на шкале I. На этом уровне проводится горизонталь до пересечения с линией, обозначающей заданную температуру воздуха. Из этой точки опускается перпендикуляр до дугообразной линии, которая имеет соответствующее обозначение уровня физической нагрузки (в ккал/час.), из последней точки проводится горизонталь до пересечения с правой шкалой, где указано время появления дискомфорта II степени, или левой, где отмечено наступление дискомфорта III степени, при котором создается серьезная угроза трудоспособности.
Если числовые значения фактических или ожидаемых энерготрат находятся правее вертикали, идущей от первой до второй точек пересечения, то это значит, что теплоотдача через данную одежду недостаточна, и организм будет перегреваться. Таким образом, по номограмме можно получить и количественную характеристику перегревания организма. Поскольку избыток тепла в этом случае будет рассеиваться за счет интенсивного потоотделения, можно воспользоваться величиной водопотери для прогнозирования степени дискомфорта. Соответственно нашим данным, при потоотделении свыше 250 г/час будет наблюдаться состояние дискомфорта II степени в сторону перегрева («жарко»).
Поскольку одежда, как бы ни были высоки ее теплозащитные качества, может при низких температурах поддерживать комфортное состояние лишь ограниченное время, строительство временного убежища становится крайне необходимым. Решение этой задачи в арктических условиях относительно несложно, так как в распоряжении терпящих бедствие имеется достаточное количество строительного материала – снега. Он не только легко поддается обработке, но и обладает высокой теплоизоляцией, благодаря высокому (до 90%) содержанию в нем воздуха (Чекотилло, 1945; Кузнецов, 1949). Вот почему в палатках со снежной обкладкой и снежных убежищах температура воздуха нередко оказывается на 10-15° выше наружной (табл. 5).
Таблица 5. Температура воздуха в укрытиях различного типа.
Хотя толщина снежного покрова в Арктике невелика и не превышает в среднем 25-90 см, под действием ветра снежные массы, перемещаясь, образуют валы-надувы, достигающие полутора-двухметровой высоты (Урванцев, 1935; Ведерников, 1962). Они порой бывают настолько плотны, что выдерживают вес тяжелого гусеничного трактора (Трешников, 1955). В таком сугробе с помощью ножа-мачете, складных лыж или другого импровизированного инструмента можно выкопать снежную траншею, прикрыв ее сверху парашютной тканью (см. рис. 51, 1), или прорыть тоннель, а затем, расширив до нужных размеров слепой конец, превратить его в снежную пещеру (рис. 51, 2) (Леонов, 1953; Кузнецов, 1949). Пол убежища утепляют парашютной тканью, а в качестве лежанки используют спасательную лодку, предварительно надув ее и перевернув кверху днищем. Если снег неглубок, рекомендуется из снежных кирпичей, возможно большего размера, или льдин с ближайшего тороса соорудить стенку-заслон высотой 1,5 м и длиной 1,5-2 м, поставив ее перпендикулярно к господствующему ветру. Это направление нетрудно определить по расположению застругов – своеобразных выступов и углублений в снежном покрове. Но, пожалуй, самым идеальным снежным убежищем является эскимосская хижина «иглу» (рис. 52).
Рис. 51. Снежные убежища. 1 – траншея; 2 – пещера.
Рис. 52. Иглу.
Многие столетия иглу служила единственным зимним жилищем континентальных эскимосов. Датский ученый – этнограф Кнуд Расмуссен, изучавший в течение многих лет жизнь и быт эскимосов на «Великом санном пути», от берегов Гудзонова залива до Аляски, писал, что порой эти снежные дома представляли настоящие архитектурные ансамбли. «В самом главном жилье могли легко разместиться на ночь двадцать человек. Эта часть снежного дома переходила в высокий портал, вроде холла, где люди счищали с себя снег, прежде чем войти в жилое теплое помещение. С другой стороны к главному жилью примыкала просторная светлая пристройка, где поселялись две семьи. Жира у нас было вдоволь, и поэтому горело по семь-восемь ламп зараз, отчего в этих стенах из белых снежных глыб стало так тепло, что люди могли расхаживать полуголыми в полное свое удовольствие» (Расмуссен, 1958).
Конечно, человеку в условиях автономного существования нет необходимости увлекаться архитектурными излишествами, но, построив такое жилье, он надежно защитит себя от ветра и холода. Существует множество рекомендаций о том, какова должна быть величина «иглу», каков наиболее оптимальный размер снежных кирпичей, как лучше оборудовать жилище внутри. Такие признанные полярные авторитеты, как В. Стефанссон, Р. Пири, Р. Амундсен, считают лучшим размером снежных блоков 45x60x10 см или 40-50x50 – 90x10 см. Один такой блок в зависимости от плотности снега весит 24-44 кг. Если снег не очень плотен, толщину блока можно увеличить с 10 до 20 см (Берман, 1973). О том, как лучше строить иглу, лучше всего рассказывает В. Стефанссон в своей книге «Гостеприимная Арктика» (1948).
