Кислород – это уникальное вещество, благодаря
которому на нашей планете зародилась и продолжается жизнь,
самый распространенный на Земле химический элемент. Но
бывают ситуации, когда кислорода может не хватать для
дыхания – при разгерметизации салона самолета, при аварии на
подземных работах или при травме. Тогда необходимо
использовать искусственные источники, и один из возможных
вариантов – это химический генератор кислорода. Производят
такие генераторы для различных задач в Российском научном
центре «Прикладная химия (ГИПХ)».
Газ для жизни
Чистый кислород или обогащенный кислородом воздух широко
применяется в промышленности, авиации, медицине. Самый
простой пример – это сжигание при участии кислорода
различного топлива – в двигателях, на теплоэлектростанциях и
т.д. Жидкий кислород входит в состав ракетного топлива. В
химической промышленности кислород применяется в качестве
окислителя в разнообразных процессах синтеза. В медицине
кислородом лечат гипоксию, применяют при анестезии,
используют в терапии и при омоложении организма. Жизненно
важен кислород для водолазов, летчиков и космонавтов.
Получить чистый кислород можно несколькими способами:
методом фракционной перегонки жидкого воздуха, путем
электролиза воды или при помощи физико-химических реакций с
кислородосодержащими веществами. Последний метод применяется
в авиации для обеспечения дыхания пассажиров при аварийной
ситуации.
Как работает генератор кислорода
Все, кто когда-то летал на авиалайнерах, помнят ту часть
предполетного инструктажа, где рассказывается о кислородных
масках. Действительно, над каждым пассажирским сиденьем есть
такая маска, которая выпадает при разгерметизации салона.
Как только человек надевает маску, в нее начинает поступать
кислород. Можно представить, что он подается в маску из
кислородного баллона, но чаще всего это не так. Гораздо
экономичнее «производить» кислород непосредственно на борту.
Для этого в авиации применяются специальные генераторы
кислорода.
Маска механически связана с чекой пускового устройства, и,
когда человек натягивает воздушную трубку, чтобы надеть
маску, он автоматически запускает химический процесс
выработки кислорода. Вырабатывается кислород в генераторе,
входящем в состав аварийного кислородного блока для дыхания
пассажиров. Один такой прибор вырабатывает 120 литров
чистого кислорода и обеспечивает в зависимости от
модификации одновременное дыхание от одного до четырех
человек от 15 до 22 минут.
Сам генератор представляет собой небольшой цилиндрический
корпус весом 0,7 кг, в котором размещены пусковое
ударно-механическое устройство, рабочее вещество,
теплоизолирующие и фильтрующие элементы. Вырабатывается
кислород методом термокаталитического разложения рабочего
вещества – твердого источника на основе хлората натрия. Это
вещество используется в основном в целлюлозно-бумажной
промышленности. При сгорании в корпусе генератора хлорат
натрия превращается в кислород и хлорид натрия – всем
известную поваренную соль.
Преимущества подобных кислородных генераторов на твердых
источниках – компактность и низкий вес, полная автономность,
возможность длительного хранения (до 20 лет). Самое главное
− высокая надежность и безопасность в течение всего срока
эксплуатации без регламентных проверок и обслуживания.
Не только авиация
Авиационные химические генераторы кислорода серийно
выпускаются на Опытном производстве ГИПХ с 1984 года. Но их
применение не ограничивается только аварийными системами
дыхания для пассажиров и экипажа. Отдельные модификации
генераторов, например, используются в составе кислородной
системы катапультного кресла самолетов военной авиации.