압력복
Pressure suit
압력복은 기압이 너무 낮아 보호받지 못한 사람이 생존할 수 없는 고도를 비행할 수 있는 고공비행 조종사들이 착용하는 보호복으로, 양압으로 순수한 산소를 흡입할 수도 있다.이러한 수트는 최대 압력(예: 우주복) 또는 부분 압력(에어크루 사용)일 수 있다.부분 압력 슈트는 고도에서 호흡을 보조하기 위해 기계적인 반압력을 제공함으로써 작동합니다.
배경
해수면에서 약 3,000m(10,000ft)에 이르는 지역은 생리적으로 효율적인 구역으로 알려져 있다.산소 수치는 보통 인간이 보조 산소 없이 기능할 수 있을 정도로 높고 감압병은 드물다.
생리적 결핍 구역은 3,600m(12,000ft)에서 약 15,000m(50,000ft)까지 확장된다.저산소증, 갇힌 가스 이상증(몸에 갇힌 가스가 팽창하는 곳), 그리고 진화된 가스 이상증(질소와 같은 용해된 가스가 조직에 형성될 수 있는 곳, 즉 감압병과 같은)[1]과 같은 문제의 위험이 증가합니다.약 10,000m(33,000ft) 이상의 산소 농도는 낮은 대기에서 사용할 수 있는 산소에 근접하기 위해 필요한 반면, 12,000m(40,000ft) 이상의 산소는 양압 상태여야 합니다.15,000m(49,000ft) 이상에서는 폐가 이산화탄소를 배출하는 압력(약 87mmHg)이 외부 공기 압력을 초과하기 때문에 호흡이 불가능합니다.암스트롱 한계라고도 알려진 19,000 미터(62,000 피트) 이상에서는 목과 폐에 있는 액체가 끓어 없어질 것입니다.일반적으로, 등가 고도 3,000m(10,000ft)를 유지하기 위해 100% 산소가 사용됩니다.
조작 방법
일반적으로 압력은 인체를 간접적으로 압박하거나 직접 압박하는 방식으로 작용한다.
간접 압축
간접 압박은 일반적으로 본체를 가스 엔벨로프에 둘러싸서 실시합니다.이러한 유형의 경우, 착용자가 움직일 때 신체 주위에 동일한 압력으로 가스를 압축하고 억제하는 데 초점을 맞추고, 착용자의 신체 움직임을 제한하는 가스 압력 또는 둘러싸인 슈트 외피를 갖지 않는다.
착용자가 움직일 때 가스 압력을 일정하게 유지하는 것은 어렵습니다. 왜냐하면 간단한 구조 팽창식 수트의 내부 체적은 신체 관절을 구부릴 때 변하기 때문입니다.가스 압력은 착용자의 몸을 최대 공기량까지 부풀린 위치로 계속 밀어냅니다.이 가스 압력에 맞서 움직이는 것은 매우 어려울 수 있으며, 정장을 착용하는 사람에게 매우 피곤할 수 있으며, 정장을 사용하여 수행할 수 있는 작업량을 제한합니다.
간접 압박복은 일반적으로 관절에 복잡한 늑골 구조물이 필요하며, 이는 착용자가 움직일 때 정장의 공기량을 일정하게 유지하는 역할을 하는 유연하지만 탄성이 없는 주름이나 주머니를 만든다.이러한 포켓은 플렉시블 조인트 양쪽에 존재하며 동시에 작동하도록 설계되어 조인트가 구부러지면 조인트의 한쪽 접힘이 압축 및 축소되고 반대쪽 접힘이 완화 및 팽창합니다.리브 구조에는 보통 와이어 케이블이나 천 스트랩이 부착되어 있어 움직임을 제한하고 사용자의 몸에 닿을 수 있는 비정상적인 굴곡 모드를 방지합니다.와이어 힌지 케이블은 또한 복잡한 접힘을 억제하는데, 이 접힘은 풀리면 착용자의 몸보다 1미터 이상 길어질 수 있다.
이러한 일정한 부피의 관절 구조는 착용자의 피로를 크게 줄여 착용자가 정장 압력에 지속적으로 저항할 필요가 없도록 합니다.
직접 압축
직접 압박은 일반적으로 착용자 주위에 추가적인 가스 외피 없이 착용자를 둘러싸는 외부 강체 실내 구조물에 의해 제공되는 보호복 재료를 사용하여 인체에 직접 압력을 가하는 것을 포함한다.
이에 사용되는 방법 중 하나는 캡스턴 슈트로 알려져 있는데, 캡스턴으로 알려진 압축 팽창식 튜브를 사용하며, 이 튜브는 공기 튜브 주위를 감싸고 착용자의 신체 형태에 꼭 맞는 비탄성 섬유에 부착되는 교대로 둘러싸입니다.
착용자의 몸에 딱 맞는 맞춤형 폼핏을 제공하기 위해 각 사지의 길이를 따라 끈 그룹이 있습니다.지퍼는 또한 수트에 들어갈 공간을 확보하기 위해 팔다리 길이를 달릴 수도 있다.압력을 가하기 위해 캡스턴 튜브가 가압되어 직경이 확장되고 패브릭 스트립에 압력이 가해집니다.그런 다음 스트립은 착용자의 몸 주위로 정장 소재를 옆으로 더 세게 당깁니다.
이 디자인의 문제는 슈트 원단이 슈트 원단으로부터 벗어나 안쪽으로 굽은 표면이 있는 부분에서 인체에 직접 압력을 가할 수 없다는 것입니다.피부 표면이 오목한 위치는 겨드랑이, 무릎 뒤, 사타구니 부분의 앞과 뒤, 그리고 척추를 따라 있습니다.
팽창식 공기 방광 구조 또는 성형된 강성 팽창 폼을 사용할 수 있으며, 이 폼은 보호복 재료가 직접 접촉할 수 없는 경우 이러한 공동 공간에 직접 피부 압력을 제공합니다.
종류들
부분 압력은 신체의 특정 부위만 가압합니다.특정 [2]고도에서만 보호를 제공할 수 있습니다.낮은 주변 [3]압력에서 장시간 보호 기능을 제공하지 않습니다.풀 압력 슈트는 몸 전체를 압박합니다.이 슈트에는 [citation needed]고도 제한이 없습니다.
우주복 없이 우주에 노출됨
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인체는 많은 인기 있는 공상과학 소설에 나오는 상반된 묘사에도 불구하고 보호받지 못한 채 공간의 단단한 진공상태에서 잠시 살아남을 수 있다.이런 상황에서 인육은 몸집보다 두 배 정도 커지기 때문에 부풀어 오른 풍선이 아닌[citation needed] 보디빌더 같은 시각적 효과를 얻을 수 있다.산소 결핍의 영향이 나타나기 시작하면 의식은 최대 15초 동안 유지됩니다.열방사나 액체의 증발에 의해 모든 열이 없어져야 하고 체내에 압력이 있어 피가 끓지 않지만 혈관이 터지면 혈관이 약 2배 크기로 팽창해 혈액, 위 내용물, 뇌, 심장, 안구, 근육이 생기기 시작한다.우주에서의 0 압력으로 몸이 터질 때까지 끓인다.가장 큰 위험은 노출되기 전에 숨을 참으려고 시도하는 것이다. 왜냐하면 이후의 폭발적 감압은 폐를 손상시킬 수 있기 때문이다.이러한 영향은 다양한 사고(매우 높은 고도 조건, 우주 공간 및 훈련용 진공 [4][5]챔버 포함)를 통해 확인되었습니다.
사람의 피부는 진공으로부터 보호될 필요가 없으며 그 자체로 [6]가스가 새지 않습니다.대신 기계적으로 압축하면 정상 형태를 유지할 수 있습니다.이것은 꽉 끼는 탄성 있는 신체복과 우주 활동복으로 알려진 호흡 가스를 담기 위한 헬멧으로 이루어질 수 있다.
역사
구소련
소련에서는 1931년 레닌그라드에서 엔지니어 Ciann Downes에 의해 최초의 완전 압력 슈트가 설계되었다.CH-1은 관절이 없는 헬멧이 달린 단순한 내압성 슈트였다. 따라서 압력을 가했을 때 팔과 다리를 움직이는데 상당한 힘이 필요했다.이것은 이후의 소송에서 수정되었다.풀 압력 슈트에 대한 작업은 1936-41년 중앙항공유체역학연구소(TsAGI)에 의해 수행되었고, 비슷한 작업은 2차 세계대전 이후 그로모프 비행연구소(LII)에 의해 수행되었다.LII는 승무원들을 위한 4개의 실험적인 풀 압력 슈트를 생산했고, 1959년 [7]우주 비행을 위한 풀 압력 슈트에 대한 작업을 시작했다.체르토프스키라는 이름은 프랑스식 스카판드레("잠수복")에서 유래한 것으로, 러시아인들이 표준 잠수복이나 우주복을 가리키는 용어가 되었다.
홀데인 데이비스
1931년 미국인 마크 리지는 곤돌라 열기구를 타고 세계 고도 기록을 깨는 데 집착했다.비행에 특수 보호복이 필요하다는 것을 깨달은 그는 1933년 영국을 방문해 1920년대 직물 완전 압력복 개념을 발표한 스코틀랜드 생리학자 존 스콧 홀데인을 만났다.둘은 데이비스 탈출 세트의 발명자인 시베 고먼의 로버트 헨리 데이비스의 도움을 요청했고, 홀데인과 데이비스의 자원으로 프로토타입 수트가 제작되었다.리지는 50,000피트 상공의 저압실에서 실험했습니다.그러나 그는 더 이상의 작업에 대한 지원을 받지 못했고 세계 기록에 도전하지 않았다.
1936년 9월 28일 영국 공군의 F.R.D. 스웨인 [8]비행대장은 비슷한 정장을 입고 브리스톨 타입 138을 타고 49,967피트로 세계 공식 고도 기록을 세웠다.
와일리 포스트
1934년 비행사 와일리 포스트가 B.F.의 러셀 S. 콜리와 함께 일했습니다. Goodrich Company는 세계 최초의 실용적인 압력 수트를 생산했습니다.슈트의 몸체는 긴 속옷, 고무 기압 방광, 그리고 Post가 항공기 조종 장치를 작동시키고 항공기를 오가는 것을 가능하게 하는 팔과 다리 관절이 있는 프레임에 부착된 고무로 된 낙하산 천으로 된 외투로 되어 있었다.프레임에는 이어폰과 목 마이크를 장착할 수 있는 탈부착식 전면 플레이트가 달린 돼지 가죽 장갑, 고무 부츠, 알루미늄과 플라스틱 헬멧이 부착되어 있었다.1934년 9월 5일 슈트를 사용한 첫 비행에서 포스트는 시카고 상공 4만 피트 높이에 도달했고, 이후 비행에서는 5만 피트 높이에 도달했다.
제2차 세계 대전
미국에서는 제2차 세계대전 중 압박복 개발에 많은 노력을 기울였다.B.F. 동안.Goodrich가 이 분야를 이끌었고, Arrowhead Rubber Co., Goodyear 및 US Rubber가 이러한 연구에 참여했습니다.미네소타 대학교는 Bell Aircraft와 미국 국립 표준국과 협력했습니다.Bureau of Standards와 University of California는 관련된 모든 회사에 정보를 배포하는 청산소 역할을 했다.제2차 세계 대전에서는 효과적인 완전 이동식 압력 수트가 생산되지 않았지만, 그 노력은 이후 [8]개발을 위한 귀중한 기반을 제공했다.
데이비드 클라크 컴퍼니
전쟁 이후, 냉전은 NACA의 X-1과 같은 높은 고도, 고속 연구를 포함한 항공 개발에 대한 지속적인 자금을 유발했다. 남캘리포니아 대학의 제임스 헨리는 고압 산소를 공급하기 위해 산소 마스크를 사용하는 부분 압력 슈트를 고안했고, 기체 압력 또한 캡스턴이라고 불리는 고무 튜브를 팽창시켰다.특정 고도에서 저산소증을 예방하는 데 필요한 호흡 압력의 균형을 맞추기 위해 보호복을 조이고 충분한 기계적 반압을 제공합니다.David Clark Company는 기술 지원과 자원을 제공했고, 1946년 라이트 필드에서 시제품 슈트가 90,000피트 상공에서 시험되었다.Henry의 디자인은 David Clark Company에 의해 X-1 조종사들이 사용하는 S-1과 T-1 비행복으로 개발되었습니다.X-1은 마하 2를 초과하는 것이 목표였던 더글러스 스카이웨이에 의해 승계되었고, 개선된 압력 수트가 필요했다.데이비드 클락은 1951년 그들의 첫 번째 풀 압력 슈트인 모델 4 풀 압력 슈트로 계약을 따냈다; 그것은 1953년 USMC의 비행사 마리온 E. 칼에 의해 처음으로 비행했고, 그는 풀 압력 슈트를 착용한 동시에, Skate에서 비공식적인 세계 고도 기록을 세웠다.
구드리치 Mk III 및 IV
U-2와 같은 고고도 정찰기와 고고도 소련 항공기를 요격하기 위한 전투기에 대한 미국의 요구는 1950년대에 미 해군이 완전 압력 슈트 개발을 맡도록 만들었다.B.F.와 함께 일하는 것.USN은 Goodrich와 Arrowhead Rubber를 제작하여 Goodrich Mk III와 IV를 완성했습니다.Mk IV는 항공기를 위한 것이었지만, 후에 Navy Mark V로 프로젝트 머큐리를 수정하여 NASA에 의해 사용되었다.동시에 David Clark는 X-15 프로젝트의 슈트 제작 계약을 따냈습니다. XMC-2 슈트는 미국 최초의 [9]우주복으로 인정받았습니다.
RAF
영국항공의학연구소와 왕립항공기사업소는 미국에서 구입한 캡스턴형 정장에 사용되는 부분압 헬멧을 개발했다.그것은 1955년 8월 29일 영국 전기 캔버라에서 세계 고도 기록을 세우기 위해 월터 깁과 그의 항해사가 착용했다.그러나 슈트에 대한 평가 결과 착용자에게 방해가 되고 RAF 탈출 시스템과 잘 통합되지 않는 것으로 나타났다.대신, RAF IAM은 "감시" 보호를 제공하는 최소 커버리지 슈트를 제안했습니다.RAF는 부분압착복을 지급하지 않고 대신 압박저킨(입는 사람의 가슴에 기계적 반압력을 가하는)과 함께 안티G 바지를 사용하는 것을 선호했다.
「 」를 참조해 주세요.
메모들
- ^ Altitude.org 등산을 위한 건강 조언.
- ^ Kozloski, Lillian D. (1994). U.S. Space Gear: Outfitting The Astronaut. Smithsonian Institution Press. ISBN 0-87474-459-8.
- ^ Hoffman, Stephen. "Advanced EVA Capabilities: A Study for NASA's Revolutionary Aerospace Systems Concept Program" (PDF). Houston, Texas: NASA. p. 55. Archived from the original (PDF) on 27 July 2011. Retrieved 3 April 2011.
- ^ "Ask an Astrophysicist, Human Body in a Vacuum". NASA's Imagine the Universe. Retrieved 2008-12-14.
- ^ "Outer Space Exposure". Damn Interesting. Retrieved 2008-12-14.
- ^ "The A-Z of skin – Skin structure and function". Australasian College of Dermatologists. Retrieved 2020-01-23.
The skin is an organ that provides the outer protective wrapping for all the body parts. It is the largest organ in the body. It is a waterproof, airtight and flexible barrier between the environment and internal organs. It keeps the internal environment of our body stable.
- ^ Abramov, Isaak Pavlovich (2003). Russian Spacesuits. Springer. pp. 5–13. ISBN 1-85233-732-X.
- ^ a b Thomas, Kenneth S.; Harold J. McMann (2005). US Spacesuits. Birkhäuser. p. 6. ISBN 0-387-27919-9.
- ^ 토마스, 10페이지
