Разгерметизация: понятие, причины, последствия¶

Разгерметизация — процесс нарушения герметичности замкнутого объёма (помещения, кабины, отсека, контейнера, трубопровода), сопровождающийся выходом содержащегося в нём газа или воздуха наружу либо проникновением внешней среды внутрь. Термин широко применяется в авиации и космонавтике, промышленности, строительстве и медицине. В бытовом языке слово чаще всего ассоциируется с внезапной утечкой воздуха из герметичной кабины самолёта или космического аппарата.

¶Общие сведения

Герметичность — свойство ограждающей конструкции препятствовать неуправляемому обмену газом между внутренней и внешней средой. Она обеспечивается уплотнителями, сварными швами, клапанами и системами поддержания давления. Разгерметизация возникает, когда целостность такой конструкции нарушается: образуется сквозное отверстие, повреждается уплотнитель, отказывает клапан или разрушается шов.

Различают:

• Полную разгерметизацию — обмен между внутренним и внешним объёмами происходит свободно, давление внутри быстро выравнивается с внешним.
• Частичную (негерметичность) — герметичность нарушена, но обмен газом ограничен дефектом и происходит постепенно.
• Контролируемую разгерметизацию — сброс давления выполняется намеренно через специальные клапаны (например, сброс кабины самолёта на высоте перед посадкой при неисправной системе давления).

По характеру внешней среды, в которую происходит утечка, различают разгерметизацию в атмосфере (авиация, здания) и в вакууме (космос, вакуумные установки).

¶Авиация

В гражданской авиации герметичность кабины поддерживается системой кондиционирования: наружный воздух отбирается от компрессоров двигателей, охлаждается и подаётся в салон, создавая избыточное давление. При полёте на высоте 10 000–12 000 м давление в кабине эквивалентно высоте 1 800–2 400 м над уровнем моря. Внезапная разгерметизация на крейсерской высоте приводит к тому, что экипаж и пассажиры оказываются в условиях пониженного давления и гипоксии.

Действия экипажа при разгерметизации регламированы руководством по лётной эксплуатации конкретного типа воздушного судна. Типовой порядок: надеть кислородные маски, объявить аварийную ситуацию, выполнить аварийный спуск — как правило, до высоты около 3 000 м (10 000 футов), где можно дышать атмосферным воздухом. Среднее время эффективной работы пилота без кислорода на высоте 12 000 м оценивается в 1–3 минуты, поэтому быстрота реакции экипажа критична.

Известные происшествия, связанные с разгерметизацией:

• Авария Boeing 737 компании Aloha Airlines (1988) — в полёте оторвалась часть фюзеляжа («взрывная декомпрессия») из-за усталостных повреждений и коррозии; погибла стюардесса, самолёт благополучно сел.
• Разгерметизация на рейсе British Airways 5390 (1990) — треснуло лобовое стекло, пилота частично вытянуло наружу, экипаж сумел посадить самолёт.
• Катастрофа самолёта Helios Airways (2005) — экипаж не распознал разгерметизацию, ошибочно приняв сигнал «давление» за неисправность систем кондиционирования; погибли 127 человек.

¶Космонавтика

В космической технике разгерметизация — одно из наиболее опасных событий. В вакууме отсутствует атмосферное давление, поэтому при повреждении оболочки космического аппарата или скафандра воздух стремительно уходит наружу, а человек подвергается декомпрессии: расширяются газы в кишечнике и лёгких, наступает гипоксия, возможен баротравма.

Исторические случаи:

• «Восход-2» (1965) — во время выхода в открытый космос скафандр Алексея Леонова раздулся настолько, что астронавт с трудом вернулся в шлюз.
• «Аполлон-13» (1970) — взрыв кислородного баллона привёл к разгерметизации служебного отсека; экипаж вынужден был использовать Лунный модуль как спасательную шлюзовую камеру.
• Союз-11 (1971) — при входе в атмосферу произошла разгерметизация спускаемого аппарата из-за незакрытого клапана вентиляции; погибли три космонавта — Георгий Добровольский, Владислав Волков, Виктор Пацаев.

Современные пилотируемые корабли («Союз МС», Crew Dragon) оснащены системами обнаружения утечек и автономными кислородными запасами, а также ручными клапанами для локализации повреждённого отсека.

¶Промышленность и строительство

В промышленности разгерметизация трубопроводов и ёмкостей с опасными веществами (хладагенты, горючие газы, токсичные жидкости) может привести к утечке, пожару, взрыву или отравлению. Для контроля применяют датчики давления, газоанализаторы, акустическую дефектоскопию.

В строительстве нарушение герметичности ограждающих конструкций (фасадов, кровли, оконных блоков) приводит к потерям тепла, конденсации и плесени. Понятие «паропроницаемость» и «воздухопроницаемость» нормируется СНиП и сводами правил; для оценки используют аэродверные установки, создающие перепад давления и измеряющие кратность воздухообмена.

¶Медицина

В медицине термин применяется к нарушению герметичности плевральной полости, что приводит к пневмотораксу — скоплению воздуха между лёгким и грудной клеткой, с последующим спадением лёгкого. Разгерметизация также возникает при баротравме у водолазов и дайверов при быстром подъёме.

Источники: «Большая техническая энциклопедия»; журнал «Наука и жизнь»; сборник «Безопасность полётов»; материалы ЦАГИ; «Космическая энциклопедия» (под ред. В. И. Пономарёва).