Нами прорабатывались вопросы и по созданию устройство жизнеобеспечения спасателей МЧС России в условиях воздействия снежных лавин.
1. Цель проводимой опытно – конструкторской работы
Создание опытного образца устройства жизнеобеспечения спасателей МЧС России в условиях воздействия снежных лавин.
Основными задачами ОКР являлись:
- Разработка конструкции и изготовление опытных образцов устройства;
- Натурные и заводские испытания опытных образцов;
- Исследование и подтверждение заявленных характеристик;
- Подготовка серийного производства.
2. Обоснование необходимости проведения ОКР в интересах МЧС России
2.1 Анализ состояния дел в исследуемой области
Сход снежной лавины является чрезвычайно серьёзной и мало поддающейся решению проблемой для людей, находящихся на потенциально лавиноопасных территориях.
Снежная лавина представляет собой движущуюся вниз по склону горы, как правило, с большой скоростью, массу снега, обладающей огромной кинетической энергией. Причинами схода снежной лавины являются: длительный снегопад, интенсивное таяние снега, землетрясение, взрывы и другие виды деятельности людей, вызывающие сотрясение горных склонов и колебания воздушной среды. Лавины могут вызывать разрушение зданий, инженерных сооружений, засыпать уплотнившимся снегом дороги и горные тропы.
Снежные лавины чаще всего сходят со склонов крутизной более 30°. Если склон без кустарника и деревьев – при крутизне более 20°. При крутизне более 45° лавины сходят практически при каждом снегопаде.
Жители горных селений, туристы, альпинисты, сотрудники спасательных служб МЧС России, пограничники и другие категории населения, захваченные лавиной, могут получить травмы, оказаться под толщей снега и погибнуть.
Основная опасность для человека, который попал в лавину, заключается в невозможности полноценного дыхания под снегом. При откапывании попавшего в лавину человека в течение 15 минут в живых остаются около 90%, через полчаса – 50%, через час – менее 20% (см. Рисунок 1).
Практика показывает, что даже при неглубоком залегании, пострадавший не может выбраться из-под снега самостоятельно. Это происходит из-за того, что остановившийся снег обладает высокой плотностью и эффектом «бетонирования», в результате чего полностью сковывает тело человека.
Единственная возможность выжить в такой ситуации – это быстрая, эффективная и слаженная работа спасательной команды по поиску и извлечению пострадавшего.
Несмотря на большое количество спасательных отрядов и их оснащение современной техникой, существующего оборудования не достаточно для поиска пострадавших в лавине, дефицит времени зачастую приводит к тому, что спасатели откапывают уже мертвые тела. Известны трагические случаи, когда во время проведения спасательных работ сходила вторичная лавина и погребала под собой целые отряды профессиональных спасателей.
Таким образом, задача создания устройства активного жизнеобеспечения человека в условиях воздействия снежной лавины является чрезвычайно актуальной.
2.2 Существующие аналоги
1) Устройства для повышение плавучести.
Среди средств борьбы с воздействием снежных лавин известны зарубежные устройства, повышающие плавучесть тела в движущейся снежной массе.
Работают они следующим образом: при попадании под воздействие движущейся снежной лавины человек приводит устройство в действие, после чего вокруг головы пострадавшего за счет сжатого газа надувается воздушная подушка, которая работает также, как спасательный жилет в воде.
Существенным недостатком таких устройств является их абсолютная неэффективность в неподвижной снежной массе. Кроме того, из-за низкой относительной плотности снежных лавин из сухого снега, турбулентного характера движения массы снега в ней и ряда других факторов, плавучесть воздушной подушки часто оказывается недостаточной для того, чтобы поднять человека над поверхностью снежной массы. Дыхание человека оказывается затруднено из-за снега и возникает проблема асфиксии.
2) Дыхание в снегу.
Еще одним средством жизнеобеспечения человека под снежной массой лавины является устройство, отводящее теплый выдыхаемый газ, нагретый легкими человека, из пространства перед лицом пострадавшего.
Этим достигается увеличение времени образования ледяной корки перед лицом человека, благодаря чему, некоторое время не блокируется доступ свежего воздуха из пористой снежной массы.
Недостатками этого устройства, во-первых, является пассивный характер его работы: данное средство лишь незначительно (не более 10-15 минут в сухой, насыщенной кислородом лавине) продлевает время, в течение которого пострадавший может дышать газовоздушной смесью, так как ее количество в снежной массе вокруг головы человека невелико.
Во-вторых, эффективность данного устройства существенно снижается из-за сложности его использования: предполагается, что при возникновении угрозы попадания в лавину, человек должен успеть вставить загубник устройства в рот и удерживать его зубами. Однако сход лавины – событие, носящее молниеносный характер, которое может быть сопряжено с чувством страха и/или паники у человека, попавшего в опасную ситуацию, поэтому дополнительные действия, связанные с захватом загубника ртом увеличивают время до начала пользования устройства и, следовательно, существенно снижают шансы на выживание.
Отдельно стоит отметить, что при потере сознания, пострадавший выпускает загубник изо рта, что автоматически прекращает работу устройства.
Таким образом, остро ощущается необходимость разработки устройства, лишенного описанных недостатков, которое комбинирует в себе элементы пассивной (защита от механических травм) и активной (повышение плавучести тела, обеспечение пострадавшего газовоздушной смесью) индивидуальной защиты человека в условиях воздействия снежной лавины.
2.3 Описание предлагаемого к разработке устройства
Предлагаемое к разработке устройство позволит существенно повысить вероятность выживания человека в движущейся и остановившейся снежной лавине за счет:
- Повышения плавучести и подъема тела человека на поверхность снежной массы;
- Защиты верхней части туловища от механических травм;
- Защиты дыхательных путей от попадания снега;
- Подогрева спины для защиты от переохлаждения;
- Обеспечения пострадавшего дыхательной смесью в течение 60 минут;
- Обеспечения работы при потере сознания.
При этом устройство работает в трёх режимах:
- В режиме ожидания (транспортный режим): при транспортировке и эксплуатации устройства в качестве рюкзака;
- В режиме готовности: при нахождении человека в области, характеризующейся высоким риском попадания в лавину
- В рабочем режиме: при попадании в лавину.
Зарубежные и отечественные аналоги со схожим функционалом предлагаемого устройства отсутствуют.
3. Основные характеристики
| Наименование показателя | Значение |
| Объем надувающегося мешка плавучести (не менее), л | 150 |
| Рабочий объем рюкзака (доступный для размещения вещей и оборудования спасателя), л | 40 |
| Время активации «рабочего» режима защиты, сек | 1 |
| Возможность перезарядки устройства в условиях контрольно-спасательного пункта | наличие |
| Номинальное время защитного действия после засыпания снегом, мин. | 60 |
| Работа при потере сознания (при условии активации «рабочего» режима) | наличие |
| Масса устройства в снаряженном состоянии (не более), кг | 7,5 |
4. Результаты ОКР
В результате проведения ОКР созданы опытные образцы инновационной продукции, которые по ряду своих характеристик позволят решать принципиально новые задачи, а по некоторым характеристикам будут существенно превосходить существующие отечественные и зарубежные аналоги устройств противодействия воздействию снежных лавин.
Основное назначение предлагаемого устройства – повышение безопасности и эффективности проведения АСР спасателями МЧС России в лавиноопасных районах.