Важко переоцінити роль промислових газів в авіації та космонавтиці. Адже саме спостереження за газами та їх властивостями надихнули перших повітроплавців на спробу відірватися від землі і полетіти. Починаючи з наповнених гарячим чадним газом старовинних аеростатів – шарльєрів до найскладніших космічних кораблів та ракет сучасності, різноманітні гази допомагають людству втілювати дивовижну мрію – літати.
Промислові гази у цих галузях мають різне застосування. Одні, такі як пропан, водень або метан є паливом. Хімічні реакції, згоряння паливних газів у двигунах піднімають над землею важкі ракети та надзвукові літаки. Вони ж підтримують великі швидкості, з якими літають ці апарати.
Інші гази покликані зробити не лише можливим, а й максимально комфортним існування організму людини в незвичних для нього середовищах. У цих випадках застосовують кисень, азот чи гелій. Вони входять до складу дихальних сумішей. Без застосування таких сумішей неможливе використання космічного скафандра або створення справної, безпечної та комфортної атмосфери усередині космічного корабля.
Області застосування технічних газів в авіації та космонавтиці.
Водень. Цей газ крім інших корисних властивостей, що широко застосовуються в різних галузях промисловості, є відмінним паливом. Водень є дуже потужним акумулятором енергії, густина енергії якого втричі перевищує такий показник бензину. Киснево-водневі двигуни винесли на навколоземну орбіту дуже багато різноманітних ракет.
У разі двокомпонентної системи, що складається з рідких водню та кисню, водень є горючою речовиною, а зріджений кисень його окислювачем. Ці гази для безпеки зберігаються у літальному апараті у різних баках у рідкому вигляді. Для руху ракети вони під тиском подаються в камеру двигуна, де змішуються. Реакція утворення звичайної води породжує викид енергії та температуру в камері згоряння близько трьох – чотирьох із половиною тисяч градусів за шкалою Цельсія. При цьому продукти згоряння стрімко розширюються і створюють необхідну для підйому ракети тягу.
В авіації водень вважається альтернативним, перспективним і, що важливо, екологічним паливом. У вісімдесятих – дев’яностих роках минулого століття конструкторським бюро М.Кузнєцова було проведено успішні розробки та випробування авіаційних двигунів для застосування на пасажирських літаках, розроблених у конструкторському бюро Туполєва. На жаль, політична обстановка того часу не дозволила розпочати їхнє широке застосування в пасажирській та транспортній авіації.
Пропан. Разом з іншими вуглеводневими газами, такими як метан і бутан використовується як паливо. В авіації ці вуглеводні також розглядаються як альтернативний вид палива. Вважається, що їх застосування допоможе знизити рівень викидів, що забруднюють довкілля в порівнянні з традиційними двигунами, які споживають гас.
Кисень працює у парі з воднем як компонент одного з видів рідкого ракетного палива. Без нього хімічна реакція, що надає ракеті руху, не може здійснюватися. Але, що ще важливіше у космосі та на великих висотах, на яких літають сучасні літаки – це неможлива без кисню підтримка дихання екіпажу та пасажирів апарату.
Азот. Застосування цього газу різноманітне. Його закачують до шасі більшості літаків у всьому світі. Це підвищує їхню надійність і довговічність, порівняно з тими шасі, в які закачано повітря. Кисень повітря може окисно впливати на сталеві конструкції колеса. А пари води, які обов’язково присутні в ньому, при низьких температурах замерзають. При цьому гострими голками льоду ушкоджується гума шин. А наявність навіть найбільшого твердого тіла – шматочка льоду здатна спричинити небезпечне розбалансування колеса.
Азот використовувався у двигунах орієнтації деяких космічних кораблів. Він входить у дихальні суміші, що забезпечують нормальну життєдіяльність людини усередині скафандра чи космічного корабля. Азот застосовується для охолодження баків, де зберігається рідкий водень. Для продування систем, що потребують очищення. Азот працює у пневмоамортизаторах та інших пневматичних системах літальних апаратів та наземного обладнання, яке їх обслуговує.
Гелій. Також входить у суміші для дихання, що найбільш застосовуються в космонавтиці та при польотах на великих висотах. Гелієве середовище використовується для зберігання харчових продуктів.
Цікаві факти.
Чим вище людина піднімається в атмосферу, тим несприятливішим для нормального функціонування організму стає середовище навколо нього. Після трьох кілометрів підйому настає кисневе голодування. Понад дев’ять кілометрів може початися виділення газу у вигляді бульбашок із рідин організму. Це називають «аероемболізм». На висоті понад дев’ятнадцять кілометрів можливе закипання підшкірних рідин. Вже на висоті одинадцять кілометрів від землі температура може впасти до 60 градусів. Тому без достатньо надійної системи життєзабезпечення людина не може безпечно підніматись на такі висоти. Найважливішою її деталлю є дихальна суміш.
У 1937 році, після аварії «Гінденбурга», дирижабля наповненого воднем, для заповнення дирижаблів та повітряних куль стали використовувати негорючий інертний гелій. Плавучість таких літальних апаратів стала меншою, оскільки гелій важчий за водень, але самі польоти стали набагато безпечнішими. До цього часу завдяки гелію запускають в атмосферу метеорологічні зонди.
Всі перераховані вище гази беруть участь у різноманітних експериментальних дослідженнях, які проводяться в космосі. Вони виступають не тільки як прямий об’єкт експерименту. Залежно від мети та особливостей проведення дослідження вони застосовуються у вигляді захисних інертних середовищ, що очищають продувок, окислювачів або охолоджувачів.
Всі промислові гази, що використовуються для різних цілей авіацією та космонавтикою, надзвичайно важливі. Найчастіше, без застосування деяких із них політ стає просто неможливим.
Компанія «DP Air Gas» займається реалізацією різноманітних промислових газів, у тому числі перелічених у цій статті. А також надаються всі супутні постачання газів послуги. З умовами купівлі цих та інших промислових газів можна ознайомитись тут.
