Большая Советская Энциклопедия (ИС)

Большая Советская Энциклопедия

«Искусственное сердце - лёгкие» аппарат

«Иску'сственное се'рдце — лёгкие» аппара'т, то же, что искусственного кровообращения аппарат.

Искусственной вентиляции лёгких аппарат

Иску'сственной вентиля'ции лёгких аппара'т, устройство, осуществляющее принудительную подачу газа (воздуха, кислорода, закиси азота и т. п.) в лёгкие и обеспечивающее насыщение крови кислородом и удаление из лёгких углекислого газа (см. Вентиляция лёгких искусственная). И. в. л. а. подсоединяются либо к маске, наложенной на лицо больного, либо к интубационной трубке, введённой в дыхательные пути. К И. в. л. а., работа которых осуществляется усилием руки врача-анестезиолога, относятся аппараты АМБУ и «гармошка». Аппарат АМБУ выполнен в виде резинового или пластмассового мешка, имеющего два клапана на обоих концах. Один клапан пропускает воздух (кислород) извне в полость мешка, второй открывается при сжатии мешка и выдавливании газа в дыхательные пути больного; выдох происходит пассивно. Аппарат «гармошка» позволяет производить принудительный выдох. Среди И. в. л. а., работающих от сжатых газов и изготовляемых, как правило, из металла, различают аппараты, регулирующие подачу воздуха по давлению и по объёму. Аппараты, регулирующие подачу воздуха по давлению (например, ДП-1), осуществляют вдох и выдох в зависимости от ёмкости лёгких, в которые вдувается

газ. При уменьшении ёмкости лёгких (при воспалении лёгких, ателектазе и др.) и, следовательно, увеличении сопротивления, выдох происходит быстрее. И. в. л. а., регулирующие подачу воздуха по объёму (например, советский РД-200, французский «Целлог-2»), всегда подают в лёгкие заданный объём газа независимо от их состояния. Наибольшее распространение в клинике получили советские электрические аппараты, которые регулируют подачу воздуха по объёму (РО-1, РО-З, РО-5) и позволяют соблюдать точно заданный объём подаваемого газа; при изменении частоты дыхания (вдувания газов) изменяется и минутный объём вентиляции лёгких, тогда как дыхательный объём остаётся стабильным (заданным). Эти аппараты обеспечивают вдох и выдох заданной продолжительности, позволяют, изменяя давление на выходе, выводить из лёгких остаточный воздух (например, при бронхиальной астме). В некоторых аппаратах («Энгстрем», АНД-2) частота минутной вентиляции лёгких регулируется отдельно от минутного объёма вентиляции лёгких, который остаётся стабильным. Применяют также аппараты (РОА-1), автоматически поддерживающие такой объём минутной вентиляции, который обеспечивает нормальное содержание углекислого газа в выдыхаемом (альвеолярном) газе. И. в. л. а. для вспомогательной вентиляции (при сохранённом дыхании) осуществляет дополнительный вдох при его сниженном объёме (например, при отравлении барбитуратами и т. д.). Этот аппарат в качестве самостоятельного блока присоединяют к другим стационарным И. в. л. а., например к РО-З и РО-5.

Т. М. Дарбинян.

Аппарат искусственной вентиляции лёгких РО-5.

Аппарат искусственной вентиляции лёгких АМБУ.

Искусственные сооружения

Иску'сственные сооруже'ния, термин, принятый для обозначения транспортных сооружений (на железных, автомобильных и городских дорогах), устраиваемых при пересечении рек, оврагов, горных хребтов, встречных дорог и др. препятствий. Наименование «И. с.» условно, оно установилось в связи со сложностью их строительства по сравнению с полотном железной, автомобильной или городской дороги. Наиболее распространённые И. с. на железных и автомобильных дорогах: мосты, виадуки, путепроводы, эстакады, водопропускные трубы под насыпями, лотки, быстротоки и др. К дорожным И. с. относятся также туннели, противообвальные и снегозащитные галереи, подпорные стенки и др. специальные сооружения, возводимые на горных дорогах. И. с. в городах — транспортные туннели и путепроводы для развязки движения в разных уровнях, надземные и подземные переходы. И. с. на автомобильных дорогах и в городах делают преимущественно железобетонными. Стоимость И. с. составляет 10—15% от общей стоимости дороги. На современных скоростных автомобильных дорогах, пересекающих все встречные дороги в разных уровнях, а также на горных дорогах, стоимость И. с. достигает 30—40%.

Е. Е. Гибшман.

Искусственные спутники Земли

Иску'сственные Спу'тники Земли' (ИСЗ), космические летательные аппараты, выведенные на орбиты вокруг Земли и предназначенные для решения научных и прикладных задач. Запуск первого ИСЗ, ставшего первым искусственным небесным телом, созданным человеком, был осуществлен в СССР 4 октября 1957 и явился результатом достижений в области ракетной техники, электроники, автоматического управления, вычислительной техники, небесной механики и др. разделов науки и техники. С помощью этого ИСЗ впервые была измерена плотность верхней атмосферы (по изменениям его орбиты), исследованы особенности распространения радиосигналов в ионосфере, проверены теоретические расчёты и основные технические решения, связанные с выведением ИСЗ на орбиту. 1 февраля 1958 на орбиту был выведен первый американский ИСЗ «Эксплорер-1», а несколько позже самостоятельные запуски ИСЗ произвели и другие страны: 26 ноября 1965 — Франция (спутник «А-1»), 29 ноября 1967 — Австралия («ВРЕСАТ-1»), 11 февраля 1970 — Япония («Осуми»), 24 апреля 1970 — КНР («Китай-1»), 28 октября 1971 — Великобритания («Просперо»). Некоторые спутники, изготовленные в Канаде, Франции, Италии, Великобритании и др. странах, запускались (с 1962) с помощью американских ракет-носителей. В практике космических исследований широкое распространение получило международное сотрудничество. Так, в рамках научно-технического сотрудничества социалистических стран запущен ряд ИСЗ. Первый из них — «Интеркосмос-1» — был выведен на орбиту 14 октября 1969. Всего к 1973 запущено свыше 1300 ИСЗ различного типа, в том числе около 600 советских и свыше 700 американских и др. стран, включая пилотируемые космические корабли-спутники и орбитальные станции с экипажем.

Общие сведения об ИСЗ. В соответствии с международной договорённостью космический аппарат называется спутником, если он совершил не менее одного оборота вокруг Земли. В противном случае он считается ракетным зондом, проводившим измерения вдоль баллистической траектории, и не регистрируется как спутник. В зависимости от задач, решаемых с помощью ИСЗ, их подразделяют на научно-исследовательские и прикладные. Если на спутнике установлены радиопередатчики, та или иная измерительная аппаратура, импульсные лампы для подачи световых сигналов и т. п., его называют активным. Пассивные ИСЗ предназначены обычно для наблюдений с земной поверхности при решении некоторых научных задач (к числу таких ИСЗ принадлежат спутники-баллоны, достигающие в диаметре нескольких десятков м). Научно-исследовательские ИСЗ служат для исследований Земли, небесных тел, космического пространства. К их числу относятся, в частности, геофизические спутники, геодезические спутники, орбитальные астрономические обсерватории и др. Прикладными ИСЗ являются связи спутники, метеорологические спутники, ИСЗ для исследования земных ресурсов, навигационные спутники, спутники технического назначения (для исследования воздействия космических условий на материалы, для испытаний и отработки бортовых систем) и др. ИСЗ, предназначенные для полёта людей, называются пилотируемыми кораблями-спутниками. ИСЗ на экваториальной орбите, лежащей вблизи плоскости экватора, называются экваториальными, ИСЗ на полярной (или приполярной) орбите, проходящей вблизи полюсов Земли, — полярными. ИСЗ, выведенные на круговую экваториальную орбиту, удалённую на 35860 км от поверхности Земли, и движущиеся в направлении, совпадающем с направлением вращения Земли, «висят» неподвижно над одной точкой земной поверхности; такие спутники называются стационарными. Последние

ступени ракет-носителей, головные обтекатели и некоторые другие детали, отделяемые от ИСЗ при выводе на орбиты, представляют собой вторичные орбитальные объекты; их обычно не называют спутниками, хотя они обращаются по околоземным орбитам и в ряде случаев служат объектами наблюдений для научных целей.

В соответствии с международной системой регистрации космических объектов (ИСЗ, космических зондов и др.) в рамках международной организации КОСПАР в 1957—1962 космические объекты обозначались годом запуска с добавлением буквы греческого алфавита, соответствующей порядковому номеру запуска в данном году, и арабской цифры — номера орбитального объекта в зависимости от его яркости или степени научной значимости. Так, 1957a2 — обозначение первого советского ИСЗ, запущенного в 1957; 1957a1 — обозначение последней ступени ракеты-носителя этого ИСЗ (ракета-носитель была более яркой). Поскольку количество запусков возрастало, начиная с 1 января 1963 космические объекты стали обозначать годом запуска, порядковым номером запуска в данном году и заглавной буквой латинского алфавита (иногда также заменяемой порядковым числом). Так, ИСЗ «Интеркосмос-1» имеет обозначение: 1969 88А или 1969 088 01. В национальных программах космических исследований серии ИСЗ часто имеют также собственные названия: «Космос» (СССР), «Эксплорер» (США), «Диадем» (Франция) и др. За рубежом слово «спутник» до 1969 использовалось только применительно к советским ИСЗ. В 1968—69 при подготовке международного многоязычного космонавтического словаря достигнута договоренность, согласно которой термин «спутник» применяется к ИСЗ, запущенным в любой стране.

В соответствии с разнообразием научных и прикладных задач, решаемых с помощью ИСЗ, спутники могут иметь различные размеры, массу, конструктивные схемы, состав бортового оборудования. Например, масса наименьшего ИСЗ (из серии «ЕРС») — всего 0,7 кг; советский ИСЗ «Протон-4» имел массу около 17 т. Масса орбитальной станции «Салют» с пристыкованным к ней космическим кораблём «Союз» была свыше 25 т. Наибольшая масса полезного груза, выведенного на орбиту ИСЗ, составляла около 135 т (американский космический корабль «Аполлон» с последней ступенью ракеты-носителя). Различают автоматические ИСЗ (научно-исследовательские и прикладные), на которых работа всех приборов и систем управляется командами, поступающими либо с Земли, либо из бортового программного устройства, пилотируемые корабли-спутники и орбитальные станции с экипажем.

Для решения некоторых научных и прикладных задач необходимо, чтобы ИСЗ был определённым образом ориентирован в пространстве, причём вид ориентации определяется главным образом назначением ИСЗ или особенностями установленного на нём оборудования. Так, орбитальную ориентацию, при которой одна из осей постоянно направлена по вертикали, имеют ИСЗ, предназначенные для наблюдений объектов на поверхности и в атмосфере Земли; ИСЗ для астрономических исследований ориентируются на небесные объекты: звёзды, Солнце. По команде с Земли или по заданной программе ориентация может изменяться. В некоторых случаях ориентируется не весь ИСЗ, а лишь отдельные его элементы, например остронаправленные антенны — на наземные пункты, солнечные батареи — на Солнце. Для того чтобы направление некоторой оси спутника сохранялось неизменным в пространстве, ему сообщают вращение вокруг этой оси. Для ориентации используют также гравитационные, аэродинамические, магнитные системы — так называемые пассивные системы ориентации, и системы, снабженные реактивными или инерционными управляющими органами (обычно на сложных ИСЗ и космических кораблях), — активные системы ориентации. ИСЗ, имеющие реактивные двигатели для маневрирования, коррекции траектории или спуска с орбиты, снабжаются системами управления движением, составной частью которой является система ориентации.

Энергопитание бортовой аппаратуры большинства ИСЗ осуществляется от солнечных батарей, панели которых ориентируются перпендикулярно направлению солнечных лучей или расположены так, чтобы часть из них освещалась Солнцем при любом его положении относительно ИСЗ (так называемые всенаправленные солнечные батареи). Солнечные батареи обеспечивают длительную работу бортовой аппаратуры (до нескольких лет). На ИСЗ, рассчитанных на ограниченные сроки работы (до 2—3 недель), используются электрохимические источники тока — аккумуляторы, топливные элементы. Некоторые ИСЗ имеют на борту изотопные генераторы электрической энергии. Тепловой режим ИСЗ, необходимый для работы их бортовой аппаратуры, поддерживается системами терморегулирования.

В ИСЗ, отличающихся значительным тепловыделением аппаратуры, и космических кораблях применяются системы с жидкостным контуром теплопередачи; на ИСЗ с небольшим тепловыделением аппаратуры в ряде случаев ограничиваются пассивными средствами терморегулирования (выбор внешней поверхности с подходящим оптическим коэффициентом, теплоизоляции отдельных элементов).

Передача научной и другой информации с ИСЗ на Землю производится с помощью радиотелеметрических систем (часто имеющих запоминающие бортовые устройства для регистрации информации в периоды полёта ИСЗ вне зон радиовидимости наземных пунктов).

Пилотируемые корабли-спутники и некоторые автоматические ИСЗ имеют спускаемые аппараты для возвращения на Землю экипажа, отдельных приборов, плёнок, подопытных животных.

Движение ИСЗ. ИСЗ выводятся на орбиты с помощью автоматических управляемых многоступенчатых ракет-носителей, которые от старта до некоторой расчётной точки в пространстве движутся благодаря тяге, развиваемой реактивными двигателями. Этот путь, называемый траекторией выведения ИСЗ на орбиту, или активным участком движения ракеты, составляет обычно от нескольких сотен до двух-трёх тыс. км. Ракета стартует, двигаясь вертикально вверх, и проходит сквозь наиболее плотные слои земной атмосферы на сравнительно малой скорости (что сокращает энергетические затраты на преодоление сопротивления атмосферы). При подъёме ракета постепенно разворачивается, и направление её движения становится близким к горизонтальному. На этом почти горизонтальном отрезке сила тяги ракеты расходуется не на преодоление тормозящего действия сил притяжения Земли и сопротивления атмосферы, а главным образом на увеличение скорости. После достижения ракетой в конце активного участка расчётной скорости (по величине и направлению) работа реактивных двигателей прекращается; это — так называемая точка выведения ИСЗ на орбиту. Запускаемый космический аппарат, который несёт последняя ступень ракеты, автоматически отделяется от неё и начинает своё движение по некоторой орбите относительно Земли, становясь искусственным небесным телом. Его движение подчинено пассивным силам (притяжение Земли, а также Луны, Солнца и др. планет, сопротивление земной атмосферы и т. д.) и активным (управляющим) силам, если на борту космического аппарата установлены специальные реактивные двигатели. Вид начальной орбиты ИСЗ относительно Земли зависит целиком от его положения и скорости в конце активного участка движения (в момент выхода ИСЗ на орбиту) и математически рассчитывается с помощью методов небесной механики. Если эта скорость равна или превышает (но не более чем в 1,4 раза) первую космическую скорость (около 8 км/сек у поверхности Земли), а её направление не отклоняется сильно от горизонтального, то космический аппарат выходит на орбиту спутника Земли. Точка выхода ИСЗ на орбиту в этом случае расположена вблизи перигея орбиты. Выход па орбиту возможен и в других точках орбиты, например вблизи апогея, но поскольку в этом случае орбита ИСЗ расположена ниже точки выведения, то сама точка выведения должна располагаться достаточно высоко, скорость же в конце активного участка при этом должна быть несколько меньше круговой.