Изолирующие противогазы XIX – начала XX веков. Часть 1 - «Военные действия»

Родиной множества открытий является Китай. Случай с химическими отравляющими веществами не исключение – ду яо янь цю, или «шар ядовитого дыма», упоминается в трактате «У цзин цзунъ–яо». Сохранился даже рецепт одного из первых боевых химических веществ:

Серы – 15 лянов (559 г)
Селитры – 1 цзинь 14 лянов (1118 г)
Аконита – 5 лянов (187 г)
Плодов кротонового дерева – 5 лянов (187 г)
Белены – 5 лянов (187 г)
Тунгового масла – 2,5 ляна (93,5 г)
Масла сяо ю – 2,5 ляна (93,5 г)
Измельченного древесного угля – 5 лян (93,5 г)
Черной смолы – 2,5 ляна (93,5 г)
Мышьяка в порошке – 2 ляна (75 г)
Желтого воска – 1 лян (37,5 г)
Волокна бамбука — 1 лян 1 фэнь (37,9 г)
Волокна кунжута – 1 лян 1 фэнь (37,9 г)

Школяр С. А. в своем труде «Китайская доогнестрельная артиллерия» так описывает применения химического оружия и последствия: «…«шары ядовитого дыма» метались из болидов или прикреплялись к стрелам больших станковых аркбаллист. Попадание ядовитого дыма в дыхательные пути человека вызывало обильное кровотечение из носа и рта. К сожалению, указания на другие поражающие свойства снаряда утрачены в дошедшем до нас тексте трактата, но, очевидно, интенсивная вспышка пороха приводила к разрыву оболочки под давлением газов и разбрасыванию не успевших сгореть частиц ядовитого содержимого шара. Попадая на кожу человека, они вызывали ожоги и некроз. Не подлежит сомнению, что основным назначением шаров, несмотря на наличие в них пороха, было именно отравляющее действие. Следовательно, они являлись прототипом химических снарядов позднейшего времени». Как видим, убивать с помощью химии человек научился гораздо раньше, чем додумался защищаться. Первые образцы изолирующих систем появились только в середине XIX века, и одним из них стал респиратор Бенжамина Лэйна из Массачусетса, оснащенный шлангом с подачей сжатого воздуха. Основной целью работы своего патентованного изобретения Лейн видел возможность входить в здания и корабли, заполненные дымом, а также в шахты, коллекторы и другие помещения, в которых скопились ядовитые газы. Чуть позже, в 1853 году, бельгиец Шванн создал регенеративный респиратор, ставший базовой конструкцией для изолирующих систем на многие годы вперед.


Регенеративный респиратор Шванна "Аэрофор". Описание в тексте

Принцип работы следующий: воздух из легких через мундштук 1 проходит сквозь выдыхательный клапан 3 в выдыхательный шланг 4. Следующим шагом воздух поступает в регенеративный или поглотительный патрон 7, в котором находятся две камеры с зерненым гидроксидом кальция (Са(ОH)₂, пропитанным едким натром (NaOH). Углекислый газ в выдыхаемом воздухе проходит через сухие поглотительные патроны, соединяется с гидроксидом кальция, переходя в карбонат, а щелочь играет роль поглотителя влаги и дополнительного реагента с углекислым газом. Очищенный таким образом воздух дополнительно снабжается кислородом из баллонов 8 через регулировочный вентиль 10. Далее готовый к дыханию воздух силой легких засасывается через шланг 5, дыхательный мешок 6 и вдыхательный клапан 2. Пользователь может в любой момент регулировать количество кислорода, подаваемого в дыхательную смесь с помощью вентиля. Кислород хранится в 7-литровых баллонах под давлением 4-5 атмосфер. Изолирующий респиратор Шванна при весе в 24 кг позволял находиться во враждебной для дыхания атмосфере до 45 минут, что даже по современным меркам немало.

Реклама аппарата Лакура, 1863 год. Источник: hups.mil.gov.ua

Следующим был А. Лакур, получивший в 1863 году патент на улучшенный дыхательный аппарат, состоящий из воздухонепроницаемой сумки с прокладкой из каучука. Обычно дыхательный аппарат Лакура использовали пожарные, зафиксировав его на спине лямками с поясным ремнем. Никакой регенерации не было: воздух просто закачивался в мешок и через мундштук подавался в легкие. Не было даже клапана. После заполнения мешка воздухом мундштук элементарно затыкался пробкой. Впрочем, о комфорте изобретатель все-таки задумался и приложил к комплекту пару очков, зажим для носа и свисток, издающий звук при нажатии. В Нью-Йорке и Бруклине огнеборцы новинку испытали и, высоко оценив, взяли на вооружение.

Компания Siebe Gorman Co, Ltd из Великобритании ко второй половине XIX века стала одним из законодателей моды на изолирующие противогазы. Так, одним из самых успешных стал разработанный в 1870-х годах аппарат Генри Флейса, у которого уже имелась маска из прорезиненной ткани, закрывающая все лицо. Универсальность конструкции Флейса была в возможности использования в водолазном деле, а также в горноспасательных работах. Комплект состоял из медного кислородного цилиндра, адсорбента углекислого газа (регенеративный патрон) на основе едкого калия и дыхательного мешка. По-настоящему этот аппарат стал знаменит после серии спасательных операций в английских шахтах в 1880-х годах.

Водолазный дыхательный аппарат Флейса. Источник: hups.mil.gov.ua. 1. Заспинный дыхательный мешок. 2. Дыхательная трубка. 3. Резиновая полумаска. 4. Груз. 5. Баллон со сжатым кислородом


Схема дыхания в аппарате Флейса. Источник: hups.mil.gov.ua. 1. Кислородный баллон. 2. Дыхательный мешок. 3. Коробка поглотителя. 4. Резиновая трубка. 5. Полумаска. 6. Трубка выдоха. 7. Клапан выдоха. 8. Клапан вдоха. 9. Трубка вдоха

Однако баллон для кислорода был мал, поэтому время нахождения под водой ограничивалось 10-15 минутами, а в холодной воде из-за отсутствия водозащитного костюма работать было вообще невозможно. Усовершенствовали разработку Флейса в 1902 году, когда оснастили его автоматическим клапаном подачи кислорода и установили прочные баллоны для кислорода на 150 кгс/см². Автор этой разработки Роберт Дэвис также перенес изолирующий аппарат для удобства со спины на грудь пользователя.


Спасательный аппарат Дэвиса. Источник: hups.mil.gov.ua

Над усовершенствованием в 1907 году поработали и американцы Холл и Рид, оснастив регенеративный патрон перекисью натрия, что способный не только поглощать углекислый газ, но и выделять кислород. Настоящим венцом технического творчества Роберта Дэвиса стал спасательный аппарат – кислородный ребризер образца 1910 года, позволявший подводникам покидать судно в аварийной ситуации.
В России также шли работы по изолирующим дыхательным аппаратам — так, мичман военно-морского флота А. Хотинский в 1873 году предложил аппарат для автономной работы водолаза с замкнутым циклом дыхания. Костюм был из двойной легкой ткани, дополнительно проклеенной резиной, что позволяло работать в достаточно холодной воде. На лицо надевалась полумаска из меди со стеклянным визором, а за дыхание отвечали резервуары с кислородом и воздухом. Хотинский также предусмотрел систему очистки выдыхаемого воздуха от углекислого газа за счет патрона с «натриевой солью». Однако в отечественном флоте разработке мичмана не нашлось места.

Рудничный респиратор Дрегера 1904-1909 гг.: а — мундштучный аппарат Дрегера (вид сбоку); б — шлемовый аппарат Дрегера (вид спереди). Источник: hups.mil.gov.ua

Немецкая компания Drager c 1909 года выходит на первые роли в Европе в качестве разработчика и поставщика изолирующих респираторов и противогазов. В деле спасения шахтеров и работников рудников аппараты этой компании стали настолько популярны, что даже появилось профессиональное наименование спасателей «dragerman». Именно продукцию фирмы Drager Российская империя, а позже и СССР активно закупали и использовали в собственной добывающей промышленности. Визитной карточкой стал рудничный респиратор Дрегера 1904-1909 гг., существовавший в мундштучном и шлемовом вариантах. Фактически этот был глубоко модернизированный аппарат системы Шванна с отдельно хранящимися регенеративными патронами с едким натром и сдвоенными кислородными баллонами. По большому счету, продукция Drager (как и подобные аппараты немецкой «Вестфалии») не были чем-то из ряда вон выходящими – огромную роль в распространенности сыграла продуманная рекламная кампания и маркетинговые уловки. Как ни странно, решающую роль в последующей модернизации аппаратов Дрегера сыграл русский инженер, специалист в области пожарной безопасности горнодобывающих предприятий Дмитрий Гаврилович Левицкий.

Дмитрий Гаврилович Левицкий (1873—1935 гг). Источник: ru.wikipedia.org

На разработку нового изолирующего аппарата его подвигли ужасающие последствия взрыва метана и угольной пыли на Макарьевском руднике Рыковских угольных копей 18 июня 1908 года. Тогда погибло 274 шахтёра, а 47 получили тяжелые травмы. Дмитрий Левицкий лично участвовал в спасательных работах, вынес из очага поражения несколько человек и даже получил отравление угарным газом.



Гробы с погибшими 18 июня 1908 года на шахте №4-бис Макарьевского рудника Рыковских угольных копей и похоронная процессия. Источник: infodon.org.ua


Работники спасательных артелей Рыковских копей. Источник: infodon.org.ua

В конструкции, предложенной инженером после этой трагедии, предлагалось удалять углекислоту вымораживанием жидким воздухом. Для этого через пятилитровый резервуар с жидким содержимым пропускался выдыхаемый воздух, и углекислый газ оседал на дно. Это была самая совершенная на тот момент конструкция, позволяющая работать в аварийных условиях до 2,5 часа, и при этом отличалась относительно небольшой массой. Аппарат Левицкого был испытан, но вот патент на него автор получить не смог, чем и воспользовались немецкие инженеры, внедрив идеи инженера в свои изолирующие аппараты. Узнали они о работе Левицкого после его статьи в одном из отраслевых журналов, в которой он критикует существующие аппараты и описывает свою идею с жидким воздухом. В историю разработка русского инженера вошла как кислородный "оживляющий" аппарат "Макеевка".

Кислородный "оживляющий" аппарат Левицкого "Макеевка". Источник: hups.mil.gov.ua

В 1961 году улицу Бульварную г. Донецка переименовали в улицу имени Д.Г. Левицкого и установили там памятный знак.
Автор: Евгений Федоров