W ramach tego artykułu rozważymy bardzo szerokie pojęcie, które jest istotne dla statków kosmicznych, samolotów, okrętów podwodnych oraz dla tak rozległej struktury, jak miasto, metropolia. To są systemy podtrzymywania życia. Przeanalizujmy bezpośrednio, co dokładnie oznacza pojęcie w odniesieniu do wszystkich jego zastosowań, podkreślmy ważne cechy wyróżniające.
Definicja ogólna
Systemy podtrzymywania życia to kompleksy, które pomagają stworzyć komfortowe, optymalne, akceptowalne warunki do życia, życia, funkcjonowania załogi, pasażerów, mieszkańców dowolnego statku, aparatury, obiektu.
Zgodnie z przeznaczeniem można je podzielić na mniejsze podsystemy: klimatyzacyjny, sanitarny itp.
LSS na statku kosmicznym
System podtrzymywania życia na statku kosmicznym podczas lotów załogowych to ta grupa sprzętu, maszyn, urządzeń, które pozwalają człowiekowi przetrwać wwarunków kosmicznych, utrzymuje załogę samolotu przy życiu.
Lot kosmiczny wiąże się z całym mnóstwem niezwykłych warunków – promieniowaniem jonizującym, pełną próżnią, promieniowaniem cieplnym. Aby go przenieść, osoba musi znajdować się w zamkniętym, szczelnym przedziale statku kosmicznego. Stwarzane są tam wszelkie warunki, aby zapewnić normalne życie i pracę astronauty na pokładzie. Ważne jest, aby były stabilne przez cały lot.
Systemy podtrzymywania życia dostarczają do przedziału substancje niezbędne do biologicznego funkcjonowania astronauty. Jednocześnie stale usuwają produkty przemiany materii.
Systemy podtrzymywania życia są również skracane jako LSS. Ich druga wspólna nazwa to systemy pokładowe statku kosmicznego.
Obsługiwane wskaźniki
Specjalne systemy podtrzymywania życia regulują każdy z następujących wskaźników:
- Całkowite ciśnienie w komorze.
- Częściowe ciśnienie azotu.
- Częściowe ciśnienie tlenu.
- Częściowe ciśnienie dwutlenku węgla.
- Wilgotność względna.
- Temperatura powietrza.
- Temperatura ścian przedziału, w którym mieszkają astronauci.
- Zużycie tlenu przez załogę.
- Rozpraszanie ciepła.
- Emisja dwutlenku węgla.
- Zużycie wody i żywności.
- Izolacja wydalin.
- Wydalanie moczu.
- Woda metaboliczna.
- Oddechowewspółczynnik.
- Woda higieniczna.
Główne LSS na statku kosmicznym
Teraz zastanówmy się, które systemy podtrzymywania życia regulują powyższe wskaźniki na statku kosmicznym:
- SKO - system dostarczania tlenu. Zapewnia dopływ tlenu do atmosfery przedziału mieszkalnego w ilości 0,9 kg/dzień na kosmonautę. Dodatkowo RMS utrzymuje ciśnienie cząstkowe tlenu w ustawionym zakresie wartości: 18-32 kPa.
- SOA - system oczyszczania atmosfery. Przewiduje zbieranie, a następnie usuwanie dwutlenku węgla z atmosfery pomieszczenia mieszkalnego w tempie 1 kg/dzień na osobę. Jednocześnie utrzymuje ciśnienie cząstkowe dwutlenku węgla nie większe niż 1 kPa i zapewnia oczyszczanie atmosfery ze szkodliwych mikrozanieczyszczeń uwalnianych przez pracujący sprzęt i ludzi. SKO i SOA często można łączyć w jeden duży system - SOGS (system oczyszczania składu gazowego powietrza w pomieszczeniu mieszkalnym).
- SVO - system zaopatrzenia w wodę. Jej zadaniem na statku kosmicznym jest dostarczanie astronautom czystej wody pitnej w ilości 2,5 kg/dzień na osobę. Jeżeli w tym samym czasie załoga spożywa naturalne produkty spożywcze zawierające wodę (do 500 g/dzień), wówczas zaopatrzenie zmniejsza się do 2 kg/dzień na kosmonautę.
- SOP - system żywienia załogi. Powinna zapewnić astronautom dobre odżywianie. Dieta zawiera tłuszcze, węglowodany i białka w stosunku masowym 1:4:1. całkowita liczba kaloriiżywność spożywana przez człowieka powinna osiągnąć poziom 12500 kJ dziennie.
- CPT - system kontroli temperatury (a także wilgotności względnej atmosfery). Na statku kosmicznym jest zwykle łączony z STR - systemem kontroli termicznej. Wspólnie wykonują następujące czynności: usuwają ciepło wytwarzane przez człowieka z pomieszczenia mieszkalnego (ok. 145 W na osobę dziennie), usuwają z atmosfery parę wodną emitowaną przez astronautów podczas oddychania (ok. 50 g na osobę dziennie), utrzymywać określoną temperaturę atmosfery (18-22°C), wilgotność względną (w granicach 30-70%), cyrkulację mas powietrza w pomieszczeniu (0,1-0,4 m/s).
- SMS - system utylizacji odpadów. Zapewnia zbieranie, a następnie izolację od atmosfery zarówno płynnych, jak i stałych produktów odchodów ludzkich.
- SRD - sposób regulacji ciśnienia. Utrzymuj całkowite ciśnienie atmosfery w pomieszczeniu mieszkalnym w granicach 77-107 kPa. Dodatkowo kontrolują szczelność pomieszczenia mieszkalnego, kompensują wycieki z niego powietrza.
Wszystkie powyższe systemy podtrzymywania życia działają w celu zaspokojenia bezpośrednich potrzeb fizjologicznych astronautów w zamkniętym przedziale.
Dodatkowe LSS na statku kosmicznym
Oprócz głównych, na statku kosmicznym prezentowane są również inne środki. Oto systemy podtrzymywania życia, które można wyróżnić w tym kompleksie:
- SSBO - środki utrzymania sanitarnego i domowego. Przeznaczone są do dwóch celów – ma to zapewnić higienę osobistą załogi (prysznic,pranie) i zaspokojenie przez astronautów codziennych potrzeb domowych: świeże ubrania, pościel, narzędzia do sanitarnego czyszczenia przedziałów.
- СЗ - środki ochrony osobistej dla astronautów. Przede wszystkim są to modele ratowniczych kombinezonów kosmicznych, masek oddechowych, które zapewniają ochronę załodze w sytuacjach awaryjnych - w przypadku pożaru na pokładzie, rozhermetyzowania przedziału i tak dalej. Są to również modele kombinezonów ochronnych przeznaczonych dla człowieka do wyjścia w kosmos i pracy w takich warunkach.
- Zaplecze medyczne i biologiczne. Są to różne urządzenia i przyrządy do medycznej kontroli załogi, leki, sprzęt do ćwiczeń do treningu fizycznego.
LSS w samolotach
System podtrzymywania życia jest uważany za zespół agregatów, urządzeń i zapasów substancji, które zapewniają normalne warunki życia załodze i pasażerom samolotu podczas całego lotu. Ponieważ organizm ludzki może normalnie funkcjonować tylko w niewielkich odchyleniach od wartości ziemskich, głównym zadaniem LSS jest zapewnienie warunków funkcjonowania i aktywności życiowej na dowolnej wysokości jak najbardziej zbliżonej do ziemskich.
Wśród ważnych funkcji LSS są następujące:
- Utrzymanie normalnych wartości ciśnienia w kabinach, a także szybkości jego zmiany.
- Utrzymanie normalnych wartości temperatury, wilgotności względnej, prędkości i zużycia powietrza w kabinach,jak również ciśnienie cząstkowe tlenu, dwutlenku węgla i innych gazów.
- Oczyszczanie powietrza ze szkodliwych mikrozanieczyszczeń.
- Ochrona załogi i pasażerów przed szkodliwym wpływem hałasu, promieniowania słonecznego itp.
Prywatne i zbiorowe LSS w samolocie
Kompleks LSS ma zatem na celu zapewnienie funkcjonowania wszystkich systemów organizmu człowieka (utrzymanie wymiany ciepła, wymiany gazowej itp.), a także warunków utrzymania normalnej zdolności do pracy członków załogi. Aby rozwiązać wszystkie powyższe problemy w samolotach, można wymyślić dwa rodzaje systemów podtrzymywania życia:
- Zbiorowe. Są to LSS kabin wielomiejscowych, kabiny pasażerskie.
- Dostosowane. Grupa obejmuje LSS kabin samolotów jednomiejscowych, specjalne zdejmowane kapsuły.
Jednym z najskuteczniejszych obecnie sposobów na utrzymanie sprawności załóg wielu samolotów, niezbędnych warunków do zapewnienia życia pasażerom samolotów cywilnych, są kabiny ciśnieniowe z systemami klimatyzacji SCR.
LSS na okrętach podwodnych
Systemy podtrzymywania życia na okrętach podwodnych to zestaw narzędzi zapewniających żywotną aktywność personelu okrętu podwodnego w czasie jego przebywania pod wodą. Zwykle zawierają następujące elementy:
- Systemy do usuwania nadmiaru dwutlenku węgla z powietrza.
- Usuwanie szkodliwych lotnych mikrozanieczyszczeń z atmosfery każdego z przedziałów.
- Dopływ powietrzawymagana ilość tlenu.
- Utrzymywanie komfortowej temperatury powietrza, usuwanie z niego nadmiaru wilgoci.
- Zbieranie i późniejsze usuwanie odpadów ludzkich.
- Zapewnienie załodze wystarczającej ilości świeżej wody, odpowiednich racji żywnościowych itp.
Rola LSS na okrętach podwodnych szczególnie wzrosła w ostatnim czasie. Wynika to z faktu, że pojawia się coraz więcej nowych modeli łodzi podwodnych, które mogą dłużej przebywać pod wodą.
System podtrzymywania życia w mieście
Tutaj LSS odnosi się do kompleksu działań urbanistycznych, gospodarczych, medycznych i profilaktycznych, społecznych i społecznych. Wszystkie mają na celu zneutralizowanie lub złagodzenie negatywnego wpływu środowiska na życie ludności. Za ważne cele uważa się również utrzymanie wysokiej zdolności do pracy obywateli, utrzymanie zadowalających wskaźników zdrowia i dobrostanu społecznego.
Stworzenie miejskich systemów podtrzymywania życia będzie miało szczególne znaczenie w rozwoju gospodarczym terytoriów o ekstremalnych warunkach życia i przyciągających obywateli do pracy tam na podstawie umowy na czas nieokreślony. Tutaj SJO zaopiekuje się nie tylko samym pracownikiem, ale także jego rodziną, która zdecydowała się na przeprowadzkę.
System podtrzymywania życia powinien obejmować nie tylko czas pobytu osoby w mieście, ale także okres przed nim (szkolenie zawodowe, selekcja medyczna i psychologiczna, zapewnienie rodzinie udogodnień socjalnych podczas nieobecności żywiciela rodziny) oraz po wygaśnięciu umowy (zatrudnienie dlaspecjalności, luksusowe mieszkania itp.)
Chłodzenie, kriogeniczne systemy podtrzymywania życia
I ostatni aspekt koncepcji, którą analizujemy. Dziś specjalność „Chłodnictwo, urządzenia kriogeniczne i systemy podtrzymywania życia” staje się dość popularna na rynku pracy. Wynika to z faktu, że takie jednostki są podstawą produkcji wielu nowoczesnych przedsiębiorstw. Obszar wymaga ciągłego doskonalenia, rozwoju nowych technologii, pojawiania się innowacyjnych technologii, kreatywnych pomysłów.
Obszary treningowe
Wszystkie powyższe i są w stanie zapewnić pracodawcy młodych specjalistów studiujących na kierunku „Chłodnictwo i systemy podtrzymywania życia”. Podczas szkolenia uczą się bezpośrednio:
- Teoretyczne podstawy specjalności.
- Praca obliczeniowa i eksperymentalna z obiektami badań naukowych.
- Rozwiązywanie problemów w dziedzinie technologii kriogenicznej i chłodniczej.
- Projektuj, twórz i używaj nowych jednostek.
- Wykorzystanie technologii informatycznych w swoich działaniach.
- Podstawy zarządzania projektami.
- Organizacja analizy marketingowej.
Zauważyłeś, że systemy podtrzymywania życia to dość wielopłaszczyznowa koncepcja. Jest to istotne zarówno dla łodzi podwodnej, statku kosmicznego, jak i dla miasta, sprzętu w produkcji.
