В рамките на тази статия ще разгледаме много широка концепция, която е от значение за космически кораби, за самолети, за подводници и за такава обширна структура като град, метрополис. Това са системи за поддържане на живота. Нека директно анализираме какво точно означава концепцията във връзка с всички нейни приложения, подчертаваме важни отличителни черти.
Обща дефиниция
Системите за поддържане на живота са комплекси, които спомагат за създаването на удобни, оптимални, приемливи условия за живот, живот, функциониране на екипажа, пътниците, обитателите на всеки кораб, апарат, обект.
Според предназначението си те могат да бъдат разделени на по-малки подсистеми: климатична, санитарна и др.
LSS на космически кораб
Системата за поддържане на живота на космически кораб по време на пилотирани полети е тази група оборудване, машини, устройства, които позволяват на човек да оцелее вусловия на космоса, поддържа екипажа на самолета жив.
Космическият полет е свързан с цял набор от необичайни условия - йонизиращо лъчение, пълен вакуум, излъчване на топлина. За да го прехвърли, човек трябва да бъде в затворено запечатано отделение на космическия кораб. Там са създадени всички условия за осигуряване на нормалния живот и работа на космонавта на борда. Важно е да ги поддържате стабилни през целия полет.
Системите за поддържане на живота снабдяват отделението с веществата, необходими за биологичното функциониране на астронавта. В същото време те непрекъснато премахват човешките отпадни продукти.
Системите за поддържане на живота също са съкратени като LSS. Второто им общо име е бордови системи на космически кораб.
Поддържани индикатори
Специални системи за поддържане на живота регулират всеки от следните показатели:
- Общо налягане в отделението.
- Частично налягане на азота.
- Парциално налягане на кислорода.
- Парциално налягане на въглероден диоксид.
- Относителна влажност.
- Температура на въздуха.
- Температурата на стените на отделението, в което живеят астронавтите.
- Разход на кислород от екипажа.
- Разсейване на топлината.
- Емисия на въглероден диоксид.
- Консумация на вода и храна.
- Изолиране на екскрети.
- Извеждане на урина.
- Метаболитна вода.
- Дихателнакоефициент.
- Хигиенна вода.
Основна LSS на космическия кораб
Сега нека помислим кои системи за поддържане на живота регулират горните индикатори на космически кораб:
- SKO - система за подаване на кислород. Осигурява снабдяване с кислород на атмосферата на жилищното отделение в размер на 0,9 кг/ден на космонавт. В допълнение, RMS поддържа парциалното налягане на кислорода в зададения диапазон от стойности: 18-32 kPa.
- SOA - система за пречистване на атмосферата. Той предвижда събиране и последващо отстраняване на въглероден диоксид от атмосферата на обитаемото отделение в размер на 1 кг/ден на човек. В същото време поддържа парциално налягане на въглероден диоксид не повече от 1 kPa и осигурява пречистване на атмосферата от вредни микропримеси, които се отделят от работещо оборудване и хора. SKO и SOA често могат да бъдат комбинирани в една голяма система - SOGS (система за почистване на газовия състав на въздуха в жилищното отделение).
- SVO - водоснабдителна система. Неговата задача на космическия кораб е да осигури на астронавтите чиста питейна вода в количество от 2,5 кг/ден на човек. Ако в същото време екипажът консумира натурални хранителни продукти, съдържащи вода (до 500 g/ден), тогава провизията се намалява до 2 kg/ден на космонавт.
- SOP - система за хранене на екипажа. Тя трябва да осигури на астронавтите добро хранене. Диетата съдържа мазнини, въглехидрати и протеини в тяхното масово съотношение 1:4:1. общи калориихраната, изядена от човек, трябва да достигне 12 500 kJ на ден.
- CPT - система за контрол на температурата (както и относителната влажност на атмосферата). На космически кораб обикновено се комбинира със STR - система за термичен контрол. Заедно те извършват следното: премахват топлината, генерирана от човек от жилищното отделение (около 145 W на човек на ден), премахват водните пари от атмосферата, отделяни от астронавтите по време на дишане (около 50 g на човек на ден), поддържайте определената температура на атмосферата (18-22°C), относителна влажност (в рамките на 30-70%), циркулация на въздушните маси в отделението (0,1-0,4 m/s).
- SMS - система за изхвърляне на отпадъци. Осигурява събиране и последващо изолиране от атмосферата както на течни, така и на твърди човешки отпадъци.
- SRD - средство за регулиране на налягането. Поддържайте общото налягане на атмосферата в жилищното отделение в рамките на 77-107 kPa. Освен това те контролират херметичността на жилищното отделение, компенсират изтичането на въздух от него.
Всички горепосочени системи за поддържане на живота работят за задоволяване на непосредствените физиологични нужди на астронавтите в затворено отделение.
Допълнителен LSS на космическия кораб
Освен основните, на космическия кораб са представени и други средства. Ето животоподдържащите системи, които могат да бъдат разграничени в този комплекс:
- SSBO - средства за санитарно-битово подпомагане. Те са предназначени за две цели - това е да осигурят личната хигиена на екипажа (душ,пране) и задоволяване от космонавтите на ежедневните битови нужди: свежи дрехи, спално бельо, инструменти за санитарно почистване на отделения.
- СЗ - лични предпазни средства за космонавти. На първо място, има аварийно-спасителни модели на скафандри, дихателни маски, които осигуряват защита на екипажа при аварийни условия - в случай на пожар на борда, разхерметизиране на отделението и т.н. Също така, това са модели защитни костюми, предназначени за човек да излиза в космоса и да работи при такива условия.
- Съоръжения за медицинска и биологична помощ. Това са различни уреди и инструменти за медицински контрол на екипажа, лекарства, уреди за упражнения за физическа подготовка.
LSS на самолети
Системата за поддържане на живота тук се счита за комплекс от агрегати, устройства и запаси от вещества, които осигуряват нормални условия на живот на екипажа и пътниците на самолета през целия полет. Тъй като човешкото тяло може да функционира нормално само в рамките на малки отклонения от земните стойности, основната задача на LSS е да осигури условия за функциониране и жизнена дейност на всяка надморска височина, възможно най-близки до земните.
Сред важните функции на LSS тук са следните:
- Поддържане на нормални стойности на налягането в кабините, както и скоростта на неговото изменение.
- Поддържане на нормални стойности на температура, относителна влажност, скорост и разход на въздух в кабините,както и парциалното налягане на кислорода, въглеродния диоксид и други газове.
- Почистване на въздуха от вредни микро-примеси.
- Защита на екипажа и пътниците от вредното въздействие на шум, слънчева радиация и др.
Частно и колективно LSS в самолети
Комплексът LSS, следователно, е насочен към осигуряване на функционирането на всички системи на човешкото тяло (поддържане на топлообмен, газообмен и др.), както и на условията за поддържане на нормалната работоспособност на членовете на екипажа. За да се решат всички горепосочени проблеми в самолетите, могат да се измислят два типа системи за поддържане на живота:
- Колективна. Това са LSS от многоместни кабини, каюти за пътнически лайнер.
- Персонализирано. Групата включва LSS от кабини на едноместни самолети, специални разглобяеми капсули.
Един от най-ефективните начини днес за поддържане на работоспособността на екипажите на редица самолети, необходимите условия за осигуряване живота на пътниците на граждански самолети, са кабините под налягане със SCR - климатични системи.
LSS на подводници
Системите за поддържане на живота на подводниците са набор от инструменти, които осигуряват жизнената дейност на персонала на подводницата в момента на нейното пребиваване под вода. Обикновено включва следното:
- Системи за отстраняване на излишния въглероден диоксид от въздуха.
- Отстраняване на вредни летливи микропримеси от атмосферата на всяко от отделенията.
- Подаване на въздухнеобходимото количество кислород.
- Поддържане на комфортна температура на въздуха, премахване на излишната влага от него.
- Събиране и последващо изхвърляне на човешки отпадъци.
- Осигуряване на екипажа с достатъчно прясна вода, адекватни дажби и др.
Ролята на LSS на подводниците се е увеличила особено напоследък. Това се дължи на факта, че има все повече нови модели подводници, които могат да останат под вода за по-дълго време.
Градска система за поддържане на живота
Тук LSS се отнася до комплекс от градско планиране, икономически, медицински и превантивни, социални и обществени дейности. Всички те са насочени към неутрализиране или изглаждане на негативното въздействие на околната среда върху живота на населението. Поддържането на висока работоспособност на гражданите, поддържането на задоволителни показатели за здравето и социалното благосъстояние също се считат за важни цели.
Създаването на градски животоподдържащи системи ще бъде особено актуално в икономическото развитие на територии с екстремни условия за живот и привличане на граждани да работят там по договор за неопределено време. SJO тук ще се грижи не само за самия служител, но и за семейството му, което е решило да се премести.
Системата за поддържане на живота тук трябва да покрива не само времето, през което човек пребивава в града, но и периода преди него (професионално обучение, медицински и психологически подбор, осигуряване на социалните удобства на семейството по време на отсъствието на хранителя) и след изтичане на договора (предоставяне на работа заспециалитети, луксозни жилища и др.)
Хладилни, криогенни системи за поддържане на живота
И последният аспект на концепцията, която анализираме. Днес специалността „Хладилна, криогенна техника и системи за поддържане на живота” става доста популярна на пазара на труда. Това се дължи на факта, че такива единици са в основата на производството на много съвременни предприятия. Районът изисква постоянно усъвършенстване, развитие на нови технологии, поява на иновативни технологии, креативни идеи.
Зони за обучение
Всички изброени по-горе и са в състояние да осигурят на работодателя млади специалисти, обучаващи се в направление „Хладилни и животоподдържащи системи”. По време на обучение те директно научават следното:
- Теоретични основи на специалността.
- Изчислителна и експериментална работа с обекти на научни изследвания.
- Решение на проблеми в областта на криогенната и хладилната техника.
- Проектирайте, създавайте и използвайте нови единици.
- Използването на информационни технологии в техните дейности.
- Основи на управлението на проекти.
- Организиране на маркетингов анализ.
Видяхте, че системите за поддържане на живота са доста многостранна концепция. Това е подходящо както за подводница, космически кораб, така и за град, оборудване в производство.
