В рамках данной статьи мы рассмотрим весьма широкое понятие, которое актуально и для космических кораблей, и для летательных аппаратов, и для подводных лодок и для такой обширной структуры, как город, мегаполис. Это системы жизнеобеспечения. Непосредственно разберем, что конкретно означает понятие касательно всех его применений, выделим важные отличительные черты.
Общее определение
Система жизнеобеспечения - это комплексы, помогающие создать комфортные, оптимальные, приемлемые условия для проживания, жизнедеятельности, функционирования экипажа, пассажиров, жителей какого-либо судна, аппарата, объекта.
По своему назначению они могут подразделяться на более мелкие подсистемы: кондиционирования воздуха, санитарно-бытовые и проч.
СЖО на космическом корабле
Система жизнеобеспечения на космическом корабле при пилотируемых полетах - та группа оборудования, техники, устройств, что позволяет человеку выживать в условиях космоса, поддерживает жизнь экипажу летательного аппарата.
Космический полет сопряжен с целой массой необычных условий - ионизирующие излучения, полный вакуум, лучистый теплообмен. Чтобы перенести его, человек должен находиться в замкнутом герметичном отсеке космического корабля. Там создаются все условия для обеспечения нормальной жизни и работы космонавта на борту. Важно их стабильное поддержание на всем протяжении полета.
Системы жизнеобеспечения подают в отсек вещества, необходимые для биологического функционирования космонавта. Вместе с тем они бесперебойно удаляют продукты жизнедеятельности человека.
Системы жизнеобеспечения также кратко именуются аббревиатурой СЖО. Второе их распространенное название - бортовые системы летательного космического аппарата.
Поддерживаемые показатели
Специальные системы жизнеобеспечения регулируют каждый из перечисленных ниже показателей:
- Общее давление в отсеке.
- Парциальное давление азота.
- Парциальное давление кислорода.
- Парциальное давление углекислого газа.
- Относительная влажность воздуха.
- Температура воздуха.
- Температура стенок отсека, в котором обитают космонавты.
- Потребление кислорода экипажем.
- Тепловыделение.
- Выделение углекислого газа.
- Потребление воды и пищи.
- Выделение экскрементов.
- Выделение мочи.
- Метаболическая вода.
- Дыхательный коэффициент.
- Гигиеническая вода.
Основные СЖО на космическом корабле
Рассмотрим теперь, какие системы жизнеобеспечения регулируют вышеперечисленные показатели на космическом летательном аппарате:
- СКО - система кислородообеспечения. Обеспечивает подачу в атмосферу жилого отсека кислорода в объеме 0,9 кг/сутки на одного космонавта. Кроме того, СКО поддерживает парциальное давление кислорода в установленном разбеге значений : 18-32 кПа.
- СОА - система очистки атмосферы. Она обеспечивает сбор и последующее удаление из атмосферы обитаемого отсека углекислого газа в расчете 1 кг/сутки на одного человека. Вместе с тем поддерживает парциальное давление углекислого газа не более 1 кПа, обеспечивает очистку атмосферы от вредных микропримесей, которые выделяются работающим оборудованием и человеком. СКО и СОА нередко могут быть объединены в одну крупную систему - СОГС (систему очистки газового состава воздуха жилого отсека).
- СВО - система водообеспечения. Ее задача на космическом корабле - обеспечивать космонавтов чистой питьевой водой в объеме 2,5 кг/сутки на одного человека. Если при этом экипаж потребляет натуральные продукты питания, содержащие в своем составе воду (до 500 г/сутки), то обеспечение снижается до 2 кг/сутки на одного космонавта.
- СОП - система питания экипажа. Должна обеспечивать космонавтов полноценным питанием. Рацион содержит жиры, углеводы и белки в их массовом между собой соотношении 1:4:1. Общая калорийность съеденных человеком продуктов при этом должна достигать 12500 кДж в сутки.
- СРТ - система регулирования температуры (а также и относительной влажности атмосферы). На космическом корабле обычно объединяется с СТР - системой терморегулирования. Вместе они осуществляют следующее: отводят из жилого отсека тепло, выделяемое человеком (около 145 Вт на человека в сутки), удаляют из атмосферы пары воды, выделяемые космонавтами при дыхании (около 50 г на человека в сутки), поддерживают заданную температуру атмосферы (18-22° по Цельсию), относительную влажность воздуха (в пределах 30-70 %), циркуляцию воздушных масс в отсеке (0,1-0,4 м/с).
- СУО - система удаления отходов. Обеспечивает сбор и последующую изоляцию из атмосферы как жидких, так и твердых продуктов жизнедеятельности человека.
- СРД - средства регулирования давления. Поддерживают общее давление атмосферы в жилом отсеке в пределах 77-107 кПа. Кроме этого, контролируют герметичность жилого отсека, компенсируют утечки из него воздуха.
Все вышеуказанные системы жизнеобеспечения работают на обеспечение непосредственных физиологических нужд космонавтов, находящихся в замкнутом отсеке.
Дополнительные СЖО на космическом корабле
Помимо основных, на космическом корабле также представлены и другие средства. Вот какие системы жизнеобеспечения можно выделить в этом комплексе:
- ССБО - средства санитарного и бытового обеспечения. Они предназначены для двух целей - это обеспечение личной гигиены экипажа (душ, умывание) и удовлетворение космонавтами повседневных бытовых нужд: свежая одежда, спальные принадлежности, инструменты для санитарной уборки отсеков.
- СЗ - средства для индивидуальной защиты космонавтов. Прежде всего, тут выделяются аварийно-спасательные модели скафандров, дыхательные маски, которые обеспечивают защиту экипажа в чрезвычайных условиях - при возникновении пожара на борту, разгерметизации отсека и проч. Также это и модели защитных скафандров, предназначенные для выхода человека в открытый космос и работы в таких условиях.
- Средства медико-биологического обеспечения. Это различные приборы и инструменты для медицинского контроля экипажа, медикаменты, тренажеры для физических тренировок.
СЖО на самолетах
Системой жизнеобеспечения здесь считается комплекс агрегатов, устройств и запасов веществ, обеспечивающий нормальные условия жизнедеятельности экипажа и пассажиров летательного средства на всех протяжении полета. Так как организм человека может нормально функционировать только в пределах небольших отклонений от земных значений, то основная задача СЖО - обеспечить на любой высоте условия функционирования и жизнедеятельности, максимально близкие к земным.
Среди важных функций СЖО здесь можно выделить следующие:
- Поддержание в кабинах нормальных значений давления, а также скорости его изменения.
- Поддержание в кабинах нормальных значений температуры, относительной влажности, скорости движения и расхода людьми воздуха, а также парциального давления кислорода, углекислого и иных газов.
- Очистка воздуха от вредных микропримесей.
- Защита экипажа и пассажиров от вредного воздействия шумов, солнечной радиации и проч.
Частные и коллективные СЖО в самолетах
Комплекс СЖО, таким образом, направлен на обеспечение функционирования всех систем человеческого организма (поддержание теплообмена, газообмена и проч.), а также условий поддержания нормальной работоспособности членов экипажа. Для решения всех вышеописанных задач в самолетах могут быть продуманы две разновидности систем жизнеобеспечения:
- Коллективные. Это СЖО многоместных кабин, салонов пассажирских длайнеров.
- Индивидуальные. В группу входят СЖО кабин одноместных летательных аппаратов, специальных отделяемых капсул.
Одним из самых эффективных на сегодня способов поддержания работоспособности экипажей целого ряда летательных препаратов, необходимых условий для обеспечения жизнедеятельности пассажиров гражданских лайнеров, считаются гермокабины с СКВ - системами кондиционирования воздуха.
СЖО на подводных лодках
Системы жизнеобеспечения на подлодках - это комплекс средств, обеспечивающих жизнедеятельность личного состава субмарины в моменты ее нахождения под водой. Обычно включают в себя следующее:
- Системы удаления из воздуха лишнего углекислого газа.
- Удаление вредных летучих микропримесей из атмосферы каждого из отсеков.
- Подача в воздух необходимого объема кислорода.
- Поддержание комфортной температуры воздуха, удаление из него лишней влаги.
- Сбор и последующее удаление продуктов жизнедеятельности человека.
- Обеспечение экипажа достаточным объемом пресной воды, полноценным рационом и проч.
Роль СЖО на подлодках особенно возросла в последнее время. Это связано с тем, что появляются все новые и новые модели субмарин, способных находиться под водой более длительное время.
Система жизнеобеспечения города
Здесь под СЖО понимается комплекс градостроительных, экономических, медико-профилактических, социально-бытовых мероприятий. Все они направлены на нейтрализацию или сглаживание негативного влияния окружающей среды на жизнедеятельность населения. Важными целями также считается поддержание высокой работоспособности граждан, сохранение удовлетворительных показателей здоровья и социального благополучия.
Создание систем жизнеобеспечения города особо будет актуально при экономическом освоении территорий с экстремальными условиями для проживания и привлечении туда на работу граждан по контракту на неопределенный срок. СЖО здесь будет заботиться не только о самом работнике, но и о его семье, решившейся на переезд.
Система жизнеобеспечения тут должна охватывать не только время пребывания человека в городе, но и период перед этим (профессиональная подготовка, медицинский и психологический отбор, обеспечение семьи социально-бытовыми удобствами на время отсутствия кормильца) и после окончания срока контракта (обеспечение занятостью по специальности, жильем повышенной комфортности и проч.)
Холодильные, криогенные системы жизнеобеспечения
И последний аспект разбираемого нами понятия. Сегодня довольно популярной на рынке труда становится специальность "Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения". Связано это с тем, что подобные агрегаты - основа производства для многих современных предприятий. Область требует постоянного совершенствования, развития новых технологий, появления инновационных технологий, креативных идей.
Направления подготовки
Все вышеперечисленное и способны представить работодателю молодые специалисты, обучающиеся по направлению "Холодильная техника и системы жизнеобеспечения". Во время подготовки они непосредственно осваивают следующее:
- Теоретические основы специальности.
- Расчетно-экспериментальные работы с объектами научных изысканий.
- Решение задач в сфере криогенной и холодильной техники.
- Конструирование, создание и применение новых агрегатов.
- Применение информационных технологий в своей деятельности.
- Основы управления проектами.
- Организация маркетингового анализа.
Вы убедились, что системы жизнеобеспечения - достаточно многогранное понятие. Оно актуально как для подлодки, космического корабля, так и для города, оборудования на производстве.
