Nel quadro di questo articolo, considereremo un concetto molto ampio che è rilevante per i veicoli spaziali, per gli aerei, per i sottomarini e per una struttura così vasta come una città, una metropoli. Questi sono sistemi di supporto vitale. Analizziamo direttamente cosa significa esattamente il concetto in relazione a tutte le sue applicazioni, evidenziando importanti tratti distintivi.
Definizione generale
I sistemi di supporto vitale sono complessi che aiutano a creare condizioni confortevoli, ottimali e accettabili per la vita, la vita, il funzionamento dell'equipaggio, dei passeggeri, dei residenti di qualsiasi nave, apparato, oggetto.
In base al loro scopo, possono essere suddivisi in sottosistemi più piccoli: aria condizionata, sanitari, ecc.
LSS su un'astronave
Il sistema di supporto vitale su un veicolo spaziale durante i voli con equipaggio è quel gruppo di apparecchiature, macchinari, dispositivi che permette a una persona di sopravvivere incondizioni dello spazio, mantiene in vita l'equipaggio dell'aeromobile.
Il volo spaziale è associato a tutta una serie di condizioni insolite: radiazioni ionizzanti, vuoto completo, trasferimento di calore radiante. Per trasferirlo, una persona deve trovarsi in un compartimento chiuso e sigillato del veicolo spaziale. Lì vengono create tutte le condizioni per garantire la normale vita e il lavoro dell'astronauta a bordo. È importante mantenerli stabili durante il volo.
I sistemi di supporto vitale forniscono al compartimento le sostanze necessarie per il funzionamento biologico dell'astronauta. Allo stesso tempo, rimuovono continuamente i rifiuti umani.
I sistemi di supporto vitale sono anche abbreviati in LSS. Il loro secondo nome comune è sistemi di bordo di un veicolo spaziale aereo.
Indicatori supportati
Speciali sistemi di supporto vitale regolano ciascuno dei seguenti indicatori:
- Pressione totale del compartimento.
- Pressione parziale dell'azoto.
- Pressione parziale dell'ossigeno.
- Pressione parziale dell'anidride carbonica.
- Umidità relativa.
- Temperatura dell'aria.
- La temperatura delle pareti del compartimento in cui vivono gli astronauti.
- Consumo di ossigeno da parte dell'equipaggio.
- Dissipazione del calore.
- Emissione di anidride carbonica.
- Consumo di acqua e cibo.
- Isolamento degli escrementi.
- Escrezione urinaria.
- Acqua metabolica.
- Respiratoriocoefficiente.
- Acqua igienica.
LSS principale sull'astronave
Ora consideriamo quali sistemi di supporto vitale regolano gli indicatori di cui sopra su un veicolo spaziale:
- SKO - sistema di fornitura di ossigeno. Fornisce ossigeno all'atmosfera dell'abitacolo nella quantità di 0,9 kg/giorno per cosmonauta. Inoltre, l'RMS mantiene la pressione parziale dell'ossigeno nell'intervallo di valori impostato: 18-32 kPa.
- SOA - sistema di purificazione dell'atmosfera. Prevede la raccolta e la successiva rimozione dell'anidride carbonica dall'atmosfera del vano abitabile in ragione di 1 kg/giorno per persona. Allo stesso tempo, mantiene una pressione parziale di anidride carbonica non superiore a 1 kPa e garantisce la purificazione dell'atmosfera dalle microimpurezze dannose rilasciate dalle apparecchiature operative e dalle persone. SKO e SOA possono spesso essere combinati in un unico grande sistema: SOGS (un sistema per la pulizia della composizione gassosa dell'aria nel vano abitativo).
- SVO - sistema di approvvigionamento idrico. Il suo compito sulla navicella spaziale è fornire agli astronauti acqua potabile pulita nella quantità di 2,5 kg/giorno a persona. Se allo stesso tempo l'equipaggio consuma prodotti alimentari naturali contenenti acqua (fino a 500 g/giorno), la fornitura si riduce a 2 kg/giorno per cosmonauta.
- SOP - sistema di alimentazione dell'equipaggio. Dovrebbe fornire agli astronauti una buona alimentazione. La dieta contiene grassi, carboidrati e proteine nel loro rapporto di massa di 1:4:1. calorie totaliil cibo consumato da una persona dovrebbe raggiungere i 12.500 kJ al giorno.
- CPT - sistema di controllo della temperatura (nonché dell'umidità relativa dell'atmosfera). Su un veicolo spaziale, di solito è combinato con un STR, un sistema di controllo termico. Insieme svolgono le seguenti operazioni: asportano il calore generato da una persona dal vano abitativo (circa 145 W per persona al giorno), eliminano il vapore acqueo dall'atmosfera emesso dagli astronauti durante la respirazione (circa 50 g per persona al giorno), mantenere la temperatura specificata dell'atmosfera (18-22°C), umidità relativa (entro 30-70%), circolazione delle masse d'aria nel compartimento (0,1-0,4 m/s).
- SMS - sistema di sm altimento rifiuti. Fornisce la raccolta e il successivo isolamento dall'atmosfera dei rifiuti umani liquidi e solidi.
- SRD - mezzo di regolazione della pressione. Mantenere la pressione totale dell'atmosfera nel vano abitativo entro 77-107 kPa. Inoltre, controllano la tenuta del vano abitativo, compensano le perdite d'aria da esso.
Tutti i suddetti sistemi di supporto vitale funzionano per soddisfare i bisogni fisiologici immediati degli astronauti in un compartimento chiuso.
LSS aggiuntivo sull'astronave
Oltre a quelli principali, sulla navicella vengono presentati anche altri mezzi. Ecco i sistemi di supporto vitale che si possono distinguere in questo complesso:
- SSBO - mezzi di supporto sanitario e domestico. Sono progettati per due scopi: garantire l'igiene personale dell'equipaggio (doccia,lavaggio) e la soddisfazione da parte degli astronauti delle necessità domestiche quotidiane: vestiti puliti, biancheria da letto, strumenti per la pulizia sanitaria degli scomparti.
- СЗ - dispositivi di protezione individuale per gli astronauti. Innanzitutto, ci sono modelli di salvataggio di emergenza di tute spaziali, maschere respiratorie che forniscono protezione all'equipaggio in condizioni di emergenza - in caso di incendio a bordo, depressurizzazione del compartimento e così via. Inoltre, questi sono modelli di tute protettive progettate per l'uomo per andare nello spazio e lavorare in tali condizioni.
- Strutture di supporto medico e biologico. Si tratta di vari dispositivi e strumenti per il controllo medico dell'equipaggio, medicinali, attrezzature per esercizi fisici per l'allenamento fisico.
LSS in aereo
Il sistema di supporto vitale qui è considerato un complesso di aggregati, dispositivi e scorte di sostanze che forniscono condizioni di vita normali per l'equipaggio e i passeggeri dell'aeromobile durante il volo. Poiché il corpo umano può funzionare normalmente solo entro piccole deviazioni dai valori terreni, il compito principale dell'LSS è quello di fornire condizioni per il funzionamento e l'attività vitale a qualsiasi altitudine il più vicino possibile a quelle terrene.
Tra le funzioni importanti di LSS ecco le seguenti:
- Mantenimento dei valori di pressione normali nelle cabine, così come il tasso di variazione.
- Mantenimento dei valori normali di temperatura, umidità relativa, velocità e consumo d'aria nelle cabine,così come la pressione parziale di ossigeno, anidride carbonica e altri gas.
- Pulizia dell'aria da micro-impurità dannose.
- Protezione dell'equipaggio e dei passeggeri dagli effetti nocivi di rumore, radiazioni solari, ecc.
LSS privato e collettivo in aereo
Il complesso LSS, quindi, è finalizzato a garantire il funzionamento di tutti i sistemi del corpo umano (mantenimento dello scambio termico, scambio gassoso, ecc.), nonché le condizioni per il mantenimento della normale capacità lavorativa dei membri dell'equipaggio. Per risolvere tutti i problemi di cui sopra negli aerei, è possibile pensare a due tipi di sistemi di supporto vitale:
- Collettiva. Questi sono LSS di cabine a più posti, cabine di linea passeggeri.
- Personalizzata. Il gruppo comprende LSS di cabine di aeromobili monoposto, speciali capsule staccabili.
Uno dei modi più efficaci oggi per mantenere l'efficienza degli equipaggi di un certo numero di aeromobili, le condizioni necessarie per garantire la vita dei passeggeri degli aerei di linea civili, sono le cabine pressurizzate con SCR - sistemi di condizionamento dell'aria.
LSS sui sottomarini
I sistemi di supporto vitale sui sottomarini sono un insieme di strumenti che garantiscono l'attività vitale del personale del sottomarino nel momento in cui si trova sott'acqua. Di solito includono quanto segue:
- Sistemi per la rimozione dell'anidride carbonica in eccesso dall'aria.
- Rimozione di microimpurezze volatili nocive dall'atmosfera di ciascuno dei compartimenti.
- Rifornimento d'ariaquantità richiesta di ossigeno.
- Mantenere una temperatura dell'aria confortevole, rimuovendo l'umidità in eccesso.
- Raccolta e successivo sm altimento dei rifiuti umani.
- Fornire all'equipaggio acqua fresca sufficiente, razioni adeguate, ecc.
Il ruolo degli LSS sui sottomarini è particolarmente aumentato di recente. Ciò è dovuto al fatto che ci sono sempre più nuovi modelli di sottomarini che possono rimanere sott'acqua più a lungo.
Sistema di supporto vitale della città
Qui, LSS si riferisce a un complesso di attività di pianificazione urbana, economiche, mediche e preventive, sociali e comunitarie. Tutti hanno lo scopo di neutralizzare o appianare l'impatto negativo dell'ambiente sulla vita della popolazione. Anche il mantenimento di un'elevata capacità lavorativa dei cittadini, il mantenimento di indicatori di salute e benessere sociale soddisfacenti sono considerati obiettivi importanti.
La creazione di sistemi di supporto alla vita in città sarà particolarmente rilevante per lo sviluppo economico di territori con condizioni estreme di vita e per attirare i cittadini a lavorare lì con un contratto a tempo indeterminato. L'SJO qui si prenderà cura non solo del dipendente stesso, ma anche della sua famiglia, che ha deciso di trasferirsi.
Il sistema di supporto vitale qui dovrebbe coprire non solo il periodo di permanenza di una persona in città, ma anche il periodo precedente (formazione professionale, selezione medica e psicologica, fornitura di servizi sociali alla famiglia durante l'assenza del capofamiglia) e dopo la scadenza del contratto (prestazione di lavoro perspecialità, alloggi di lusso, ecc.)
Sistemi di refrigerazione e criogenici di supporto vitale
E l'ultimo aspetto del concetto che stiamo analizzando. Oggi, la specialità "Refrigerazione, apparecchiature criogeniche e sistemi di supporto vitale" sta diventando molto popolare nel mercato del lavoro. Ciò è dovuto al fatto che tali unità sono la base della produzione per molte imprese moderne. L'area richiede un miglioramento continuo, lo sviluppo di nuove tecnologie, l'emergere di tecnologie innovative, idee creative.
Aree di allenamento
Tutto quanto sopra e sono in grado di fornire al datore di lavoro giovani professionisti che studiano nella direzione di "Sistemi di refrigerazione e supporto vitale". Durante l'allenamento, imparano direttamente quanto segue:
- Fondamenti teorici della specialità.
- Lavoro computazionale e sperimentale con oggetti di ricerca scientifica.
- Soluzione dei problemi nel campo della tecnologia criogenica e della refrigerazione.
- Progetta, crea e utilizza nuove unità.
- L'uso della tecnologia dell'informazione nelle loro attività.
- Nozioni di base sulla gestione del progetto.
- Organizzazione delle analisi di marketing.
Hai visto che i sistemi di supporto vitale sono un concetto piuttosto sfaccettato. È rilevante sia per un sottomarino, un veicolo spaziale, sia per una città, equipaggiamento in produzione.
