In het kader van dit artikel zullen we een zeer breed concept beschouwen dat relevant is voor ruimtevaartuigen, en voor vliegtuigen, en voor onderzeeërs, en voor zo'n uitgebreide structuur als een stad, metropool. Dit zijn levensondersteunende systemen. Laten we direct analyseren wat het concept precies betekent in relatie tot al zijn toepassingen, en belangrijke onderscheidende kenmerken benadrukken.
Algemene definitie
Levensondersteunende systemen zijn complexen die helpen bij het creëren van comfortabele, optimale en aanvaardbare omstandigheden voor het leven, het leven, het functioneren van de bemanning, passagiers, bewoners van elk vaartuig, apparaat, object.
Volgens hun doel kunnen ze worden onderverdeeld in kleinere subsystemen: airconditioning, sanitair, enz.
LSS op een ruimteschip
Het levensondersteunende systeem op een ruimtevaartuig tijdens bemande vluchten is die groep apparatuur, machines, apparaten waarmee een persoon kan overleven inomstandigheden van de ruimte, houdt de bemanning van het vliegtuig in leven.
Ruimtevlucht wordt geassocieerd met een hele reeks ongebruikelijke omstandigheden - ioniserende straling, volledig vacuüm, overdracht van stralingswarmte. Om het over te brengen, moet een persoon zich in een gesloten, verzegeld compartiment van het ruimtevaartuig bevinden. Daar worden alle voorwaarden gecreëerd om het normale leven en werk van de astronaut aan boord te verzekeren. Het is belangrijk om ze tijdens de vlucht stabiel te houden.
Levensondersteunende systemen voorzien het compartiment van de stoffen die nodig zijn voor het biologisch functioneren van de astronaut. Tegelijkertijd verwijderen ze voortdurend menselijke afvalproducten.
Levensondersteunende systemen worden ook afgekort als LSS. Hun tweede algemene naam is de boordsystemen van een ruimtevaartuig in een vliegtuig.
Ondersteunde indicatoren
Speciale levensondersteunende systemen reguleren elk van de volgende indicatoren:
- Totale compartimentdruk.
- Partiële druk van stikstof.
- Gedeeltelijke zuurstofdruk.
- Gedeeltelijke druk van kooldioxide.
- Relatieve vochtigheid.
- Luchttemperatuur.
- De temperatuur van de wanden van het compartiment waarin de astronauten leven.
- Zuurstofverbruik door de bemanning.
- Warmteafvoer.
- Emissie van kooldioxide.
- Verbruik van water en voedsel.
- Isolatie van uitwerpselen.
- Urine-uitscheiding.
- Metabool water.
- Ademhalingcoëfficiënt.
- Hygiënisch water.
Hoofd-LSS op het ruimteschip
Laten we nu eens kijken welke levensondersteunende systemen de bovenstaande indicatoren op een ruimtevaartuig regelen:
- SKO - zuurstoftoevoersysteem. Zorgt voor zuurstoftoevoer naar de atmosfeer van het wooncompartiment in een hoeveelheid van 0,9 kg/dag per kosmonaut. Bovendien houdt de RMS de partiële zuurstofdruk binnen het ingestelde bereik van waarden: 18-32 kPa.
- SOA - luchtzuiveringssysteem. Het voorziet in de verzameling en daaropvolgende verwijdering van koolstofdioxide uit de atmosfeer van het bewoonbare compartiment met een snelheid van 1 kg/dag per persoon. Tegelijkertijd handhaaft het een partiële kooldioxidedruk van niet meer dan 1 kPa en zorgt het voor de zuivering van de atmosfeer van schadelijke micro-onzuiverheden die vrijkomen door bedieningsapparatuur en mensen. SKO en SOA kunnen vaak worden gecombineerd tot één groot systeem - SOGS (een systeem voor het reinigen van de gassamenstelling van de lucht in het wooncompartiment).
- SVO - watervoorzieningssysteem. Zijn taak op het ruimtevaartuig is om astronauten te voorzien van schoon drinkwater in een hoeveelheid van 2,5 kg/dag per persoon. Als de bemanning tegelijkertijd natuurlijke voedselproducten consumeert die water bevatten (tot 500 g/dag), dan wordt de voorziening verlaagd tot 2 kg/dag per kosmonaut.
- SOP - voedingssysteem voor de bemanning. Het moet de astronauten van goede voeding voorzien. Het dieet bevat vetten, koolhydraten en eiwitten in hun massaverhouding van 1:4:1. totale calorieënvoedsel dat door een persoon wordt gegeten, zou 12.500 kJ per dag moeten bereiken.
- CPT - temperatuurregelsysteem (evenals de relatieve vochtigheid van de atmosfeer). Op een ruimtevaartuig wordt het meestal gecombineerd met een STR - een thermisch regelsysteem. Samen voeren ze het volgende uit: ze verwijderen de door een persoon gegenereerde warmte uit het wooncompartiment (ongeveer 145 W per persoon per dag), verwijderen waterdamp uit de atmosfeer die door astronauten wordt uitgestoten tijdens het ademen (ongeveer 50 g per persoon per dag), handhaaf de gespecificeerde temperatuur van de atmosfeer (18- 22 ° Celsius), relatieve vochtigheid (binnen 30-70%), circulatie van luchtmassa's in het compartiment (0,1-0,4 m/s).
- SMS - afvalverwerkingssysteem. Biedt inzameling en daaropvolgende isolatie van de atmosfeer van zowel vloeibare als vaste menselijke afvalproducten.
- SRD - middel voor drukregeling. Houd de totale druk van de atmosfeer in het wooncompartiment binnen 77-107 kPa. Bovendien regelen ze de dichtheid van het wooncompartiment en compenseren ze de luchtlekkage ervan.
Alle bovenstaande levensondersteunende systemen werken om te voldoen aan de onmiddellijke fysiologische behoeften van astronauten in een gesloten compartiment.
Extra LSS op het ruimteschip
Naast de belangrijkste worden er ook andere middelen op het ruimtevaartuig gepresenteerd. Dit zijn de levensondersteunende systemen die in dit complex kunnen worden onderscheiden:
- SSBO - middelen voor sanitaire en huishoudelijke ondersteuning. Ze zijn ontworpen voor twee doeleinden - dit is om de persoonlijke hygiëne van de bemanning te waarborgen (douche,wassen) en voldoening door astronauten aan de dagelijkse huishoudelijke behoeften: schone kleding, beddengoed, gereedschap voor het sanitair reinigen van compartimenten.
- СЗ - persoonlijke beschermingsmiddelen voor astronauten. Allereerst zijn er noodreddingsmodellen van ruimtepakken, ademhalingsmaskers die de bemanning beschermen in noodsituaties - in geval van brand aan boord, drukverlaging van het compartiment, enzovoort. Dit zijn ook modellen van beschermende pakken die zijn ontworpen voor de mens om de ruimte in te gaan en in dergelijke omstandigheden te werken.
- Medische en biologische ondersteunende faciliteiten. Dit zijn verschillende apparaten en instrumenten voor medische controle van de bemanning, medicijnen, oefenapparatuur voor fysieke training.
LSS op vliegtuigen
Het levensondersteunende systeem wordt hier beschouwd als een complex van aggregaten, apparaten en voorraden stoffen die tijdens de vlucht normale levensomstandigheden bieden aan de bemanning en passagiers van het vliegtuig. Aangezien het menselijk lichaam alleen normaal kan functioneren binnen kleine afwijkingen van aardse waarden, is de belangrijkste taak van de LSS om voorwaarden te scheppen voor functioneren en levensactiviteit op elke hoogte die zo dicht mogelijk bij de aardse ligt.
Een van de belangrijke functies van LSS zijn de volgende:
- Behoud van normale drukwaarden in de hutten, evenals de snelheid van de verandering.
- Het handhaven van normale waarden van temperatuur, relatieve vochtigheid, snelheid en luchtverbruik in de hutten,evenals de partiële druk van zuurstof, kooldioxide en andere gassen.
- De lucht reinigen van schadelijke micro-onzuiverheden.
- Bescherming van de bemanning en passagiers tegen de schadelijke effecten van lawaai, zonnestraling, enz.
Privé en collectief LSS in vliegtuigen
Het LSS-complex is daarom gericht op het verzekeren van het functioneren van alle systemen van het menselijk lichaam (behoud van warmte-uitwisseling, gasuitwisseling, enz.), evenals de voorwaarden voor het handhaven van de normale werkcapaciteit van bemanningsleden. Om alle bovenstaande problemen in vliegtuigen op te lossen, kunnen twee soorten levensondersteunende systemen worden bedacht:
- Collectief. Dit zijn LSS van cabines met meerdere zitplaatsen, passagierscabines.
- Aangepast. De groep omvat LSS-cabines van vliegtuigen met één stoel, speciale afneembare capsules.
Een van de meest effectieve manieren om de efficiëntie van de bemanning van een aantal vliegtuigen te handhaven, de noodzakelijke voorwaarden om de levensduur van passagiers van burgervliegtuigen te verzekeren, zijn onder druk staande cabines met SCR - airconditioningsystemen.
LSS op onderzeeërs
Levensondersteunende systemen op onderzeeërs zijn een reeks hulpmiddelen die de vitale activiteit van het personeel van de onderzeeër verzekeren op het moment dat deze onder water is. Omvat gewoonlijk het volgende:
- Systemen voor het verwijderen van overtollig koolstofdioxide uit de lucht.
- Verwijderen van schadelijke vluchtige micro-onzuiverheden uit de atmosfeer van elk van de compartimenten.
- Luchttoevoerbenodigde hoeveelheid zuurstof.
- Een comfortabele luchttemperatuur handhaven, overtollig vocht eruit verwijderen.
- Inzameling en daaropvolgende verwijdering van menselijk afval.
- De bemanning voorzien van voldoende vers water, voldoende rantsoenen, enz.
De rol van LSS op onderzeeërs is de laatste tijd vooral toegenomen. Dit komt doordat er steeds meer nieuwe modellen onderzeeërs zijn die langer onder water kunnen blijven.
City life support systeem
Hier verwijst LSS naar een complex van stedenbouwkundige, economische, medische en preventieve, sociale en gemeenschapsactiviteiten. Ze zijn allemaal gericht op het neutraliseren of afvlakken van de negatieve impact van het milieu op het leven van de bevolking. Het handhaven van een hoge arbeidscapaciteit van burgers, het handhaven van bevredigende gezondheids- en sociaal welzijnsindicatoren worden ook als belangrijke doelen beschouwd.
Het creëren van levensondersteunende systemen in de stad zal met name relevant zijn voor de economische ontwikkeling van gebieden met extreme leefomstandigheden en het aantrekken van burgers om daar te werken met een contract voor onbepaalde tijd. De SJO hier zorgt niet alleen voor de werknemer zelf, maar ook voor zijn gezin, dat besloot te verhuizen.
Het levensondersteunende systeem moet hier niet alleen de tijd dekken dat iemand in de stad verblijft, maar ook de periode ervoor (beroepsopleiding, medische en psychologische selectie, het gezin voorzien van sociale voorzieningen tijdens afwezigheid van de kostwinner) en na afloop van het contract (ter beschikking stellen vanspecialiteiten, luxe woningen, enz.)
Koelsystemen, cryogene levensondersteunende systemen
En het laatste aspect van het concept dat we analyseren. Tegenwoordig wordt de specialiteit "Koeling, cryogene apparatuur en levensondersteunende systemen" behoorlijk populair op de arbeidsmarkt. Dit komt door het feit dat dergelijke eenheden de basis van de productie vormen voor veel moderne ondernemingen. Het gebied vereist constante verbetering, de ontwikkeling van nieuwe technologieën, de opkomst van innovatieve technologieën, creatieve ideeën.
Trainingsgebieden
Al het bovenstaande en zijn in staat om de werkgever te voorzien van jonge professionals die studeren in de richting van "Koelsystemen en levensondersteunende systemen." Tijdens de training leren ze direct het volgende:
- Theoretische grondslagen van de specialiteit.
- Computationeel en experimenteel werk met objecten van wetenschappelijk onderzoek.
- Oplossing van problemen op het gebied van cryogene en koeltechniek.
- Ontwerp, maak en gebruik nieuwe eenheden.
- Het gebruik van informatietechnologie bij hun activiteiten.
- Basisprincipes van projectbeheer.
- Organisatie van marketinganalyse.
Je hebt gezien dat levensondersteunende systemen een nogal veelzijdig concept zijn. Het is zowel relevant voor een onderzeeër, een ruimtevaartuig als voor een stad, apparatuur in productie.
