В рамках даної статті ми розглянемо досить широке поняття, яке актуально і для космічних кораблів, і для літальних апаратів і підводних човнів і для такої великої структури, як місто, мегаполіс. Це системи життєзабезпечення. Безпосередньо розберемо, що конкретно означає поняття щодо всіх його застосувань, виділимо важливі відмінні риси.
Загальне визначення
Система життєзабезпечення – це комплекси, що допомагають створити комфортні, оптимальні, прийнятні умови для проживання, життєдіяльності, функціонування екіпажу, пасажирів, жителів якого-небудь судна, апарата, об’єкта.
За своїм призначенням вони можуть підрозділятися на більш дрібні підсистеми: кондиціонування повітря, санітарно-побутові та ін.
СЖО на космічному кораблі
Система життєзабезпечення на космічному кораблі при пілотованих польотах – та група устаткування, техніки, пристроїв, що дозволяє людині виживати в умовах космосу, підтримує життя екіпажу літального апарату.
Космічний політ пов’язаний з цілою масою незвичайних умов – іонізуючі випромінювання, повний вакуум, променистий теплообмін. Щоб перенести його, людина повинна знаходитися в замкнутому герметичному відсіку космічного корабля. Там створюються всі умови для забезпечення нормального життя і роботи космонавта на борту. Важливо їх стабільну підтримку на всьому протязі польоту.
Системи життєзабезпечення подають у відсік речовини, необхідні для біологічного функціонування космонавта. Разом з тим вони безперебійно видаляють продукти життєдіяльності людини.
Системи життєзабезпечення також коротко іменуються абревіатурою СЖО. Друга їх поширена назва – бортові системи космічного літального апарату.
Підтримувані показники
Спеціальні системи життєзабезпечення регулюють кожний з перерахованих нижче показників:
- Загальний тиск у відсіку.
- Парціальний тиск азоту.
- Парціальний тиск кисню.
- Парціальний тиск вуглекислого газу.
- Відносна вологість повітря.
- Температура повітря.
- Температура стінок відсіку, в якому мешкають космонавти.
- Споживання кисню екіпажем.
- Тепловиділення.
- Виділення вуглекислого газу.
- Споживання води і їжі.
- Виділення екскрементів.
- Виділення сечі.
- Метаболічна вода.
- Дихальний коефіцієнт.
- Гігієнічна вода.
Основні СЖО на космічному кораблі
Розглянемо тепер, які системи життєзабезпечення регулюють вищеперелічені показники на космічному літальному апараті:
- СКО – система киснезабезпечення. Забезпечує подачу в атмосферу житлового відсіку кисню в обсязі 0,9 кг/добу на одного космонавта. Крім того, СКО підтримує парціальний тиск кисню в установленому розбігу значень : 18-32 кПа.
- СОА – система очищення атмосфери. Вона забезпечує збір і подальше видалення з атмосфери жилого відсіку вуглекислого газу в розрахунку 1 кг/добу на одну людину. Разом з тим підтримує парціальний тиск вуглекислого газу не більше 1 кПа, забезпечує очищення атмосфери від шкідливих мікродомішок, які виділяються працюючим обладнанням і людиною. СКО і СОА нерідко можуть бути об’єднані в одну велику систему – СОГС (систему очищення газового складу повітря житлового відсіку).
- СВО – система водозабезпечення. Її завдання на космічному кораблі – забезпечувати космонавтів чистою питною водою в обсязі 2,5 кг/добу на одну людину. Якщо при цьому екіпаж споживає натуральні продукти харчування, що містять у своєму складі воду (до 500 г/добу), то забезпечення знижується до 2 кг/добу на одного космонавта.
- СОП – система харчування екіпажу. Повинна забезпечувати космонавтів повноцінним харчуванням. Раціон містить жири, вуглеводи і білки в їх масовому між собою співвідношенні 1:4:1. Загальна калорійність з’їдених людиною продуктів при цьому повинна досягати 12500 кДж на добу.
- СРТ – система регулювання температури (та відносної вологості атмосфери). На космічному кораблі зазвичай об’єднується з СТОР системою терморегулювання. Разом вони здійснюють наступне: відводять з житлового відсіку тепло, що виділяється людиною (близько 145 Вт на людину на добу), видаляють з атмосфери пари води, що виділяються космонавтами при диханні (близько 50 г на добу), підтримують задану температуру атмосфери (18-22° за Цельсієм), відносну вологість повітря (в межах 30-70 %), циркуляцію повітряних мас у відсіку (0,1-0,4 м/с).
- СУО – система видалення відходів. Забезпечує збір та подальшу ізоляцію з атмосфери як рідких, так і твердих продуктів життєдіяльності людини.
- СРД – засоби регулювання тиску. Підтримують загальний тиск атмосфери в житловому відсіку в межах 77-107 кПа. Крім цього, контролюють герметичність житлового відсіку, компенсують витоку з нього повітря.
Всі вищевказані системи життєзабезпечення працюють на забезпечення безпосередніх фізіологічних потреб космонавтів, що знаходяться в замкнутому відсіку.
Додаткові СЖО на космічному кораблі
Крім основних, на космічному кораблі також представлені і інші засоби. Ось які системи життєзабезпечення можна виділити в цьому комплексі:
- ССБО – засоби санітарного та побутового забезпечення. Вони призначені для двох цілей – це забезпечення особистої гігієни екіпажу (душ, умивання) і задоволення космонавтами повсякденних побутових потреб: свіжа одяг, спальне приладдя, інструменти для санітарного прибирання відсіків.
- СЗ – засоби для індивідуального захисту космонавтів. Насамперед, тут виділяються аварійно-рятувальні моделі скафандрів, дихальні маски, які забезпечують захист екіпажу в надзвичайних умовах – при виникненні пожежі на борту, розгерметизації відсіку та ін. Також це і моделі захисних скафандрів, призначені для виходу людини у відкритий космос і роботи в таких умовах.
- Кошти медико-біологічного забезпечення. Це різноманітні прилади та інструменти для медичного контролю екіпажу, медикаменти, тренажери для фізичних тренувань.
СЖО на літаках
Системою життєзабезпечення тут вважається комплекс агрегатів, пристроїв та запасів речовин, що забезпечує нормальні умови життєдіяльності екіпажу та пасажирів літального засобу на всіх протягом польоту. Так як організм людини може нормально функціонувати тільки в межах невеликих відхилень від земних значень, то основне завдання СЖО – забезпечити на будь-якій висоті умови функціонування і життєдіяльності, максимально близькі до земних.
Серед важливих функцій СЖО тут можна виділити наступні:
- Підтримання в кабінах нормальних значень тиску, а також швидкості його зміни.
- Підтримання в кабінах нормальних значень температури, відносної вологості, швидкості руху і витрати людьми повітря, а також парціального тиску кисню, вуглекислого та інших газів.
- Очищення повітря від шкідливих мікродомішок.
- Захист екіпажу і пасажирів від шкідливого впливу шумів, сонячної радіації та ін.
Приватні та колективні СЖО в літаках
Комплекс СЖО, таким чином, спрямований на забезпечення функціонування всіх систем людського організму (підтримання теплообміну, газообміну та ін.), а також умов для підтримання нормальної працездатності членів екіпажу. Для вирішення всіх вищеописаних завдань в літаках можуть бути продумані два різновиди систем життєзабезпечення:
- Колективні. Це СЖО багатомісних кабін, салонів пасажирських длайнеров.
- Індивідуальні. У групу входять СЖО кабін одномісних літальних апаратів, спеціальних відокремлюваних капсул.
Одним з найбільш ефективних на сьогодні способів підтримки працездатності екіпажів цілого ряду літальних препаратів, необхідних умов для забезпечення життєдіяльності пасажирів цивільних лайнерів, вважаються гермокабины з ВКВ – системами кондиціонування повітря.
СЖО на підводних човнах
Системи життєзабезпечення на підводних човнах – це комплекс засобів, що забезпечують життєдіяльність особового складу субмарини в моменти її перебування під водою. Зазвичай включають в себе наступне:
- Системи видалення з повітря зайвого вуглекислого газу.
- Видалення шкідливих летючих мікродомішок з атмосфери кожного з відсіків.
- Подача в повітря необхідного обсягу кисню.
- Підтримання комфортної температури повітря, видалення з нього зайвої вологи.
- Збір і подальше видалення продуктів життєдіяльності людини.
- Забезпечення екіпажу достатнім обсягом прісної води, повноцінним раціоном та ін.
Роль СЖО на підводних човнах особливо зросла останнім часом. Це пов’язано з тим, що з’являються все нові і нові моделі субмарин, здатних перебувати під водою більш тривалий час.
Система життєзабезпечення міста
Тут під СЖО розуміється комплекс містобудівних, економічних, медико-профілактичних, соціально-побутових заходів. Всі вони спрямовані на нейтралізацію або згладжування негативного впливу навколишнього середовища на життєдіяльність населення. Важливими цілями також вважається підтримання високої працездатності громадян, збереження задовільних показників здоров’я і соціального благополуччя.
Створення систем життєзабезпечення міста буде особливо актуально при економічному освоєнні територій з екстремальними умовами для проживання та залучення туди на роботу громадян за контрактом на невизначений термін. СЖО тут буде піклуватися не тільки про самого працівника, але і про його родину, яка наважилася на переїзд.
Система життєзабезпечення тут повинна охоплювати не тільки час перебування людини в місті, але й період перед цим (професійна підготовка, медичний та психологічний відбір, забезпечення сім’ї соціально-побутовими зручностями на час відсутності годувальника) та після закінчення строку контракту (забезпечення зайнятістю за фахом, житлом підвищеної комфортності та ін.)
Холодильні, кріогенні системи життєзабезпечення
І останній аспект разбираемого нами поняття. Сьогодні досить популярною на ринку праці стає спеціальність “Холодильна, кріогенна техніка і системи життєзабезпечення”. Пов’язано це з тим, що подібні агрегати – основа виробництва для багатьох сучасних підприємств. Область потребує постійного вдосконалення, розвитку нових технологій, появи інноваційних технологій, креативних ідей.
Напрями підготовки
Все вищеперелічене і здатні представити роботодавцю молоді фахівці, які навчаються за напрямом “Холодильна техніка і системи життєзабезпечення”. Під час підготовки вони безпосередньо освоюють таке:
- Теоретичні основи спеціальності.
- Розрахунково-експериментальні роботи з об’єктами наукових досліджень.
- Рішення завдань у сфері кріогенної та холодильної техніки.
- Конструювання, створення і застосування нових агрегатів.
- Застосування інформаційних технологій у своїй діяльності.
- Основи управління проектами.
- Організація маркетингового аналізу.
Ви переконалися, що системи життєзабезпечення – досить багатогранне поняття. Воно актуальне як для підводного човна, космічного корабля, так і для міста, обладнання на виробництві.
