במסגרת מאמר זה, נשקול מושג רחב מאוד שרלוונטי עבור חלליות, ועבור מטוסים, וצוללות, ולמבנה כה נרחב כמו עיר, מטרופולין. אלו מערכות תומכות חיים. הבה ננתח ישירות מה בדיוק המשמעות של המושג ביחס לכל היישומים שלו, נדגיש מאפיינים בולטים חשובים.
הגדרה כללית
מערכות תומכות חיים הן מתחמים שעוזרים ליצור תנאים נוחים, אופטימליים ומקובלים לחיים, חיים, תפקוד הצוות, הנוסעים, תושבי כל כלי שיט, מכשיר, חפץ.
לפי ייעודם, ניתן לחלקם לתת-מערכות קטנות יותר: מיזוג אוויר, סניטריים וכו'.
LSS על ספינת חלל
מערכת תומכת החיים בחללית במהלך טיסות מאוישות היא אותה קבוצה של ציוד, מכונות, מכשירים המאפשרים לאדם לשרוד בתנאי החלל, שומר על צוות המטוס בחיים.
טיסת חלל קשורה לשורה שלמה של תנאים חריגים - קרינה מייננת, ואקום מלא, העברת חום קורנת. כדי להעביר אותו, אדם חייב להיות בתא סגור סגור של החללית. כל התנאים נוצרים שם כדי להבטיח את חייו ועבודתו התקינים של האסטרונאוט על הסיפון. חשוב לשמור אותם יציבים לאורך כל הטיסה.
מערכות תומכות חיים מספקות לתא את החומרים הדרושים לתפקוד הביולוגי של האסטרונאוט. במקביל, הם מסירים ללא הרף מוצרי פסולת אנושיים.
מערכות תמיכת חיים מקוצרות גם כ-LSS. השם הנפוץ השני שלהם הוא מערכות על הסיפון של חללית של מטוס.
אינדיקטורים נתמכים
מערכות תומכות חיים מיוחדות מסדירות כל אחד מהאינדיקטורים הבאים:
- לחץ כולל בתא.
- לחץ חלקי של חנקן.
- לחץ חלקי של חמצן.
- לחץ חלקי של פחמן דו חמצני.
- לחות יחסית.
- טמפרטורת אוויר.
- הטמפרטורה של קירות התא שבו חיים האסטרונאוטים.
- צריכת חמצן על ידי הצוות.
- פיזור חום.
- פליטת פחמן דו חמצני.
- צריכת מים ומזון.
- בידוד של הפרשות.
- הפרשת שתן.
- מים מטבוליים.
- דרכי הנשימהמקדם.
- מים היגייניים.
LSS ראשי בחללית
עכשיו בואו נחשוב אילו מערכות תומכות חיים מסדירות את האינדיקטורים לעיל בחללית:
- SKO - מערכת אספקת חמצן. מספק אספקת חמצן לאטמוספירה של תא המגורים בכמות של 0.9 ק"ג ליום לכל קוסמונאוט. בנוסף, ה-RMS שומר על הלחץ החלקי של החמצן בטווח הערכים שנקבע: 18-32 kPa.
- SOA - מערכת טיהור אווירה. הוא מספק איסוף והסרה לאחר מכן של פחמן דו חמצני מהאטמוספרה של התא המתאים למגורים בשיעור של 1 ק"ג ליום לאדם. במקביל, הוא שומר על לחץ חלקי של פחמן דו חמצני של לא יותר מ-1 kPa, ומבטיח את טיהור האטמוספירה ממיקרו-זיהומים מזיקים המשתחררים מציוד תפעול ואנשים. לעתים קרובות ניתן לשלב את SKO ו-SOA למערכת אחת גדולה - SOGS (מערכת לניקוי הרכב הגז של האוויר בתא המגורים).
- SVO - מערכת אספקת מים. משימתו בחללית היא לספק לאסטרונאוטים מי שתייה נקיים בכמות של 2.5 ק"ג ליום לאדם. אם במקביל הצוות צורך מוצרי מזון טבעיים המכילים מים (עד 500 גרם ליום), ההפרשה מצטמצמת ל-2 ק"ג ליום לכל קוסמונאוט.
- SOP - מערכת תזונה לצוות. זה אמור לספק לאסטרונאוטים תזונה טובה. התזונה מכילה שומנים, פחמימות וחלבונים ביחס המסה שלהם של 1:4:1. סך הקלוריותמזון שאדם אוכל צריך להגיע ל-12,500 קילו-ג'יי ליום.
- CPT - מערכת בקרת טמפרטורה (כמו גם הלחות היחסית של האטמוספירה). בחללית היא משולבת לרוב עם STR - מערכת בקרה תרמית. יחד הם מבצעים את הפעולות הבאות: הם מסירים את החום שנוצר על ידי אדם מהתא המגורים (כ-145 W לאדם ליום), מסירים אדי מים מהאטמוספירה הנפלטים על ידי אסטרונאוטים במהלך הנשימה (כ-50 גרם לאדם ליום), לשמור על הטמפרטורה המצוינת של האטמוספרה (18-22 מעלות צלזיוס), לחות יחסית (בתוך 30-70%), זרימת מסות האוויר בתא (0.1-0.4 מ'/שניה).
- SMS - מערכת לסילוק פסולת. מספק איסוף ובידוד שלאחר מכן מהאטמוספירה של פסולת אנושית נוזלית ומוצקה כאחד.
- SRD - אמצעי ויסות לחץ. שמור על הלחץ הכולל של האטמוספירה בתא המגורים בתוך 77-107 kPa. בנוסף, הם שולטים באטימות של תא המגורים, מפצים על נזילת אוויר ממנו.
כל המערכות תומכות החיים לעיל פועלות כדי לענות על הצרכים הפיזיולוגיים המיידיים של אסטרונאוטים בתא סגור.
LSS נוסף בחללית
בנוסף העיקריים שבהם, מוצגים בחללית גם אמצעים נוספים. להלן מערכות תומכות החיים שניתן להבחין במתחם זה:
- SSBO - אמצעי תמיכה סניטריים ומשק בית. הם מיועדים לשתי מטרות - זאת כדי להבטיח את ההיגיינה האישית של הצוות (מקלחת,כביסה) וסיפוק על ידי אסטרונאוטים של צרכי בית יומיומיים: בגדים טריים, מצעים, כלים לניקוי סניטרי של תאים.
- СЗ - ציוד מגן אישי לאסטרונאוטים. קודם כל, ישנם דגמי חילוץ חירום של חליפות חלל, מסכות נשימה המעניקות הגנה לצוות בתנאי חירום - במקרה של שריפה על הסיפון, ירידת לחץ בתא וכדומה. כמו כן, מדובר בדגמים של חליפות הגנה המיועדות לאדם לצאת לחלל החיצון ולעבוד בתנאים כאלה.
- מתקני תמיכה רפואיים וביולוגיים. מדובר במכשירים ומכשירים שונים לבקרה רפואית של הצוות, תרופות, ציוד כושר לאימון גופני.
LSS במטוסים
מערכת תמיכת החיים כאן נחשבת למכלול של אגרגטים, מכשירים ומלאי חומרים המספקים תנאי חיים נורמליים לצוות ולנוסעי המטוס לאורך כל הטיסה. מכיוון שגוף האדם יכול לתפקד כרגיל רק בתוך סטיות קטנות מערכי האדמה, המשימה העיקרית של ה-LSS היא לספק תנאים לתפקוד ופעילות חיים בכל גובה קרוב ככל האפשר לארץ.
בין הפונקציות החשובות של LSS כאן הן הבאות:
- שמירה על ערכי לחץ תקינים בבקתות, כמו גם קצב השינוי שלו.
- שמירה על ערכים תקינים של טמפרטורה, לחות יחסית, מהירות וצריכת אוויר בבקתות,כמו גם הלחץ החלקי של חמצן, פחמן דו חמצני וגזים אחרים.
- ניקוי האוויר ממיקרו-זיהומים מזיקים.
- הגנה על הצוות והנוסעים מפני ההשפעות המזיקות של רעש, קרינת שמש וכו'.
LSS פרטי וקולקטיבי במטוס
מתחם ה-LSS, אפוא, נועד להבטיח את תפקודן של כל מערכות הגוף האנושי (שמירה על חילופי חום, חילופי גזים וכו'), כמו גם את התנאים לשמירה על כושר העבודה הרגיל של אנשי הצוות.. כדי לפתור את כל הבעיות לעיל במטוסים, ניתן לחשוב על שני סוגים של מערכות תומכות חיים:
- קולקטיב. אלה הם LSS של תאים מרובי מושבים, תא הנוסעים.
- מותאם אישית. הקבוצה כוללת LSS של תאים של מטוסים חד-מושבים, קפסולות מיוחדות להסרה.
אחת הדרכים היעילות ביותר כיום לשמור על יעילות הצוותים של מספר מטוסים, התנאים ההכרחיים להבטחת חיי הנוסעים של מטוסי נוסעים אזרחיים, הם תאים בלחץ עם SCR - מערכות מיזוג אוויר.
LSS על צוללות
מערכות תומכות חיים בצוללות הן סט של כלים המבטיחים את הפעילות החיונית של אנשי הצוללת בזמן שהותה מתחת למים. בדרך כלל כלול את הפרטים הבאים:
- מערכות להסרת עודפי פחמן דו חמצני מהאוויר.
- הסרת מיקרו-זיהומים נדיפים מזיקים מהאטמוספירה של כל אחד מהתאים.
- אספקת אווירכמות החמצן הנדרשת.
- שמירה על טמפרטורת אוויר נוחה, הסרת לחות עודפת ממנו.
- איסוף וסילוק של פסולת אנושית לאחר מכן.
- לספק לצוות מספיק מים טריים, מנות מתאימות וכו'.
תפקיד ה-LSS בצוללות גדל במיוחד לאחרונה. זה נובע מהעובדה שיש יותר ויותר דגמים חדשים של צוללות שיכולות להישאר מתחת למים לאורך זמן.
מערכת לתמיכת חיים בעיר
כאן, LSS מתייחס למכלול של תכנון עירוני, פעילויות כלכליות, רפואיות ומניעתיות, חברתיות וקהילתיות. כולם מכוונים לנטרל או להחליק את ההשפעה השלילית של הסביבה על חיי האוכלוסייה. שמירה על כושר עבודה גבוה של אזרחים, שמירה על מדדי בריאות משביעי רצון ורווחה חברתית נחשבים גם למטרות חשובות.
יצירת מערכות תומכות חיים בעיר תהיה רלוונטית במיוחד בפיתוח כלכלי של טריטוריות עם תנאים קיצוניים לחיים ומשיכת אזרחים לעבוד שם במסגרת חוזה לתקופה בלתי מוגבלת. ה-SJO כאן ידאג לא רק לעובד עצמו, אלא גם למשפחתו, שהחליטה לעבור.
המערכת לתמיכת חיים כאן צריכה לכסות לא רק את הזמן שבו אדם שוהה בעיר, אלא גם את התקופה שלפניה (הכשרה מקצועית, בחירה רפואית ופסיכולוגית, מתן שירותים חברתיים למשפחה בהיעדרו של המפרנס) ולאחר סיום החוזה (מתן העסקה להתמחויות, דיור יוקרה וכו')
קירור, מערכות תומכות חיים קריוגניות
וההיבט האחרון של הקונספט שאנחנו מנתחים. כיום, המומחיות "קירור, ציוד קריוגני ומערכות תומכות חיים" הופכת פופולרית למדי בשוק העבודה. זאת בשל העובדה שיחידות כאלה הן הבסיס לייצור עבור מפעלים מודרניים רבים. התחום דורש שיפור מתמיד, פיתוח טכנולוגיות חדשות, הופעת טכנולוגיות חדשניות, רעיונות יצירתיים.
אזורי אימונים
כל האמור לעיל ומסוגלים לספק למעסיק אנשי מקצוע צעירים הלומדים בכיוון של "מערכות קירור ותמיכה בחיים". במהלך האימון, הם לומדים ישירות את הדברים הבאים:
- יסודות תיאורטיים של המומחיות.
- עבודה חישובית וניסויית עם אובייקטים של מחקר מדעי.
- פתרון בעיות בתחום הטכנולוגיה הקריוגנית והקירור.
- עצב, צור והשתמש ביחידות חדשות.
- השימוש בטכנולוגיית מידע בפעילותם.
- יסודות ניהול פרויקטים.
- ארגון ניתוח שיווק.
ראית שמערכות תומכות חיים הן מושג רב-גוני למדי. זה רלוונטי גם לצוללת, לחללית וגם לעיר, ציוד בייצור.
