في إطار هذه المقالة ، سننظر في مفهوم واسع جدًا وثيق الصلة بالمركبات الفضائية ، والطائرات ، والغواصات ، ولمثل هذا الهيكل الواسع مثل المدينة ، العاصمة. هذه هي أنظمة دعم الحياة. دعونا نحلل بشكل مباشر ما يعنيه المفهوم بالضبط فيما يتعلق بجميع تطبيقاته ، ونبرز السمات المميزة المهمة.
تعريف عام
أنظمة دعم الحياة هي مجمعات تساعد على خلق ظروف مريحة ومثالية ومقبولة للمعيشة والحياة وعمل الطاقم والركاب والمقيمين في أي سفينة أو جهاز أو كائن.
وفقًا للغرض منها ، يمكن تقسيمها إلى أنظمة فرعية أصغر: تكييف الهواء ، والصرف الصحي ، وما إلى ذلك.
LSS على سفينة فضاء
نظام دعم الحياة على مركبة فضائية أثناء الرحلات المأهولة هو تلك المجموعة من المعدات والآلات والأجهزة التي تسمح للشخص بالبقاء على قيد الحياةظروف الفضاء تبقي طاقم الطائرة على قيد الحياة.
ترتبط رحلة الفضاء بمجموعة كاملة من الظروف غير العادية - الإشعاع المؤين ، الفراغ الكامل ، نقل الحرارة بالإشعاع. لنقلها ، يجب أن يكون الشخص في حجرة مغلقة مختومة من المركبة الفضائية. يتم إنشاء جميع الظروف هناك لضمان الحياة الطبيعية وعمل رائد الفضاء على متن الطائرة. من المهم الحفاظ على ثباتهم طوال الرحلة.
أنظمة دعم الحياة تزود المقصورة بالمواد اللازمة للتشغيل البيولوجي لرائد الفضاء. في الوقت نفسه ، يزيلون منتجات النفايات البشرية باستمرار.
يتم أيضًا اختصار أنظمة دعم الحياة باسم LSS. الاسم الشائع الثاني هو الأنظمة الموجودة على متن مركبة فضائية للطائرة.
المؤشرات المدعومة
أنظمة دعم الحياة الخاصة تنظم كل من المؤشرات التالية:
- إجمالي ضغط الحجرة.
- الضغط الجزئي للنيتروجين
- ضغط الأكسجين الجزئي.
- ضغط جزئي لثاني أكسيد الكربون.
- الرطوبة النسبية
- درجة حرارة الهواء
- درجة حرارة جدران الحجرة التي يعيش فيها رواد الفضاء
- استهلاك الأوكسجين من قبل الطاقم
- تبديد الحرارة
- انبعاث ثاني أكسيد الكربون.
- استهلاك الماء والغذاء
- عزل الفضلات
- إخراج البول.
- مياه التمثيل الغذائي.
- الجهاز التنفسيمعامل
- مياه صحية
رئيسي LSS على سفينة الفضاء
الآن دعونا نفكر في أنظمة دعم الحياة التي تنظم المؤشرات المذكورة أعلاه على مركبة فضائية:
- SKO - نظام تزويد الأكسجين. يوفر إمدادًا بالأكسجين إلى الغلاف الجوي للمعيشة بمقدار 0.9 كجم / يوم لكل رائد فضاء. بالإضافة إلى ذلك ، يحافظ RMS على الضغط الجزئي للأكسجين في نطاق مجموعة القيم: 18-32 كيلو باسكال.
- SOA - نظام تنقية الغلاف الجوي. وهي تنص على جمع ثاني أكسيد الكربون وإزالته لاحقًا من الغلاف الجوي للمقصورة الصالحة للسكن بمعدل 1 كجم / يوم للشخص الواحد. في الوقت نفسه ، يحافظ على ضغط جزئي لثاني أكسيد الكربون لا يزيد عن 1 كيلو باسكال ، ويضمن تنقية الغلاف الجوي من الشوائب الدقيقة الضارة التي يتم إطلاقها بواسطة معدات التشغيل والأشخاص. غالبًا ما يمكن دمج SKO و SOA في نظام واحد كبير - SOGS (نظام لتنظيف تركيبة الغاز في الهواء في حجرة المعيشة).
- SVO - نظام إمداد المياه. وتتمثل مهمتها على متن المركبة الفضائية في تزويد رواد الفضاء بمياه شرب نظيفة بمقدار 2.5 كجم / يوم للشخص الواحد. إذا كان الطاقم يستهلك في نفس الوقت منتجات غذائية طبيعية تحتوي على الماء (حتى 500 جرام / يوم) ، يتم تقليل الكمية إلى 2 كجم / يوم لكل رائد فضاء.
- SOP - نظام تغذية الطاقم. يجب أن توفر لرواد الفضاء تغذية جيدة. يحتوي النظام الغذائي على دهون وكربوهيدرات وبروتينات بنسبة كتلتها 1: 4: 1. مجموع السعرات الحراريةيجب أن يصل الطعام الذي يأكله الشخص إلى 12500 كيلوجول في اليوم.
- CPT - نظام التحكم في درجة الحرارة (وكذلك الرطوبة النسبية للغلاف الجوي). في مركبة فضائية ، عادة ما يتم دمجه مع STR - وهو نظام تحكم حراري. ينفذون معًا ما يلي: يزيلون الحرارة التي يولدها الشخص من حجرة المعيشة (حوالي 145 واط لكل شخص يوميًا) ، ويزيل بخار الماء من الغلاف الجوي المنبعث من رواد الفضاء أثناء التنفس (حوالي 50 جرامًا لكل شخص يوميًا) ، الحفاظ على درجة حرارة الغلاف الجوي المحددة (18-22 درجة مئوية) ، الرطوبة النسبية (في حدود 30-70٪) ، دوران الكتل الهوائية في المقصورة (0.1-0.4 م / ث).
- SMS - نظام التخلص من النفايات. يوفر الجمع والعزل اللاحق عن الغلاف الجوي لكل من منتجات النفايات البشرية السائلة والصلبة.
- SRD - وسيلة لتنظيم الضغط. حافظ على الضغط الكلي للجو في حجرة المعيشة في حدود 77-107 كيلو باسكال. بالإضافة إلى ذلك ، يتحكمون في إحكام حجرة المعيشة ، ويعوضون تسرب الهواء منها.
جميع أنظمة دعم الحياة المذكورة أعلاه تعمل على تلبية الاحتياجات الفسيولوجية الفورية لرواد الفضاء في مقصورة مغلقة.
LSS إضافية على سفينة الفضاء
بالإضافة إلى الوسائل الرئيسية ، يتم أيضًا تقديم وسائل أخرى على المركبة الفضائية. فيما يلي أنظمة دعم الحياة التي يمكن تمييزها في هذا المجمع:
- SSBO - وسائل الدعم الصحي والمنزلي. تم تصميمها لغرضين - وهذا لضمان النظافة الشخصية للطاقم (الاستحمام ،الغسيل) وإرضاء رواد الفضاء للاحتياجات المنزلية اليومية: ملابس جديدة ، وفراش ، وأدوات للتنظيف الصحي للمقصورات.
- СЗ - معدات الحماية الشخصية لرواد الفضاء. بادئ ذي بدء ، هناك نماذج إنقاذ طارئة لبزات الفضاء وأقنعة التنفس التي توفر الحماية للطاقم في حالات الطوارئ - في حالة نشوب حريق على متن الطائرة ، وإزالة الضغط من المقصورة ، وما إلى ذلك. أيضا ، هذه نماذج من البدلات الواقية المصممة للإنسان للذهاب إلى الفضاء الخارجي والعمل في مثل هذه الظروف.
- مرافق الدعم الطبي والبيولوجي. هذه هي الأجهزة والأدوات المختلفة للمراقبة الطبية للطاقم والأدوية ومعدات التمرين للتدريب البدني.
LSS على الطائرات
يعتبر نظام دعم الحياة هنا مجمعًا من الركام والأجهزة ومخزونات المواد التي توفر ظروفًا معيشية طبيعية لطاقم وركاب الطائرة طوال الرحلة. نظرًا لأن جسم الإنسان يمكن أن يعمل بشكل طبيعي فقط ضمن انحرافات صغيرة عن القيم الأرضية ، فإن المهمة الرئيسية لـ LSS هي توفير ظروف للعمل ونشاط الحياة على أي ارتفاع أقرب ما يمكن من تلك الأرضية.
من بين الوظائف المهمة لـ LSS ما يلي:
- الحفاظ على قيم الضغط الطبيعي في الكبائن ومعدل تغيره.
- الحفاظ على القيم الطبيعية لدرجة الحرارة والرطوبة النسبية والسرعة واستهلاك الهواء في الكبائن ،وكذلك الضغط الجزئي للأكسجين وثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى.
- تنظيف الهواء من الشوائب الدقيقة الضارة.
- حماية الطاقم والركاب من التأثيرات الضارة للضوضاء والإشعاع الشمسي وما إلى ذلك.
LSS الخاص والجماعي في الطائرات
لذلك ، يهدف مجمع LSS إلى ضمان عمل جميع أنظمة جسم الإنسان (الحفاظ على التبادل الحراري ، وتبادل الغازات ، وما إلى ذلك) ، بالإضافة إلى شروط الحفاظ على قدرة العمل العادية لأفراد الطاقم. لحل جميع المشاكل المذكورة أعلاه في الطائرات ، يمكن التفكير في نوعين من أنظمة دعم الحياة:
- جماعي. هذه هي LSS لكابينة متعددة المقاعد ، وكابينة الركاب.
- حسب الطلب. تضم المجموعة LSS لكابينة الطائرات ذات المقعد الواحد ، وكبسولات خاصة قابلة للفصل.
واحدة من أكثر الطرق فعالية اليوم للحفاظ على كفاءة أطقم عدد من الطائرات ، الشروط اللازمة لضمان حياة ركاب الطائرات المدنية ، هي كبائن مضغوطة مع أنظمة تكييف الهواء SCR.
LSS على الغواصات
أنظمة دعم الحياة على الغواصات هي مجموعة من الأدوات التي تضمن النشاط الحيوي لأفراد الغواصة في وقت وجودها تحت الماء. تتضمن عادة ما يلي:
- أنظمة لإزالة ثاني أكسيد الكربون الزائد من الهواء
- إزالة الشوائب الدقيقة المتطايرة الضارة من الغلاف الجوي لكل مقصورة.
- توريد الهواءالكمية المطلوبة من الأكسجين.
- الحفاظ على درجة حرارة هواء مريحة ، وإزالة الرطوبة الزائدة منه.
- جمع النفايات البشرية والتخلص منها لاحقًا.
- تزويد الطاقم بما يكفي من المياه العذبة ، والحصص الغذائية المناسبة ، وما إلى ذلك.
لقد ازداد دور LSS في الغواصات بشكل خاص مؤخرًا. هذا يرجع إلى حقيقة أن هناك المزيد والمزيد من النماذج الجديدة من الغواصات التي يمكن أن تبقى تحت الماء لفترة أطول.
نظام دعم الحياة في المدينة
هنا ، يشير LSS إلى مجموعة معقدة من التخطيط الحضري والأنشطة الاقتصادية والطبية والوقائية والاجتماعية والمجتمعية. تهدف جميعها إلى تحييد أو تخفيف الأثر السلبي للبيئة على حياة السكان. الحفاظ على قدرة عمل عالية للمواطنين ، والحفاظ على مؤشرات مرضية للصحة والرفاهية الاجتماعية تعتبر أيضًا أهدافًا مهمة.
سيكون إنشاء أنظمة دعم الحياة في المدينة ذا صلة بشكل خاص بالتنمية الاقتصادية للمناطق ذات الظروف القاسية للعيش وجذب المواطنين للعمل هناك بموجب عقد لفترة غير محددة. سيهتم SJO هنا ليس فقط بالموظف نفسه ، ولكن أيضًا بأسرته ، التي قررت الانتقال.
يجب أن يغطي نظام دعم الحياة هنا ليس فقط الوقت الذي يقضيه الشخص في المدينة ، ولكن أيضًا الفترة التي تسبقها (التدريب المهني ، والاختيار الطبي والنفسي ، وتزويد الأسرة بالمرافق الاجتماعية أثناء غياب المعيل) وبعد انتهاء العقد (توفير العمالة لـالتخصصات ، والإسكان الفاخر ، وما إلى ذلك)
التبريد ، أنظمة دعم الحياة المبردة
والجانب الأخير من المفهوم الذي نقوم بتحليله. اليوم ، أصبح تخصص "التبريد ، المعدات المبردة وأنظمة دعم الحياة" ذائع الصيت في سوق العمل. هذا يرجع إلى حقيقة أن هذه الوحدات هي أساس الإنتاج للعديد من المؤسسات الحديثة. تتطلب المنطقة تحسينًا مستمرًا ، وتطوير تقنيات جديدة ، وظهور تقنيات مبتكرة ، وأفكار إبداعية.
مجالات التدريب
كل ما سبق وقادر على تزويد صاحب العمل بالمهنيين الشباب الذين يدرسون في اتجاه "أنظمة التبريد ودعم الحياة". أثناء التدريب ، يتعلمون مباشرة ما يلي:
- الأسس النظرية للتخصص
- العمل الحسابي والتجريبي مع كائنات البحث العلمي.
- حل المشاكل في مجال تكنولوجيا التبريد و التبريد
- تصميم وإنشاء واستخدام وحدات جديدة.
- استخدام تقنية المعلومات في أنشطتهم
- أساسيات إدارة المشروع.
- تنظيم تحليل التسويق.
لقد رأيت أن أنظمة دعم الحياة هي مفهوم متعدد الأوجه تمامًا. إنه مناسب لكل من الغواصة والمركبة الفضائية والمدينة ، والمعدات قيد الإنتاج.
