Введение

В основу настоящей программы положены следующие дисциплины:

мониторинг среды обитания человека, механика сплошных сред, управление в

технических системах, теория электромеханических процессов, тепло- и

массоперенос в системах жизнеобеспечения, теория надежности и эффективности,

системотехника, теория проектирования систем жизнеобеспечения летательных

аппаратов, имитационное и математическое моделирование.

Раздел 1. Внешние условия жизнедеятельности 1.1. Человек - система - среда обитания. Общие понятия о взаимосвязи человека системы - среды обитания. Основы физиологии человека и их учет при обеспечении совместимости человека и технической системы. Динамические факторы космического полета и ответные реакции организма человека: высотный барьер, перегрузки, невесомость, радиационный барьер, вибрации и шум, магнитные поля, аэроионы. Совместимость человека и технической системы.

1.2. Требования к системам обеспечения жизнедеятельности экипажей космических аппаратов. Основные исходные данные для проектирования систем жизнеобеспечения. Общие эксплуатационные требования к системе жизнеобеспечения. Принципы нормирования физиолого-гигиенических параметров атмосферы космического аппарата. Среда обитания экипажей пилотируемых космических аппаратов. Специфика условий долговременного пребывания человека на Луне и на поверхности планет.

1.3. Медицинский контроль и организация лечебных мероприятий на борту космического аппарата. Система медицинского контроля за состоянием космонавтов и их психоэмоциональным статусом. Способы сбора и передачи наземной медицинской службе физиологической информации во время полета.

Рекомендуемая литература 1. Малоземов В.В., Рожнов В.Ф., Правецкий В.Н. Системы жизнеобеспечения экипажей летательных аппаратов. Учебник. М.: Машиностроение, 1986.

2. ГОСТ 28040-89 "Система жизнеобеспечения космонавта в пилотируемом космическом аппарате". М. Государственный комитет СССР по стандартам. 1989.

3. Шибанов Г.П. Обитаемость космоса и безопасность пребывания в нем человека. М.: Машиностроение, 2007.

4. Пилотируемая экспедиция на Марс/ Под ред. А.С. Коротеева. М.: Российская академия космонавтики им. К.Э. Циолковского, 2006.

5. Малоземов В.В., Морозов Г.И. Безопасность жизнедеятельности в аэрокосмических системах. Учебное пособие. М.: МАИ 2005.

6. Евдокименков В.Н. Компьютерные технологии сбора, обработки и анализа данных медико-биологических исследований. Учебное пособие. М.: Издательство МАИ, 2005.

7. Строганова Л.Б. Питание экипажей космических станций. Учебное пособие. М.

Издательство МАИ, 2006.

8. Белозерова И.Н. Исследование биологического материала методом биометрии.

Учебное пособие. М.: Издательство МАИ, 2005.

9. Орбитальная станция «Мир». Космическая биология и медицина. Т.1.

Медицинское обеспечение длительных полетов. М.: ММБП РАН. 2001.

10. Орбитальная станция «Мир». Космическая биология и медицина. Т.2.

Медико-биологические эксперименты. М.: ММБП РАН. 2002.

11. Адамович Б.А., Горшенин В А. Жизнь вне Земли. М.: Межгосударственный финансово-промышленный концерн «Технология-Индустрия». 1997.

12. Справочник по космической биологии и медицине / Под ред. А.И. Бурназяна, О.Г. Газенко. М.:.Медицина. 1983.

13. Основы космической биологии и медицины / Под ред. О.Г. Газенко и М.

Кальвина. М.: Наука, 1975. Т.П, кн.1. Т. III.

14. Толяренко А.В., Строгонова Л.Б. Основы обеспечения безопасности экипажей долговременных орбитальных комплексов и обитаемых планетных баз. М. Изд-во Энергия. 2011.

Вопросы к разделу 1. Понятие сложной системы: «человек - система - окружающая среда» в космическом полете.

2. Виды совместимости человека и технической системы.

3. Особенности структурно-функциональной организации человека.

4. Основные динамические факторы космического полета и ответные реакции организма человека.

5. Требования к среде обитания экипажей пилотируемых космических аппаратов.

6. Методы и средства медицинского контроля и организации лечебных мероприятий на борту космического аппарата.

7. Компьютерные технологии сбора, обработки и анализа данных медикобиологических исследований на борту космического аппарата.

8. Средства профилактики вредного влияния среды обитания на организм человека на борту космического аппарата.

9. Специфика условий долговременного пребывания человека на Луне и на Марсе и их учет в системах обеспечения безопасности.

10. Принципы медицинского обеспечения пилотируемой экспедиции на Марс.

Раздел 2. Преобразование массы и энергии в эколого-технических системах 2.1. Общая характеристика эколого-технических систем защиты человека.

Эколого-технические системы для обеспечения жизни, деятельности и безопасности человека в средах обитания, отличных от земной. Краткий исторический обзор развития эколого-технических систем обеспечения защиты и безопасности человека в различных средах обитания.

2.2. Физические основы и математическое моделирование преобразования массы и энергии. Элементы теории процессов преобразования массы, энергии информации. Влияние параметров окружающей среды на процессы преобразования. Теплофизические свойства применяемых рабочих веществ и компонентов среды обитания и способы их определения. Система основных уравнений переноса: неразрывности, импульса и момента импульса, энергии и массы. Модели сплошных сред и определяющие уравнения. Общая постановка задачи переноса: изолированные и сопряженные задачи.

2.3. Технологические процессы эколого-технических систем.

Гидромеханические процессы в каналах и в пористой среде. Гидромеханические основы вентиляционных процессов. Процессы теплопереноса и фазовые превращения в специальных условиях. Особенности расчета и способы организации в специальных условиях процессов: сорбции, сушки, ионного обмена, электрохимических, каталитических и химических процессов.

Рекомендуемая литература 1. Малоземов В.В., Рожнов В.Ф., Правецкий В.Н. Системы жизнеобеспечения экипажей летательных аппаратов. Учебник. М.: Машиностроение, 1986.

2. Рожнов В.Ф. Космические системы жизнеобеспечения. Учебное пособие. М.:

Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2009.

3. Демидова Н.С. Гидроэлектромагнитодинамика процессов переноса в системах жизнеобеспечения (космических, подводных, подземных): Учебное пособие (часть I). М.: Минвуз Изд-во МАИ, 2002.

4. Демидова Н.С, Малоземов В.В. Электрохимические методы регенерации космического корабля. Москва.: Машиностроение, 1992.

5. Курмазенко Э.А. Анализ функционирования систем обеспечения жизнедеятельности. Учебное пособие. М.: Изд-во НИИХиммаш, 2006.

1. Понятие эколого-технической системы защиты человека в космических условиях.

2. Уравнения баланса массы однокомпонентной и многокомпонентной реагирующих сред при моделировании процессов в системах жизнеобеспечения космических аппаратов.

3. Уравнения движения в интегральной и дифференциальной форме. Области применения при моделировании процессов в системах жизнеобеспечения космических аппаратов.

4. Обобщенная математическая модель теплогидромассоэлектропереноса в агрегатах систем жизнеобеспечения.

5. Уравнения тепломассопереноса в гомогенных и многофазных средах.

6. Вычислительные алгоритмы решения базовых моделей.

7. Моделирование процессов по производству чистой воды на борту космического аппарата: обратный осмос, ионный обмен, электродиализ.

8. Математическая модель тепловлагообмена многослойных мембранных пакетов.

Раздел 3. Системы жизнеобеспечения космических аппаратов 3.1. Комплекс регенерационных систем жизнеобеспечения (КСЖО) как составная часть эколого-экономической системы. Основные функции, состав, принципы построения КСЖО и взаимосвязь с объектом. Группа систем обеспечения газового состава, их структура, классификация и области применения. Группа систем водообеспечения, их структура, классификация и области применения. Группа систем обеспечения питанием, их структура, классификация и области применения. Группа систем санитарно-гигиенического обеспечения, их структура, классификация и области применения. Группа систем медицинского обеспечения, их структура, классификация и области применения.

жизнеобеспечения как объект проектирования. Системный подход при проектировании. Синтез структуры СЖО, анализ функционирования и оптимизация технологических параметров. Учет эргономических факторов при проектировании. Оптимизация конструкционных параметров и режимов функционирования систем жизнеобеспечения. Понятие о целевой функции.

Методы оптимизации.

3.3. Системы энергообеспечения КСЖО. Классификация и принципы построения систем энергообеспечения. Взаимосвязь и взаимное влияние параметров КСЖО и системы энергообеспечения.

3.4. Системы обеспечения теплового режима. Тепловой режим космического аппарата и способы его обеспечения. Назначение и классификация систем обеспечения теплового режима. Взаимосвязь КСЖО, системы энергообеспечения, системы обеспечения теплового режима и способ ее учета.

1. Малоземов В.В., Рожнов В.Ф., Правецкий В.Н. Системы жизнеобеспечения экипажей летательных аппаратов. Учебник. М.: Машиностроение, 1986.

2. ГОСТ 28040-89 "Система жизнеобеспечения космонавта в пилотируемом космическом аппарате". М.Государственный комитет СССР по стандартам. 1989.

3. Рожнов В.Ф. Космические системы жизнеобеспечения. Учебное пособие. М.:

Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2009.

4. Бобе Л.С., Гаврилов Л.И., Курмазенко Э.А. Перспективы развития регенерационных систем жизнеобеспечения для длительных пилотируемых космических полетов: Предварительный анализ // Вестник МАИ. Т. 15, № 1, 2008.

С. 17-28.

5. Серебряков В.Н. Основы проектирования систем жизнеобеспечения экипажа космических летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1983.

6. Шибанов Г.П. Обитаемость космоса и безопасность пребывания в нем человека.

М.: Машиностроение, 2007.

7. Пилотируемая экспедиция на Марс/ Под ред. А.С. Коротеева. М.: Российская академия космонавтики им. К.Э. Циолковского, 2006.

6. Квасников Л.А., Латышев Л.А., Пономарев-Степной Н.Н., др. Теория и расчет энергосиловых установок космических летательных аппаратов, М.: МАИ, 2001.

9. Куландин А.А., Тимашев СВ., Зайцев И.В. Энергетические системы космических аппаратов. М.: Наука, 1994.

10. Малоземов В.В., Кудрявцева Н.С. Проектирование систем обеспечения теплового режима КА: Учебное пособие. М.: МАИ, 1995.

11. Худяков С.А. Космические энергоустановки. М.: И-во Знание, 1984.

12. Малоземов В.В., Кудрявцева Н.С. Оптимизация систем терморегулирования космических аппаратов. М.: Машиност-ние, 1988.

13. Малоземов В.В., Кудрявцева Н.С. Системы терморегулирования космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1995.

14. Кудрявцева Н.С. Основы проектирования эффективных систем терморегулирования космических аппаратов. М.: МАИ. 2012.

15. Демидова Н.С. Гидроэлектромагнитодинамика процессов переноса в системах жизнеобеспечения (космических, подводных, подземных): Учебное пособие (часть I). - М.: Минвуз Изд-во МАИ, 2002.

16. Демидова Н. С. Гидротермоэлектродинамика капиллярно-пористых структур агрегатов систем жизнеобеспечения - (подземных, подводных, космических) Учебное пособие, (часть П),М.: МАИ, 2007 электронная версия каф. 607.

17. Морозов Г.И. Проектирование биотехнических систем жизнеобеспечения космонавтов. М.: Изд. МАИ. 2010.

1. Комплекс регенерационных систем жизнеобеспечения (КСЖО) как составная часть эколого-технической системы. Основные функции, состав, принципы построения КСЖО и взаимосвязь с объектом.

2. Группа систем обеспечения газового состава и их классификация для условий космического полета.

3. Особенности построения систем обеспечения газового состава и области применения.

4. Группа систем водообеспечения. Классификация, особенности построения и области применения.

5. Группа систем обеспечения питанием: особенности построения и области применения.

6. Группа систем санитарно-гигиенического обеспечения. Состав, особенности построения и область применения.

7. Группа систем медицинского обеспечения в условиях космического полета.

8. Биотехнические звенья в КСЖО: особенности функционирования и области применения в специальных условиях.

9. Источники первичной энергии и их влияние на состав системы энергообеспечения.

10. Влияние системы энергообеспечения на структуру и принципы построения КСЖО.

11. Тепловой режим объекта и его обеспечение в специальных условиях.

12. Назначение и классификация систем обеспечения теплового режима, их взаимосвязь с объектом, системой энергообеспечения и КСЖО.

Раздел 4. Индивидуальные средства обеспечения защиты и безопасности человека в специальных условиях 4.1. Классификация и основные виды средств защиты. Общая характеристика индивидуальных средств защиты. Классификация средств защиты.

Средства защиты от перегрузок, вибраций и ударных воздействий. Способы построения, особенности и области применения. Скафандры: классификация, требования, способы построения и области применения.

4.2. Профилактика вредного влияния внешней среды на человека. Средства профилактики вредного влияния среды обитания на организм человека.

Классификация, требования и области применения.

1. Системы оборудования летательных аппаратов/ Под ред. Матвеенко A.M., Бекесова В.А. Учебник для втузов. М.: Машиностроение, 2005.

2. Рабинович Б.А. Безопасность человека при ускорениях. Монография, используемая в процессе обучения. М.: Издательство Книга и бизнес, 2007.

3. Проектирование авиационных систем кондиционирования воздуха/ Под ред.

Шустрова Ю.М. Учебное пособие. М.: Издательство МАИ, 4. Пичулин B.C. Математическое моделирование при проектировании индивидуального защитного снаряжения экипажей ЛА. Учебное пособие. М.:

Издательство МАИ, 2003.

5. Олизаров В.В., Пичулин B.C. Системы вентиляции и регулирования давления газа в защитном индивидуальном снаряжении. Учебное пособие. М.: Издательство МАИ, 1990.

6. Пичулин B.C., Олизаров В.В. Системы терморегулирования индивидуального защитного снаряжения экипажей ЛА. Учебное пособие. М.: Издательство МАИ, 1995.

7. Абрамов И.П., Северин Г.И. и др. Скафандры и устройства для работы в космосе. Изд-во Машиностроение, М. 1992 г.

1. Общая характеристика индивидуальных средств защиты. Классификация средств защиты и безопасности.

2. Средства защиты от перегрузок. Общие и эксплуатационные требования, способы построения, особенности и области применения в специальных условиях.

3. Средства защиты от вибраций. Общие и эксплуатационные требования, способы построения, особенности и области применения в специальных условиях.

4. Средства защиты от ударных воздействий. Общие и эксплуатационные требования, способы построения, особенности и области применения в специальных условиях.

5. Изолирующие средства защиты от вредных воздействий среды обитания:

скафандры и автоматические системы жизнеобеспечения.

6. Классификация, требования, способы построения и области применения.

7. Классификация, требования и области применения средств профилактики вредного влияния среды обитания на организм человека.