RU2345912C1

RU2345912C1 - Life support method

Info

Publication number: RU2345912C1
Application number: RU2007117783/11A
Authority: RU
Inventors: Федор Андреевич Дикушин (RU); Федор Андреевич Дикушин; Владимир Романович Медведев (RU); Владимир Романович Медведев; ков Александр Викторович Поздн (RU); Александр Викторович Поздняков; Владимир Иванович Ткаченко (RU); Владимир Иванович Ткаченко; Натали Владимировна Ткаченко (RU); Наталия Владимировна Ткаченко; Тать на Дмитриевна Чумак (RU); Татьяна Дмитриевна Чумак; Сергей Владимирович Шульга (RU); Сергей Владимирович Шульга
Original assignee: Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации (Оа Вс Рф)
Priority date: 2007-05-14
Filing date: 2007-05-14
Publication date: 2009-02-10
Also published as: RU2007117783A

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: method of life support in an isolated object equipped with a habitable room, a power installation with an engine and a power supply system involves providing them with air, heat and electric energy as well as exhaust heat energy from the power installation engine, making water and foodstuff stock, installing life support equipment. Heat energy is accumulated due to the utilisation and summation of the exhaust heat energy and heat energy from the power supply system, possibility of heating food stuffs in the range from original temperature to the temperature exceeding 100°C is provided. A tank in the form of a toilet bowl with a sealing lid is mounted in the room, it is provided for the placement of biological waste into the bowl and following breaking-up, rarefaction in the tank is provided by connecting it to the ejection device of the power installation engine, biological waste is discharged outside through the engine exhaust line due to the ejection action of the power installation engine exhaust and to the supply of the gases under pressure to the upper tank part.

EFFECT: increasing heat capacity and comfort.

Description

Изобретение относится к способам жизнеобеспечения, а более конкретно к способам и средствам улучшения условий жизнедеятельности за счет повышения эффективности подачи тепла, воздуха, улучшения условий питания и создания условий для удаления отходов жизнедеятельности из изолированных объектов (стационарных и подвижных).The invention relates to life support methods, and more specifically to methods and means of improving living conditions by increasing the efficiency of heat, air, improving nutrition conditions and creating conditions for the removal of waste from isolated objects (stationary and mobile).

Тепловая энергия используется как в технологических процессах (на производстве), так и для обогрева стационарных помещений, обитаемых помещений (отсеков) палаток, пневмосооружений, транспортных средств и др. В ряде случаев обеспечивать жизнедеятельность и здоровье обслуживающего персонала необходимо посредством организации и питания, и удаления отходов жизнедеятельности. При этом, чем выше эффективность средств теплообразования, качество питания и др., тем лучше условия обитаемости, тем выше производительность труда, тем больше вероятность сохранения здоровья всего личного состава, находящегося в зоне обитания изолированного объекта.Thermal energy is used both in technological processes (in production) and for heating stationary rooms, inhabited premises (compartments) of tents, pneumatic installations, vehicles, etc. In some cases, it is necessary to ensure the vital functions and health of service personnel by organizing and feeding, and by removing waste products. Moreover, the higher the efficiency of heat-generating means, the quality of nutrition, etc., the better the habitability conditions, the higher labor productivity, the more likely it is to preserve the health of all personnel in the habitat of an isolated object.

Известен способ жизнеобеспечения экипажа военного объекта (см., например, «Руководство по материальной части и эксплуатации танка Т-55». Воениздат МО СССР, М., 1965, с.483-602), обеспечивающий разогрев двигателя и обслуживающих его систем перед пуском двигателя, его запуск, подачу тепла, электроэнергии и воздуха в обитаемое помещение, а также создание запаса воды и продуктов. Для этого предусмотрены камера сгорания с теплообменником, змеевики и полости обогрева двигателя, водяные радиатор и насос, электродвигатели, источники электропитания, нагнетатели топлива, воздуха и другие элементы, обеспечивающие запуск двигателя и реализацию способа.There is a method of life support for the crew of a military facility (see, for example, “Manual on the material part and operation of the T-55 tank.” Military Publishing House of the USSR Ministry of Defense, Moscow, 1965, p. 483-602), which heats up the engine and its systems before starting engine, its start, the supply of heat, electricity and air to the inhabited room, as well as the creation of a supply of water and products. For this, a combustion chamber with a heat exchanger, coils and engine heating cavities, a water radiator and a pump, electric motors, power supplies, fuel, air and other superchargers are provided for starting the engine and implementing the method.

Нагретая в теплообменнике жидкость по трубопроводам поступает в змеевики масляных баков и в двигатель, нагревает их и возвращается обратно. Способ применяется как перед пуском двигателя при температуре окружающего воздуха от 5°С и ниже, так и в процессе его работы и функционирования личного состава. Его недостатком является малая производительность тепла для обогрева обитаемого помещения машины в зимнее время. При отрицательных температурах окружающего воздуха температура в обитаемом отделении также отрицательна, особенно при стрельбе, то есть при включенных вентиляторах и интенсивной продувке обитаемого отделения. Снабжение воздухом наиболее эффективно обеспечивается при работе двигателя энергетической установки. Снабжение водой ограничивается созданием ее запасов в питьевых бачках. Разогрева пищи в этом способе не предусмотрено.The liquid heated in the heat exchanger through pipelines enters the coils of the oil tanks and into the engine, heats them and returns. The method is used both before starting the engine at an ambient temperature of 5 ° C and below, and in the process of its operation and the functioning of personnel. Its disadvantage is the low productivity of heat for heating the inhabited premises of the machine in the winter. At negative ambient temperatures, the temperature in the habitable compartment is also negative, especially when firing, that is, with the fans turned on and intensive blowing of the habitable compartment. The air supply is most efficiently ensured by the operation of the engine of a power plant. The supply of water is limited to the creation of its reserves in drinking tanks. Food heating in this method is not provided.

Известен также способ жизнеобеспечения (см., например, «Танк 72А. Техническое описание и инструкция по эксплуатации». Книга вторая (часть первая). М.: Воениздат МО СССР, 1989, с.363-372), принятый за прототип предлагаемого способа и являющийся его базовым объектом. Этот способ жизнеобеспечения в изолированном объекте, оснащенном обитаемым помещением, энергетической установкой с двигателем и системой электроснабжения, включающий подачу в них воздуха, тепловой и электрической энергии, создание запасов воды и продуктов питания, установку оборудования жизнеобеспечения.There is also a method of life support (see, for example, “Tank 72A. Technical description and operating instructions.” Book two (part one). M: Military Publishing House of the USSR Ministry of Defense, 1989, p.363-372), adopted as a prototype of the proposed method and being its underlying object. This way of life support in an isolated facility equipped with a living room, a power plant with an engine and an electric power supply system, including the supply of air, heat and electricity to them, the creation of water and food supplies, the installation of life support equipment.

За счет установки на двигателе эжекционного устройства и соединения его с системой очистки воздуха обеспечивается очистка воздуха, подаваемого снаружи через воздухоочиститель в двигатель и обитаемое помещение. В этом объекте существенно повышена тепловая эффективность (благодаря установке электродвигателя, вентилятора, дефлектора и водяного радиатора, формирования дополнительного воздушного теплового потока, способствующего повышению температуры в обитаемом помещении). Однако в ряде случаев этого бывает недостаточно. Например, при включении вентилятора и низкой температуре окружающего воздуха в обитаемом помещении через короткое время температура становится отрицательной. В ряде случаев в обитаемом отделении необходимо создавать избыточное давление за счет подачи дополнительного наружного воздуха. Особенно часто это происходит в подвижных транспортных средствах:By installing an ejection device on the engine and connecting it to the air purification system, the air supplied from the outside through the air purifier to the engine and the living room is cleaned. In this object, thermal efficiency is significantly increased (due to the installation of an electric motor, fan, deflector and water radiator, the formation of an additional air heat flow, which contributes to an increase in temperature in the inhabited room). However, in some cases this is not enough. For example, when the fan is turned on and the ambient temperature in the inhabited room is low, after a short time the temperature becomes negative. In some cases, it is necessary to create excess pressure in the inhabited compartment by supplying additional external air. Especially often this happens in mobile vehicles:

боевых машинах, включая прототип, медицинских комплексах, вездеходах и др. при их движении в зонах с нарушенной экологией, на зараженной местности. В этих случаях включаются фильтровентиляционные установки, нагнетатели-сепараторы, дополнительные вентиляторы и др. (см. также, например, «Руководство по материальной части и эксплуатации колесного бронетранспортера БТР-60ПБ». М.: Воениздат, 1967 г., с.382-386). Работа этих устройств приводит к дополнительной подаче в обитаемое помещение больших объемов холодного воздуха, что приводит к резкому снижению температуры в нем. Это особенно опасно для таких обитаемых помещений, в которых находятся раненые, больные, ослабленные люди, то есть помещений: мобильных медицинских комплексов, боевых машин, бронированных медицинских машин, геологоразведочных комплексов, вездеходов (особенно работающих в условиях низких температур); резкое снижение температуры в этих условиях может стать причиной простудных заболеваний и даже гибели людей. При этом ухудшаются условия обитаемости экипажей и обслуживающего персонала, снижающие эффективность выполнения ими своих функциональных обязанностей. Практически исключается возможность приготовления и даже разогрева пищи (продуктов питания из содержимого сухого пайка, воды из питьевых бачков и др.). Ситуация усугубляется при вынужденной разгерметизации обитаемых помещений, вызываемой необходимостью выхода личного состава из боевой машины, в частности, связанной с удалением продуктов жизнеобеспечения, в том числе отправлением естественных надобностей. Открывание люков (дверей) опасно не только чрезмерным охлаждением машин в зимнее время, но и, прежде всего, снижением безопасности личного состава, вызванного действием огня и других поражающих факторов оружия. Рассмотренный способ жизнеобеспечения практически не обеспечивает возможности создания достаточных запасов тепла, а также не обеспечивает без разгерметизации обитаемых помещений возможность удаления из них отходов жизнедеятельности (в том числе и отходов отправления естественных надобностей).combat vehicles, including the prototype, medical complexes, all-terrain vehicles, etc. when they move in areas with disturbed ecology, in contaminated areas. In these cases, filter-ventilation units, supercharger-separators, additional fans, etc. are turned on (see also, for example, “Manual on the material part and operation of the BTR-60PB wheeled armored personnel carrier.” M.: Military Publishing House, 1967, p. 382- 386). The operation of these devices leads to an additional supply of large volumes of cold air to the inhabited premises, which leads to a sharp decrease in temperature in it. This is especially dangerous for such inhabited premises in which there are wounded, sick, weakened people, that is, rooms: mobile medical complexes, military vehicles, armored medical vehicles, exploration complexes, all-terrain vehicles (especially those operating at low temperatures); a sharp drop in temperature in these conditions can cause colds and even death. At the same time, the living conditions of crews and maintenance personnel are deteriorating, reducing the efficiency of their functional duties. The possibility of cooking and even heating food (food products from the contents of dry rations, water from drinking tanks, etc.) is virtually eliminated. The situation is aggravated by the forced depressurization of inhabited premises, caused by the need for personnel to leave the combat vehicle, in particular, associated with the removal of life support products, including the departure of natural necessities. Opening hatches (doors) is dangerous not only by excessive cooling of cars in the winter, but, first of all, by a decrease in the safety of personnel caused by the action of fire and other weapons damaging factors. The considered life-support method practically does not provide the possibility of creating sufficient heat reserves, and also does not provide the possibility of removing waste from them (including waste from the departure of natural necessities) without depressurization of inhabited premises.

С целью устранения отмеченных недостатков, повышения теплопроизводительности, улучшения условий обитаемости и жизнедеятельности (путем улучшения условий питания за счет повышения температуры нагрева выше 100°С, удаления отходов жизнедеятельности без разгерметизации обитаемых помещений) в способе жизнеобеспечения в изолированном объекте, оснащенном обитаемым помещением, энергетической установкой с двигателем и системой электроснабжения, включающем подачу в них воздуха, тепловой и электрической энергии, создание запасов воды и продуктов питания, установку оборудования жизнедеятельности, дополнительно в обитаемое помещение изолированного объекта подают тепловую энергию выхлопных газов двигателя энергетической установки, аккумулируют тепловую энергию за счет утилизации и суммирования тепловой энергии выхлопных газов и системы электроснабжения, обеспечивают возможность нагрева продуктов питания в диапазоне от начальной температуры до превышающей 100°С, устанавливают емкость в виде унитаза с герметизирующей крышкой и внутренней поверхностью в форме перевернутого усеченного конуса, вертикальная ось симметрии которого параллельна вертикальной оси обитаемого помещения, обеспечивают возможность помещения в нее и размельчения отходов жизнедеятельности, создают в емкости разрежение путем сообщения ее нижней части с эжекционным устройством двигателя энергетической установки и обеспечивают выброс наружу через выхлопной тракт двигателя отходов жизнедеятельности за счет эжекционного действия выхлопных газов двигателя энергетической установки, подают под давлением в верхнюю часть емкости выхлопные газы двигателя энергетической установки, формируют их в виде газовых струй, равномерно распределяют их по периметру верхнего основания емкости, направляют каждую из них сверху вниз вдоль соответствующей образующей внутренней поверхности емкости и периодически отклоняют относительно этой образующей на угол ±15 градусов.In order to eliminate the noted drawbacks, increase heat production, improve living conditions and vital functions (by improving food conditions by increasing the heating temperature above 100 ° C, removing waste products without depressurizing the living quarters) in the life support method in an isolated facility equipped with a inhabited building, power plant with an engine and power supply system, including the supply of air, heat and electric energy, the creation of water reserves and products power supply, installation of vital equipment, in addition to the inhabited room of an isolated facility, heat energy from the exhaust gases of the engine of the power plant is accumulated, heat energy is accumulated by utilizing and summing the heat energy of the exhaust gases and the power supply system, and food products can be heated in the range from the initial temperature to above 100 ° C, set the capacity in the form of a toilet with a sealing lid and the inner surface in the form of inverted th truncated cone, the vertical axis of symmetry of which is parallel to the vertical axis of the living room, provides the possibility of placing in it and grinding waste waste, create a vacuum in the tank by communicating its lower part with the ejection device of the engine of the power plant and provide an outward discharge through the exhaust tract of the engine of waste due to the ejection effect of the exhaust gases of the engine of the power plant, the outlet is fed under pressure to the upper part of the tank Heated gases of the engine of the power plant, form them in the form of gas jets, evenly distribute them along the perimeter of the upper base of the tank, direct each of them from top to bottom along the corresponding generatrix of the inner surface of the tank and periodically deviate relative to this generatrix by an angle of ± 15 degrees.

Введение новых операций и действий позволяет в значительной степени устранить отмеченные недостатки, увеличить теплопроизводительность и повысить надежность системы жизнеобеспечения путем дополнительной подачи именно в обитаемое помещение тепла выхлопных газов и тепла дополнительных электронагревателей, их суммирования с теплом системы электроснабжения, а также улучшить условия обитаемости и жизнедеятельности путем удаления отходов жизнедеятельности без разгерметизации обитаемых помещений изолированных объектов. При этом подача под давлением в верхнюю часть емкости выхлопных газов и их дальнейшее соответствующее формирование обеспечивают повышение эффективности удаления отходов жизнедеятельности и очистки каналов удаления.The introduction of new operations and actions allows to significantly eliminate the noted deficiencies, increase heat production and increase the reliability of the life support system by additionally supplying heat of exhaust gases and heat of additional electric heaters to the living room, adding them to the heat of the power supply system, and also improving living and living conditions by waste disposal without depressurization of inhabited premises of isolated objects. In this case, the supply under pressure to the upper part of the exhaust gas tank and their further appropriate formation provide an increase in the efficiency of waste disposal and cleaning of the removal channels.

Штатными блоками системы жизнеобеспечения, реализующей прототип, выполняются часть функций. Нагнетатель топлива обеспечивает его подачу в камеру сгорания подогревателя. Он выполнен на основе шестеренчатого топливного насоса, приводимого во вращение электродвигателем. Нагнетатель воздуха служит для подачи в камеру сгорания воздуха. Он выполнен на основе центробежного вентилятора, приводимого во вращение также электродвигателем. Водяной центробежный насос предназначен для обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости по обогреваемым магистралям силовой установки (змеевики, полости обогрева). Водяной насос приводится во вращение также электродвигателем. Водяной радиатор совместно с вентилятором и электродвигателем обеспечивают обогрев обитаемого помещения. Радиатор - трубчато-пластинчатого типа обеспечивает подогрев воздуха в обитаемом помещении с помощью горячей жидкости, циркулирующей в нем как при работе двигателя, так и при работе подогревателя. Камера сгорания и теплообменник соединены между собой шпильками. Между уплотняющими плоскостями фланцев устанавливается жаростойкая прокладка. В резьбовом отверстии камеры сгорания устанавливается форсунка центробежного типа, обеспечивающая подачу распыленного топлива в камеру сгорания, теплообменник пластинчатого типа состоит из наружного кожуха и сердцевины (из штампованных пластин, собранных попарно в секции). Каналы, образованные между пластинами секций, и полость между кожухом и сердцевиной котла представляют собой тракт для циркуляции воды (охлаждающей жидкости). Внутренние полости камеры сгорания и выпускной патрубок образуют газовый тракт подогревателя. Свечи накаливания служат для подогрева и зажигания горючей смеси в камере сгорания. Они установлены в резьбовые отверстия камеры сгорания. Питание свечей накаливания осуществляется от источника питания электроэнергией.The standard units of the life support system that implements the prototype carry out part of the functions. The fuel supercharger provides its supply to the combustion chamber of the heater. It is made on the basis of a gear fuel pump driven by an electric motor. An air blower is used to supply air to the combustion chamber. It is based on a centrifugal fan, also driven by an electric motor. A water centrifugal pump is designed to circulate coolant along heated lines of the power plant (coils, heating cavities). The water pump is also driven by an electric motor. A water radiator together with a fan and an electric motor provide heating for the inhabited premises. Radiator - tube-plate type provides air heating in the inhabited room with the help of hot fluid circulating in it both during engine operation and during heater operation. The combustion chamber and the heat exchanger are interconnected by studs. A heat-resistant gasket is installed between the sealing planes of the flanges. A centrifugal type nozzle is installed in the threaded hole of the combustion chamber, which ensures the supply of atomized fuel to the combustion chamber, the plate-type heat exchanger consists of an outer casing and a core (from stamped plates assembled in pairs in sections). The channels formed between the plates of the sections and the cavity between the casing and the core of the boiler represent a path for the circulation of water (coolant). The internal cavity of the combustion chamber and the exhaust pipe form the gas path of the heater. Glow plugs are used to heat and ignite a combustible mixture in a combustion chamber. They are installed in the threaded holes of the combustion chamber. Glow plugs are powered by an electric power source.

Для реализации предложенного способа в системе жизнеобеспечения прототипа дополнительно используют эжекционное устройство, блоки для утилизации тепла выхлопных газов и удаления отходов жизнедеятельности. Эжекционное устройство двигателя, принципиально и конструктивно выполненное аналогично подобным устройствам, используемым на объектах бронетанковой техники: на основе трубок с соплами, обеспечивающими создание разрежения, под действием которого продукты отхода жизнедеятельности удаляются через выхлопные тракты двигателя. Блоки, предназначенные для утилизации тепла выхлопных газов, выбрасываемых (в прототипе) из газового тракта в атмосферу, в предлагаемом способе обеспечивают разогрев пищи и обогрев обитаемого помещения (рабочих мест членов экипажей боевых машин, мест размещения личного состава другой специальной техники и др.). Для этого выпускной патрубок газового тракта соединяют газоводами с теплообменником, дополнительно введенными разогревателем пищи, тепловыми аккумуляторами, в которых теплоаккумулирующие элементы, например трансформаторное масло, сопряжены через трубки и пластинки с воздушным трактом штатного вентилятора. Благодаря этому тепло не только аккумулируется и ускоряет нагрев обитаемого помещения, но и передается воздушным потокам, в которых направляется и фокусируется, например, тепловыми отражателями в области сидений и самые необходимые зоны рабочих мест членов экипажа и мест расположения личного состава. Установкой распределительных кранов обеспечивается регулировка отдаваемого тепла аккумуляторами, а тепловыми отражателями - оптимизация его перераспределения относительно сидений и зон обитаемого помещения.To implement the proposed method in the life support system of the prototype, an ejection device, blocks for utilizing heat of exhaust gases and removing waste products are additionally used. The engine’s ejection device, fundamentally and structurally made similar to similar devices used in armored vehicles: based on tubes with nozzles that create a vacuum, under which the waste products are removed through the exhaust ducts of the engine. Blocks designed for heat recovery of exhaust gases emitted (in the prototype) from the gas path to the atmosphere, in the proposed method, provide heating of food and heating of the inhabited premises (workplaces of crew members of combat vehicles, locations of personnel of other special equipment, etc.). To do this, the exhaust pipe of the gas path is connected by gas ducts to a heat exchanger, additionally introduced by a food heater, heat accumulators, in which heat-accumulating elements, for example transformer oil, are connected through tubes and plates to the air duct of a regular fan. Thanks to this, the heat not only accumulates and accelerates the heating of the inhabited premises, but is also transmitted to the air flows, in which it is directed and focused, for example, by heat reflectors in the seat area and the most necessary working areas of crew members and personnel locations. The installation of distribution taps ensures the adjustment of the heat output by the batteries, and by thermal reflectors - the optimization of its redistribution relative to the seats and areas of the living room.

Новые конструктивные блоки вводят также для обеспечения возможности удаления отходов жизнедеятельности членов экипажа (в том числе и отправление естественных надобностей) без выхода их из боевых машин и разгерметизации обитаемых помещений. С этой целью устанавливают или монтируют, например, в сиденье, емкость, снабженную герметизирующей крышкой (емкость вместе с крышкой могут помещать под подушку сиденья). Внутреннюю поверхность емкости выполняют в форме перевернутого конуса с вертикальной осью, параллельной вертикальной оси обитаемого помещения. Подача в верхнюю часть емкости выхлопных газов, формирование их в виде струй, подача их сверху вниз и периодическое отклонение от соответствующей образующей внутренней конической поверхности на угол±15 градусов обеспечивает повышение эффективности удаления отходов жизнедеятельности и очистки каналов удаления.New structural blocks are also being introduced to ensure the possibility of disposal of waste members of the crew (including the departure of natural necessities) without leaving their combat vehicles and depressurization of the living quarters. For this purpose, a container equipped with a sealing cover is installed or mounted, for example, in the seat (the container together with the cover can be placed under the seat cushion). The inner surface of the tank is in the form of an inverted cone with a vertical axis parallel to the vertical axis of the living room. The supply to the upper part of the tank of exhaust gases, their formation in the form of jets, their supply from top to bottom and periodic deviation from the corresponding generatrix of the internal conical surface by an angle of ± 15 degrees provides an increase in the efficiency of waste disposal and cleaning of removal channels.

В нижней части полости емкости устанавливают выпускной клапан, через который с емкостью соединяют размельчитель отходов жизнедеятельности, снабжают его приводом и через трубопровод с краном соединяют с входом эжекционного устройства двигателя энергетической установки.An exhaust valve is installed in the lower part of the tank cavity, through which the waste grinder is connected to the tank, supplied with a drive and connected to the inlet of the ejection device of the engine of the power plant through a pipeline with a crane.

Конструктивное исполнение дополнительных блоков, обеспечивающих реализацию предложенного способа, широко известно и не вызывает трудностей в их установке и применении (см., например, Вагоны. /Под ред. Л.Д.Кузьмича. М.: «Машиностроение», 1978, с.264-291; Д.А.Лопаев. «Электрическая аппаратура бытового назначения». М.: «Легкая индустрия», 1977, с.18-55).The design of the additional blocks that ensure the implementation of the proposed method is widely known and does not cause difficulties in their installation and application (see, for example, Wagons. / Ed. By L.D. Kuzmich. M.: Mechanical Engineering, 1978, p. 264-291; D.A. Lopaev. "Electrical apparatus for domestic use." M.: Light Industry, 1977, p. 18-55).

Работа системы жизнеобеспечения, реализующей прототип, происходит следующим образом. Первоначально производят подготовку системы обеспечения и объекта к работе. Включают приборы системы электроснабжения (выключатели, источники питания, электродвигатели и др.), благодаря чему напряжение от бортовой сети и источников питания подают на свечи накаливания камеры сгорания подогревателя, которые, разогреваясь, нагревают полость камеры сгорания. Электродвигатели приводят в действие нагнетатели топлива, воздуха и водяной насос. Благодаря этим действиям в камере сгорания подогревателя топливо, смешивая его с воздухом, подаваемым нагнетателем воздуха, образуют горючую смесь, которую подогревают и воспламеняют с помощью свечей накаливания. Вследствие сгорания смеси нагревают жидкость, циркулирующую в жидкостном тракте теплообменника подогревателя. При установившейся устойчивой работе камеры сгорания свечи накаливания отключают. Нагретую жидкость водяным насосом через змеевик и полости обогрева систем двигателя подают в водяной радиатор и далее через водяной насос возвращают в теплообменник подогревателя. После достижения температуры воды (охлаждающей жидкости) заданного уровня приводят в действие двигатель силовой установки. Горячие газы после отдачи ими части тепла для нагрева жидкости в теплообменнике подогревателя и двигателя подают в разогреватель пищи, являющийся одновременно и тепловым аккумулятором, снабженным дополнительным электронагревателем, а затем, после отдачи тепла, направляют в атмосферу. Вентилятором прогоняют воздух через водяной радиатор, благодаря чему воздух, соприкасаемый со стенками полостей обогрева, нагретыми трубками и пластинками водяного радиатора, а затем теплоаккумулятора, значительно нагревают и тем самым повышают температуру в изолированном обитаемом помещении. Изменением угловых положений тепловых отражателей относительно сидений членов экипажа регулируют температуру окружающего воздуха в зонах рабочих мест членов экипажа. Используя дополнительный электронагреватель, резко увеличивают температуру местного нагрева (выше 100°С) для разогрева пищи, кипячения воды и др.The life support system that implements the prototype is as follows. Initially, the support system and facility are prepared for work. They include devices of the power supply system (switches, power supplies, electric motors, etc.), so that the voltage from the on-board network and power supplies are supplied to the glow plugs of the heater’s combustion chamber, which, when heated, heat the cavity of the combustion chamber. Electric motors drive the blowers of fuel, air and a water pump. Due to these actions, in the combustion chamber of the heater, the fuel, mixing it with the air supplied by the air blower, forms a combustible mixture, which is heated and ignited using glow plugs. Due to combustion of the mixture, the liquid circulating in the liquid path of the heater heat exchanger is heated. With steady stable operation of the combustion chamber, the glow plugs are turned off. The heated liquid by the water pump through the coil and the heating cavity of the engine systems is fed into the water radiator and then returned to the heater heat exchanger through the water pump. After reaching the temperature of water (coolant) of a given level, the engine of the power plant is driven. Hot gases after they give part of the heat to heat the liquid in the heat exchanger of the heater and the engine are fed to a food heater, which is also a heat accumulator equipped with an additional electric heater, and then, after heat is released, is sent to the atmosphere. The fan drives the air through the water radiator, so that the air in contact with the walls of the heating cavities, the heated tubes and plates of the water radiator, and then the heat accumulator, is heated significantly and thereby increase the temperature in an isolated inhabited room. By changing the angular positions of the heat reflectors relative to the seats of the crew members, the ambient temperature in the working areas of the crew members is regulated. Using an additional electric heater, the temperature of local heating (above 100 ° C) is sharply increased to heat food, boil water, etc.

При необходимости удаления отходов жизнедеятельности поднимают подушку сиденья, затем открывают герметичную крышку емкости и помещают в нее отходы жизнедеятельности (в том числе отходы отправления естественных надобностей). Создают в емкости разрежение и ее содержимое под действием этого разрежения, создаваемого эжекционным эффектом выхлопных газов, удаляют в атмосферу. При этом, в случае необходимости, отходы предварительно размельчают с помощью оснащения емкости размельчителем с приводом. Кроме того, подают под давлением в верхнюю часть емкости выхлопные газы двигателя энергетической установки, формируют их в виде газовых струй, равномерно распределяют их по периметру верхнего основания емкости, направляют каждую из них сверху вниз вдоль соответствующей образующей внутренней поверхности емкости и периодически отклоняют относительно этой образующей на угол ±15 градусов.If it is necessary to remove waste, raise the seat cushion, then open the sealed lid of the container and place waste in it (including waste from the departure of natural necessities). They create a vacuum in the tank and its contents under the action of this vacuum created by the ejection effect of the exhaust gases are removed into the atmosphere. In this case, if necessary, the waste is pre-crushed by equipping the tank with a grinder with a drive. In addition, the exhaust gases of the engine of a power plant are fed under pressure to the upper part of the tank, form them in the form of gas jets, evenly distribute them along the perimeter of the upper base of the tank, direct each of them from top to bottom along the corresponding generatrix of the inner surface of the tank and periodically deviate relative to this generatrix at an angle of ± 15 degrees.

В последующем, при повышении температуры воды в водяном радиаторе и разогреве других систем объекта до заданного уровня производят отключение подогревателя двигателя и тем самым обеспечивают оптимизацию процесса регулирования температуры в обитаемом помещении объекта. При этом производят отключение нагнетателей топлива и воздуха, а также отключение источника питания от свечей накаливания и прекращают работу камеры сгорания и подогревателя. Таким образом, нагрев воздуха в обитаемом помещении (на рабочих местах) и регулирование температуры производят за счет подключения (отключения) блоков нагрева воздуха (электронагревателей), разогрева пищи, аккумулирования тепла, а также изменения направлений перемещения тепловых потоков (теплоотражателями, диффузорами).Subsequently, when the temperature of the water in the water radiator is increased and other systems of the object are heated to a predetermined level, the engine heater is turned off and thereby optimize the temperature control process in the inhabited premises of the object. At the same time, the fuel and air blowers are turned off, as well as the power source is disconnected from the glow plugs and the combustion chamber and heater are stopped. Thus, air heating in an inhabited room (at workplaces) and temperature control are performed by connecting (disconnecting) air heating units (electric heaters), heating food, accumulating heat, as well as changing the directions of movement of heat flows (heat reflectors, diffusers).

При определенном соотношении температур окружающего воздуха, обитаемого помещения и обслуживающих подсистем системы жизнеобеспечения включение ее элементов может происходить не полностью, а частично. Например, может не производиться тепловое аккумулирование или изменение тепловых потоков, разогрев пищи и др. В основных режимах работы системы жизнеобеспечения, работе двигателя и его подсистем, как правило, отключают блоки, обеспечивающие работу подогревателя двигателя. На длительных стоянках, наоборот, могут не использовать двигатель, а лишь подогреватель. При частичном включении элементов системы жизнеобеспечения реализация способа происходит аналогично описанному выше при полном включении элементов.With a certain ratio of ambient temperatures, inhabited premises and subsystems of the life support system, the inclusion of its elements may not occur completely, but partially. For example, thermal accumulation or a change in heat fluxes, food warming, etc. may not be performed. In the main modes of operation of the life support system, the operation of the engine and its subsystems, as a rule, the blocks ensuring the operation of the engine heater are turned off. On long-term parking, on the contrary, they may not use the engine, but only a heater. With the partial inclusion of elements of the life support system, the implementation of the method occurs similarly to that described above with the complete inclusion of elements.

Возможность реализации предложенного способа не вызывает сомнений, так как введенные операции могут выполняться элементами, которые изготовляются серийно и находят широкое применение как в народном хозяйстве, так и на объектах военной техники.The possibility of implementing the proposed method is not in doubt, since the operations introduced can be performed by elements that are mass-produced and are widely used both in the national economy and in military equipment.

Таким образом, введение в известный способ жизнеобеспечения дополнительной возможности использования тепловой энергии выхлопных газов и системы электроснабжения (за счет ввода дополнительных электронагревательных элементов), их суммирование, аккумулирование и оптимизация распределения позволяют существенно повысить практически без дополнительных затрат общую тепловую производительность штатных систем жизнеобеспечения, особенно используемых на транспортных средствах (до 250%), так как в них и энергия источника питания, и тепло горячих выхлопных газов остаются, как правило, невостребованными либо полностью, либо частично. Тепловая энергия горячих выхлопных газов в прототипе не используется совсем, а в предложенном способе эта энергия утилизируется, суммируется с традиционной и с энергией электрического источника питания.Thus, the introduction into the known life-support method of the additional possibility of using the thermal energy of the exhaust gases and the power supply system (by introducing additional electric heating elements), their summation, accumulation and optimization of distribution can significantly increase the total thermal performance of standard life-support systems, practically used without any additional costs, especially those used on vehicles (up to 250%), since they have both the energy of the power source and the heat of grief their exhaust gases are usually unused either completely or partially. The thermal energy of the hot exhaust gases in the prototype is not used at all, and in the proposed method this energy is utilized, added to the traditional and the energy of an electric power source.

Кроме того, предложенный способ позволяет повысить комфортность деятельности экипажа за счет возможности поддержания оптимальной температуры в обитаемом помещении и разогрева продуктов питания (до температуры, превышающей 100°С), а также удаления отходов жизнедеятельности личного состава (отправления естественных надобностей) без разгерметизации обитаемого помещения, что одновременно обеспечивает повышение выживаемости членов экипажа и личного состава в боевой обстановке.In addition, the proposed method allows to increase the comfort of the crew due to the possibility of maintaining the optimum temperature in the habitable room and warming up food (to a temperature exceeding 100 ° C), as well as removing wastes of personnel (sending natural necessities) without depressurizing the living quarters, which simultaneously provides increased survival of crew members and personnel in a combat situation.

Claims

The life support method in an isolated facility equipped with a living room, a power plant with an engine and an electric power supply system, including supplying air, heat and electric energy to them, creating water and food supplies, installing life support equipment, characterized in that the living room of the isolated facility is additionally supply thermal energy of the exhaust gases of the engine of a power plant, accumulate thermal energy by utilizing and summing the thermal energy exhaust gas and power supply systems, provide the ability to heat food in the range from the initial temperature to above 100 ° C, install a toilet bowl with a sealing cover and an inner surface in the form of an inverted truncated cone, the vertical axis of symmetry of which is parallel to the vertical axis of the living room, provide the possibility of placing in it and grinding waste waste, create a vacuum in the tank by communicating its lower part with an ejection device the engine of the power plant and provide an outward discharge through the engine exhaust tract of vital activity due to the ejection action of the exhaust gases of the engine of the power plant, the exhaust gases of the engine of the power plant are fed under pressure to the upper part of the tank, form them in the form of gas jets, evenly distribute them along the perimeter of the upper the base of the tank, direct each of them from top to bottom along the corresponding generatrix of the inner surface of the tank and periodically off nyayut regards to this generatrix by an angle of ± 15 °.