RU2485432C1

RU2485432C1 - Subsistence method

Info

Publication number: RU2485432C1
Application number: RU2012108132/11A
Authority: RU
Inventors: Михаил Витальевич Головань; Елена Леонидовна Ермакова; Николай Алексеевич Краснянчук; Андрей Алексеевич Круглов; Олег Михайлович Малецкий; Владимир Романович Медведев; Михаил Михайлович Старостин; Елена Михайловна Старостина; Владимир Иванович Ткаченко; Наталия Владимировна Ткаченко; Татьяна Дмитриевна Чумак
Original assignee: Михаил Витальевич Головань; Елена Леонидовна Ермакова; Николай Алексеевич Краснянчук; Андрей Алексеевич Круглов; Олег Михайлович Малецкий; Владимир Романович Медведев; Михаил Михайлович Старостин; Елена Михайловна Старостина; Владимир Иванович Ткаченко; Наталия Владимировна Ткаченко; Татьяна Дмитриевна Чумак
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2013-06-20

Abstract

FIELD: personal use articles.

SUBSTANCE: method for subsistence of, for example, the crew of a military vehicle, consists in supply of air, thermal and electric energy, creation of a water and food reserve, accumulation of thermal energy through utilisation and aggregation of exhaust gases thermal energy and a power supply system for heating an insulated habitable room, water and food. Installed under the crew members seats is a double-walled vessel for biowaste, such biowaste discharged outside through the engine exhaust line due to the ejecting action of the engine exhaust gases. The hollow between the double walls communicates with the engine delivery and exhaust lines. Personal breathing equipment is connected to the oxygen generator and the filtering elements. Dampers and anti-shock devices with sensors are mounted on hazardous equipment elements.

EFFECT: invention improves air supply, reduces injury hazard risk and increases thermal effectiveness and comfort.

Description

Изобретение относится к способам жизнеобеспечения в изолированных объектах, в частности в военных транспортных средствах, оснащенных изолированным обитаемым помещением для экипажа, а более конкретно, к способам и средствам улучшения условий жизнедеятельности за счет повышения эффективности подачи тепла и воздуха, улучшения питания и создания условий для уменьшения травмоопасности личного состава и опасности при удалении отходов жизнедеятельности из изолированных объектов (стационарных и подвижных).The invention relates to life support methods in isolated objects, in particular in military vehicles equipped with an isolated inhabited room for the crew, and more particularly, to methods and means of improving living conditions by increasing the efficiency of heat and air supply, improving nutrition and creating conditions to reduce personal injury hazards and hazards when disposing 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 и посредством организации питания, водоснабжения, удаления отходов жизнедеятельности, снижения травмоопасности и др. При этом чем выше эффективность средств теплообразования, качество питания и др., ниже травмоопасность, 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 premises, 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 through the organization of food, water supply, waste disposal, reducing the risk of injury, etc. Moreover, the higher the efficiency of heat generation means, the quality of food, etc., the lower the risk of injury, the better the conditions habitability, the higher labor productivity, the greater the likelihood of maintaining 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», М.: Воениздат МО СССР, 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,” M .: Military Publishing House of the USSR Ministry of Defense, 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°C 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. Кроме того, разогрев пищи в этом способе не предусмотрен, а уровень травмоопасности - высок. Например: - включение и выключение стабилизатора вооружения опасно из-за несоблюдения временных характеристик. В этом случае неуравновешенная пушка может нанести травму личному составу как внутри танка, так и снаружи; - нарушение правил стрельбы, в частности, при производстве выстрела, может вызвать травмирование лица; - неисправности электропривода башни из-за ее массы и невозможности экстренного торможения могут вызвать поломки оборудования и увечья личного состава и др.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. In addition, the heating of food in this method is not provided, and the level of injury is high. For example: - turning the weapon stabilizer on and off is dangerous due to non-compliance with the time characteristics. In this case, an unbalanced gun can cause injury to personnel both inside the tank and outside; - violation of the rules of shooting, in particular, in the production of a shot, can cause injury to the face; - malfunctions of the tower’s electric drive due to its mass and the impossibility of emergency braking can cause equipment breakdowns and personal injury, etc.

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).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).

Этот способ жизнеобеспечения экипажа военного транспортного средства, оснащенного изолированным обитаемым помещением, энергетической установкой с двигателем и системой электроснабжения, включающий подачу воздуха, тепловой и электрической энергии, создание запасов воды и продуктов питания и установку оборудования жизнеобеспечения. За счет установки на двигателе эжекционного устройства и соединения его с системой очистки воздуха обеспечивается очистка воздуха, подаваемого 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: 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. 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.This method of life support of the crew of a military vehicle equipped with an isolated inhabited room, an energy installation with an engine and an electric power supply system, including the supply of air, heat and electricity, the creation of water and food supplies and the installation of life support equipment. By installing an ejection device on the engine and connecting it to the air purification system, the air supplied 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. This happens especially often in mobile vehicles: military vehicles, including prototypes, 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 .: Voenizdat, 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 of 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. 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 opportunity to remove vital waste from them without depressurization of inhabited premises.

Уровень травмоопасности в этом способе не только не уменьшился, а еще более возрос из-за усложнения оборудования на рабочих местах членов экипажаThe level of injury in this method not only did not decrease, but even increased due to the complexity of the equipment in the workplaces of crew members

Известен также способ жизнеобеспечения, описанный в патенте РФ №2339894. Он принят за прототип предлагаемого способа и является его базовым объектом.There is also a method of life support described in the patent of the Russian Federation No. 2339894. It is taken as a prototype of the proposed method and is its basic object.

Способ жизнеобеспечения по этому патенту, например, экипажа военного транспортного средства, оснащенного изолированным обитаемым помещением, энергетической установкой с двигателем и системой электроснабжения, включающий подачу воздуха, тепловой и электрической энергии, создание запасов воды и продуктов питания, установку оборудования жизнеобеспечения, преобразование энергии системы электроснабжения и выхлопных газов энергетической установки в тепловую энергию, ее аккумулирование и использование для нагрева изолированного обитаемого помещения, воды и продуктов питания, установку в изолированном обитаемом помещении емкости с герметизирующей крышкой, помещение в нее отходов жизнедеятельности и их измельчение, создание внутри емкости разряжения путем ее сообщения с выхлопным трактом двигателя и выброс отходов жизнедеятельности за пределы транспортного средства через выхлопной тракт двигателя за счет эжекционного действия выхлопных газов.The life support method according to this patent, for example, of a crew of a military vehicle equipped with an isolated inhabited premise, a power plant with an engine and an electric power supply system, including supplying air, heat and electric energy, creating water and food supplies, installing life-support equipment, converting energy from an electric power system and exhaust gases of a power plant into thermal energy, its storage and use for heating insulated premises, water and foodstuffs, installation of a container with a sealing cover in an isolated inhabited room, placement of waste waste into it and its crushing, creation of a discharge inside the discharge tank by communicating with the engine exhaust tract and the discharge of vital waste outside the vehicle through the engine exhaust path due to the ejection action of exhaust gases.

Многие недостатки предыдущих способов в способе-прототипе устранены. Повышена комфортность деятельности экипажа за счет возможности поддержания оптимальной температуры в обитаемом помещении и разогрева продуктов питания, а также удаления отходов жизнедеятельности личного состава без разгерметизации обитаемого помещения, что одновременно обеспечивает повышение выживаемости членов экипажа и личного состава в боевой обстановке. Однако подача выхлопных газов в обитаемое помещение, несмотря на принятые меры по герметизации, в ряде случаев повышают его загазованность. Уровень травмоопасности также сохранен на высоком уровне.Many of the disadvantages of the previous methods in the prototype method are eliminated. The comfort of the crew’s activities has been increased due to the possibility of maintaining the optimum temperature in the inhabited premises and heating food, as well as the disposal of personnel waste without depressurization of the inhabited premises, which at the same time provides increased survival of crew members and personnel in a combat situation. However, the supply of exhaust gases to the inhabited premises, despite the measures taken for sealing, in some cases increase its gas contamination. The level of injury is also kept at a high level.

С целью устранения отмеченных недостатков, дальнейшего повышения теплопроизводительности, улучшения условий обитаемости и жизнедеятельности (путем улучшения условий питания за счет повышения температуры нагрева, удаления отходов жизнедеятельности из обитаемых помещений и снижения загазованности в них), а также снижения уровня травмоопасности в способе жизнеобеспечения экипажа военного транспортного средства, оснащенного изолированным обитаемым помещением, энергетической установкой с двигателем и системой электроснабжения, включающем подачу воздуха, тепловой и электрической энергии, создание запасов воды и продуктов питания, установку оборудования жизнеобеспечения, преобразование энергии системы электроснабжения и выхлопных газов энергетической установки в тепловую энергию, ее аккумулирование и использование для нагрева изолированного обитаемого помещения, воды и продуктов питания, установку в изолированном обитаемом помещении емкости с герметизирующей крышкой, помещение в нее отходов жизнедеятельности и их измельчение, создание внутри емкости разряжения путем ее сообщения с выхлопным трактом двигателя и выброс отходов жизнедеятельности за пределы транспортного средства через выхлопной тракт двигателя за счет эжекционного действия выхлопных газов, емкость совмещают с сиденьем члена экипажа путем ее установки и крепления под его подушкой, выполняют емкость в виде перевернутого усеченного конуса с двойными стенками, полость между которыми сообщают подводящим и отводящим управляемыми трубопроводами соответственно с нагнетающим и выхлопным трактами двигателя энергетической установки, обеспечивая при этом ее раздельное, поочередное и одновременное подключение к ним, в случаях нарушения газового состава в обитаемом помещении и (или) его разгерметизации увеличивают количество подаваемого в него воздуха, вводят генератор кислорода и подключают индивидуальные средства дыхания к нему и фильтрующим элементам, снижают травмоопасность членов экипажа путем установки на опасных элементах оборудования амортизаторов и противоударных приспособлений, датчиков готовности их включения и выключения, органов управления и исполнения экстренной остановки подвижных элементов.In order to eliminate the noted drawbacks, to further increase heat production, to improve living and living conditions (by improving food conditions by increasing the heating temperature, removing waste from living areas and reducing gas contamination in them), as well as reducing the risk of injury in the life support method of the military transport crew facilities equipped with an isolated inhabited room, a power plant with an engine and power supply system, including supplying air, heat and electric energy, creating water and food stocks, installing life support equipment, converting energy from the power supply system and exhaust gases of a power plant into heat energy, storing it and using it for heating an isolated inhabited premise, water and food, installing an isolated inhabited room of a container with a sealing cover, the placement of waste and crushing waste into it, the creation of a discharge inside the container I, through its communication with the exhaust tract of the engine and the release of waste outside the vehicle through the exhaust tract of the engine due to the ejection action of the exhaust gases, combine the capacity with the seat of a crew member by installing and attaching it under its pillow, and perform the capacity in the form of an inverted truncated cone with double walls, the cavity between which is connected with the supply and exhaust controlled pipelines, respectively, with the discharge and exhaust tracts of the engine of the power plant and while ensuring its separate, alternate and simultaneous connection to them, in cases of violation of the gas composition in the inhabited room and (or) its depressurization, increase the amount of air supplied to it, introduce an oxygen generator and connect individual breathing means to it and filter elements, reduce the injury risk of crew members by installing shock absorbers and shockproof devices, readiness sensors for turning them on and off, controls and the phenomenon of emergency stopping of moving elements.

Предложенный способ обеспечивает повышение безопасности экипажей военных транспортных средств за счет исключения частых разгерметизаций и выходов личного состава. Введение новых операций и действий позволяет в значительной степени устранить отмеченные недостатки, увеличить возможности системы жизнеобеспечения путем дополнительной подачи в обитаемое помещение выхлопных газов для улучшения очистки и вентиляции как емкости, так и обитаемого помещения, улучшить условия обитаемости и жизнедеятельности путем снижения травмоопасности в процессе выполнения экипажем своих функциональных обязанностей.The proposed method provides increased safety for the crews of military vehicles by eliminating frequent depressurization and personnel exits. The introduction of new operations and actions can significantly eliminate the noted deficiencies, increase the capabilities of the life support system by additionally supplying exhaust gases to the living room to improve cleaning and ventilation of both the tank and the living room, and improve living and living conditions by reducing the risk of injury during the crew their functional responsibilities.

В предлагаемом способе обеспечивается получение существенного положительного эффекта, не предусмотренного ни в прототипе, ни в аналогичных технических решениях. Авторам не известны и другие технические решения, в которых решалась бы поставленная задача таким образом.In the proposed method provides a significant positive effect, not provided either in the prototype or in similar technical solutions. The authors are not aware of other technical solutions that would solve the task in this way.

Все существенные признаки способа жизнеобеспечения как известные, так и введенные просты в исполнении, могут быть реализованы в военной промышленности, а большинство из них и в войсковых условиях и в гражданских мастерских.All the essential features of the life support method, both known and introduced, are simple to implement, can be implemented in the military industry, and most of them in military conditions and in civilian workshops.

Системы жизнеобеспечения, реализующие прототип, выполняются для реализации части предлагаемых функций с использованием штатных блоков соответствующих транспортных средств. Так, например, 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.Life support systems that implement the prototype are performed to implement part of the proposed functions using the standard units of the respective vehicles. So, for example, 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. The tube-plate type radiator provides air heating in the inhabited room with the help of hot liquid 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 используют дополнительное эжекционное устройство, блоки для утилизации тепла выхлопных газов и удаления отходов жизнедеятельности. Эжекционное устройство двигателя принципиально и конструктивно выполнено 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 additional ejection device, blocks for utilization of heat of exhaust gases and waste disposal are used. The engine’s ejection device is fundamentally and structurally similar to similar devices used on objects of 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 thermal 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 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). 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. В отличие от прототипа емкость выполняют с двойными стенками и соединяют с трактами двигателя управляемыми (посредством клапанных механизмов) трубопроводами, что существенно снижает загазованность обитаемого помещения. Уменьшение травмоопасности членов экипажа достигается, как правило, применением традиционных средств: установкой на элементах оборудования рабочих мест датчиков их безопасного положения и амортизирующих приспособлений. Например, на налобниках прицелов, приборов наблюдения, визиров, шлемофонов и др. устанавливают амортизирующие вставки, предохраняющие лица и глаза операторов при соударении с оборудованием от травм, с сигнализацией в поле зрения, предупреждающей о несвоевременности или готовности определенных действий (например, о готовности стрельбы, заряжания, начала движения машины и др.).New structural units are also being introduced to ensure the possibility of removing waste from crew members without leaving their combat vehicles and depressurizing inhabited premises. 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). 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. In contrast to the prototype, the capacity is performed with double walls and connected to the engine paths controlled (by means of valve mechanisms) pipelines, which significantly reduces the gas contamination of the living room. Reducing the risk of injury to crew members is achieved, as a rule, by the use of traditional means: installation of sensors for their safe position and shock-absorbing devices on the elements of equipment for workplaces. For example, shock absorbing inserts are installed on the foreheads of sights, surveillance devices, sights, headsets, etc., which protect the faces and eyes of operators when they collide with equipment from injuries, with an alarm in the field of view warning of the delay or readiness of certain actions (for example, the readiness of firing , loading, the beginning of the movement of the machine, etc.).

Конструктивное исполнение дополнительных блоков, обеспечивающих реализацию предложенного способа, широко известно и не вызывает трудностей в их установке и применении (см., например, вышеперечисленные источники, а также: 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; Медведев В.Р., Ткаченко В.И. Ткаченко Н.В. и др. Особенности развития технологии медицинского обеспечения в опасных зонах. Материалы конференции ХII Международного форума «Высокие технологии XXI века». М.: Издательство ЛКИ, 2011. - с.442-446).The design of the additional units providing the implementation of the proposed method is widely known and does not cause difficulties in their installation and application (see, for example, the above sources, as well as: Wagons. Edited by L.D. Kuzmich, M .: Mechanical Engineering, 1978 , p.264-291; D.A. Lopaev. Household electrical equipment, Moscow: Light Industry, 1977, p.18-55; Medvedev V.R., Tkachenko V.I. Tkachenko N.V. and others Features of the development of medical support technology in hazardous areas Conference proceedings of the XII International Forum "Highly e technologies of the XXI century. ”M.: Publishing house LKI, 2011. - p.442-446).

Работа системы жизнеобеспечения, реализующей предлагаемый способ, 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, смешиваясь его с воздухом, подаваемым нагнетателем воздуха, образует 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°C) для разогрева пищи, кипячения воды и др.The life support system that implements the proposed method 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. 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. Исполнение емкости с двойными стенками позволяет улучшить степень ее очистки и от загазованности, и от неприятных запахов продуктов жизнедеятельности. Введение генератора кислорода, включение его в систему воздухопитания повышает надежность деятельности операторов, сохраняет их здоровье в экстремальных условиях.If it is necessary to remove waste, raise the seat cushion, then open the sealed lid of the container and place waste in it. 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. The design of the double-walled container allows to improve the degree of its purification both from gas contamination and from unpleasant odors of waste products. The introduction of an oxygen generator, its inclusion in the air supply system increases the reliability of operators, preserves their health in extreme conditions.

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 switched 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 аналогах не используется совсем, а в предложенном способе эта энергия утилизируется, суммируется с традиционной и с энергией электрического источника питания и при этом дополнительно используется для уменьшения загазованноси в обитаемом помещении.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 in them both the energy of the power source and heat are hot their exhaust gases remain, as a rule, unclaimed either in full or in part. The thermal energy of hot exhaust gases is not used at all in analogues, and in the proposed method this energy is utilized, added to the traditional and the energy of an electric power source, and is additionally used to reduce gas pollution in the inhabited room.

Кроме того, предложенный способ позволяет повысить комфортность деятельности экипажа за счет возможности поддержания оптимальной температуры в обитаемом помещении и разогрева продуктов питания, а также удаления отходов жизнедеятельности личного состава и уменьшения загазованности без разгерметизации обитаемого помещения, что одновременно обеспечивает повышение выживаемости членов экипажа в боевой обстановке. За счет оптимизации воздухопитания и снабжения кислородом улучшаются комфортные условия и надежность деятельности экипажа на 10-12%.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 heating food, as well as removing waste from personnel and reducing gas contamination without depressurization of the inhabited room, which at the same time increases the survival of crew members in a combat situation. By optimizing the air supply and oxygen supply, comfortable conditions and the reliability of crew activities are improved by 10-12%.

Claims

A life support method, for example, of a crew of a military vehicle equipped with an isolated inhabited room, a power plant with an engine and an electric power supply system, including supplying air, heat and electric energy, creating water and food supplies, installing life-support equipment, converting energy from an electric power system and exhaust gases energy installation into thermal energy, its storage and use for heating an isolated inhabited room, in odes and foodstuffs, installation of a container with a sealing cover in an isolated inhabited room, placement of waste waste into it and its crushing, creation of a discharge inside the discharge tank by means of its communication with the exhaust tract of the engine and the discharge of vital waste outside the vehicle through the exhaust duct of the engine due to ejection the action of exhaust gases, characterized in that the tank is combined with the seat of a crew member by installing it and fastening under its pillow, perform the tank in the form of an inverted truncated cone with double walls, the cavity between which is connected with the supply and exhaust controlled pipelines, respectively, with the discharge and exhaust tracts of the engine of the power plant, while ensuring its separate, alternate and simultaneous connection to them, in case of violation of the gas composition in the inhabited room and (or ) its depressurization increases the amount of air supplied to it, an oxygen generator is introduced and individual breathing means are connected to it and filtering ementam, reduce the risk of injury of crew members by setting the dampers on the dangerous elements of equipment and anti-shock devices, sensors willingness them on and off, control, and execution of an emergency stop of the moving elements.