В пилотируемом космическом корабле шумы опасны не только тем, что воздействуют на органы слуха космонавта. При уровне шума 120 дБ наступают серьезные ухудшения в речевой связи и радиосвязи. Эксперименты показывают, что речь говорящего становится значительно менее разборчивой, если к вибрации в диапазоне 10-30 Гц добавляются хаотические шумы. Кроме того, шум в 60 дБ и свыше вызывает торможение нормальных сокращений желудка и кишечника, а также уменьшает выделение желудочного сока и слюны. Поэтому при создании космического корабля «Аполлон» стремились снизить шумы настолько, чтобы максимальный их уровень после окончания фазы полета с выключенными двигателями не превышал 55 дБ в диапазоне частот 300-3800 Гц. В лунном отсеке «Аполлона» уровень шума составляет 80 дБ, а в диапазоне частот 600-4800 Гц снижен до 55 дБ. [4;5]

3. 
   Шумовое загрязнение на МКС
   

Проблема повышенного шума на МКС существует с самого начала ее постройки. Практически все космонавты, побывавшие на станции, в приватных беседах говорили о шуме механизмов, в которых присутствуют трущиеся детали. Некоторым экипажам приходилось спать в берушах, которые снижают уровень шума на 10-20 дБ. [3]

Врачи из ИМБП, где проходят медкомиссии все наши космонавты и все кандидаты в космонавты, проводят послеполётное обследование экипажей МКС. Конечно, длительное пребывание в невесомости не обходится без последствий. Но на здоровье космонавтов влияют и другие факторы, не имеющие отношения к невесомости.

В медицинских заключениях говорится, что аудиометрические тесты выявляют негативные изменения слуха у космонавтов. Анализ акустических изменений показал, что источниками шума в модуле являются вентиляторы пылесборников, а также многочисленные вентиляторы, обеспечивающие принудительную циркуляцию воздуха в условиях невесомости. Также исследования показали, что наряду с шумом, излучаемым непосредственно лопастной системой вентиляторов, значительный вклад в излучение звука вносит вибрация корпусов вентиляторов и вибрация панелей, расположенных в непосредственной близости от вентилятора. [1;4;5]

2. 
   Способы снижения уровня шумового загрязнения
   

Разработка методов борьбы с шумом - одна из важнейших задач прикладной физики.

---

1. 
   Вентиляторы
   

К вентиляторам предъявляются следующие требования:

1. 
   Длительное время безотказной работы (ресурс) агрегатов.
   
2. 
   Низкий уровень создаваемых агрегатами шумов.
   

Можно выделить два основных источника шума в вентиляторах: шум шарикоподшипников, увеличивающийся в процессе их износа и воздушный шум от срывающихся с лопастей рабочего колеса вихревых потоков.

Интенсивность производимого шума существенно зависит от окружной скорости лопастей, т.е. от частоты вращения ротора, а преобладающая частота шума пропорциональна частоте вращения ротора умноженной на число лопастей рабочего колеса. Так при числе лопастей 5 и частоте вращения ротора 3000об/мин частота генерируемого звука составит 250 Гц и будет находиться в области высокой чувствительности человеческого уха.

Существуют способы понижения интенсивности акустического шума – снижение частоты вращения с переходом к двухступенчатым схемам, совершенствование профиля лопастей, применение пассивных глушителей и т.д. Однако полностью проблему шума они не решают. [3]

2. 
   Звукоизоляция
   

Звуки – речь, музыка, шумы - определяются звуковыми волнами. В сплошной среде могут возникать два вида звуковых волн: продольные, когда частицы среды колеблются вдоль направления распространения волн, и поперечные, когда колебания частиц происходит поперек направления распространения волн.

В акустике частицей среды называют такой ее участок, на котором состояние среды практически не меняется. Это – наименьший физически однородный макрообъект колебаний. Размеры частицы малы по сравнению с длиной звуковой волны, но в объеме частицы содержится очень большое число молекул. В газовой среде размеры этого участка велики еще и по сравнению с длиной свободного пробега молекул. Звуковые волны распространяются в средах посредством колебаний указанных однородных частиц. В вакууме звук распространятся, не может. Атмосферный воздух – среда, являющаяся почти универсальным проводником звуков. [2]

Периодическое или любое другое переменное изменение давления в частице под действием звука по отношению к давлению в невозмущенной среде (в воздухе по отношению к постоянному атмосферному давлению) называют звуковым давлением. Звуковое давление – основная физическая характеристика звуковых волн. Второй такой характеристикой является колебательная скорость частицы в звуковой волне – величина также переменная. В то же время звуковая волна движется в среде без ускорения с постоянной скоростью звука. Это третья важнейшая характеристика звуковых волн. Кроме того, вся среда вместе со звуковыми волнами может двигаться с определенной постоянной или переменной скоростью. Звукоизоляция обычно рассматривается в условиях неподвижной среды.

---

Главные акустические закономерности для газов и жидкостей и многие для твердых тел связаны с продольными звуковыми волнами. Теория продольных волн основывается на использовании волнового уравнения идеальной жидкости. Под идеальной жидкостью понимается такая упругая среда, в которой взаимодействие двух частиц, разделенных произвольной поверхностью, происходит только в нормальном направлении к этой поверхности. В связи с этим в идеальной жидкости давления во всех направлениях вокруг данной точки равны, а отсутствие тангенциальных составляющих свидетельствует о том, что в идеальной жидкости нет внутреннего трения или вязкости. [ 2]

Таким образом, все материалы делят на звукоизолирующие, звукопоглощающие и звукопрозрачные. Наибольший эффект снижения шума обеспечивают звукоизолирующие материалы. В ряде случаев целесообразно применение комплекса различных материалов, в том числе и перфорированных, а также материалов различной плотности. Например, очень хорошими звукоизоляционными свойствами обладают металлы, особенно такие, как свинец. Но их применение не всегда возможно по причине их массы и занимаемого объема пространства. Хорошими звукопоглощающими свойствами обладают слоистые материалы со слоями различной плотности покрытые оболочкой из перфорированных материалов. Эффект звукопоглощения достигается за счет многократного переотражения звуковых волн с их последующим затуханием.

3. 
   Исследование влияния шума на работоспособность человека
   

Для исследования влияния шума на работоспособность человека мы провели эксперимент. Для этого мы предложили ученикам 6-8-х классов решить небольшую математическую задачу из учебника математики за 5 класс: За 2 дня продали 40 кг овощей. В первый день продали 5/8 этих овощей. Сколько кг овощей продали в первый день?

Группам ребят было предложено решить эту задачу в условиях практически полной тишины, условиях разговора одноклассников обычным голосом и в условиях коридора во время школьной перемены в начальных классах. При этом уровень шума был измерен при помощи онлайн-шумомера на мобильном телефоне. В исследовании принимали участия ученики с оценками по математике «4» и «5». При этом исследовании оценивалась скорость и правильность решения задачи. Результаты средних значений исследования представлены в таблице:

Количество участников	Тишина (17 Дб)		Обычный разговор (67 Дб)		Перемена (108 Дб)
	Скорость	Верное решение	Скорость	Верное решение	Скорость	Верное решение
6 класс; 35 чел.	3 мин. 14 сек.	89%	5 мин. 42 сек.	78%	7 мин. 12 сек.	61%
7 класс; 27 чел.	2 мин. 19 сек.	95%	4 мин. 09 сек.	84%	6 мин.34 сек.	74%
8 класс; 24 чел.	1 мин. 54 сек.	99%	2 мин. 14 сек.	87%	4 мин. 58 сек.	81%

---

Как видно из проведённого исследования, уровень шума оказывает негативное влияние на работоспособность человека в независимости от его возраста и уровня знаний.

Согласно литературным данным, шум оказывает крайне негативное влияние на состояние здоровья человека. Особенно это касается длительного воздействия. Поэтому в условиях космического полёта и пребывания экипажа на внеземной базе необходимо максимально избежать этого воздействия.

К любому материалу, который предполагается использовать на МКС предъявляются высокие требования. Они должны быть устойчивы к действию кислот и щелочей, негорючи. Такими материалами являются гипсокартон и пенополиуретан (поролон), обработанный специальными противогорючими средствами. Недостатком гипсокартона является его низкая механическая прочность, поэтому его применение в космосе ограничена. Различные же марки пенополиуретана могут быть использованы как материал для изготовления шумопоглощающих панелей для изоляции жилых отсеков космического корабля от воздействия шума работающих систем жизнеобеспечения.

Результаты работы

Снизить уровень шума во время длительного космического полёта можно несколькими основными способами:

1. 
   Увеличением частоты вращения ротора электродвигателя с применением бесконтактных, например газодинамических подшипников.
   
2. 
   Применяя звукоизоляционные панели, некоторые из них можно изготовить в условиях космического полёта или во время пребывания на инопланетной базе.
   
3. 
   Использовать «Белый шум».
   

Вывод

Применение высокооборотных двигателей в вентиляторах, как наиболее шумных устройствах, а также применение звукопоглощающих и звукоизолирующих материалов, которые можно изготовить непосредственно во время космического полёта или во время нахождения на инопланетной базе будет способствовать снижению уровня шумового загрязнения.

Предложения:

1 На обитаемых космических аппаратах применять только высокооборотные двигатели для вентиляторов.

2. Увеличить количество звукопоглощающих и звукоизолирующих панелей и покрытий.

3. Применить технологию «белого шума».
Источники информации:

1. 
   Борьба с шумом: [ сборник статей]. –М.: НИИСФ
   
2. 
   Российские планы Марсианской экспедиции. – Новости космонавтики. - № 10 2002г.
   
3. 
   http://www.fos.ru/avia
   
4. 
   http://mars500imbp.ru
   
5. 
   http://www.pda.avia.ru
   

300>

---

Смотрите также файлы

• Развитие творческих способностей младших школьников в процессе обучения (воспитания).docx

• Вопросы к экзамену по дисциплине Международное право.docx

• Учебное пособие Москва Вологда ИнфраИнженерия.pdf

• Биохимия крови Обмен веществ в эритроцитах.pdf

• Нужно отгадать загадки, а слова вписать в соответ ствующие клетки. Если правильно отгадаешь, в выде ленных клетках прочтёшь название транспорта.doc