Файл: Влияние шума на организм человека в условиях длительного космического полёта. Пути снижения этого влияния. Автор работы.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 21
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
городского округа Королёв Московской области
«Средняя общеобразовательная школа № 3»
141076, Россия, Московская область, г.о. Королёв, ул. Мичурина, д. 25.
тел/факс (495) 512-92-73
Влияние шума на организм человека в условиях длительного космического полёта. Пути снижения этого влияния.
Автор работы: Котлобай Алина, 8 класс
Руководитель: Платова Елена Александровна
КОРОЛЁВ 2022
СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………………………………………………...3
-
Шум………………………………………………………………………4-
Влияние шума на организм человека……………………………5 -
Источники шума при космическом полёте……………………..6 -
Шумовое загрязнение на МКС…………………………………..9
-
-
Способы снижения уровня шумового загрязнения…………………...10-
Вентиляторы………………………………………………………10 -
Звукоизоляция…………………………………………………….11
-
-
Исследование влияния шума на работоспособность человека……….………………………………………………………….12
Результаты работы………………………………………………………….13
Вывод……………………………………………………………………............14
Предложения……………………………………………………………………14
Источники информации………………………………………………………...14
Введение
Пагубное влияние шума на организм человека было замечено еще в Древнем Риме. С развитием человеческого общества, и особенно, с развитием техники, проблема шумового загрязнения становится все более актуальной. Но если на Земле люди могут, при необходимости, переехать в более спокойное место, то во время космического полёта, или при пребывании на инопланетной базе это невозможно. Тем не менее, сохранить здоровье человека очень важно.
Цель работы: Проанализировать основные источники шума на космическом корабле, МКС, и возможные источники шума на инопланетной базе, для поиска путей уменьшения их влияния на организм человека.
Задачи работы:
-
Провести анализ источников информации по заявленной теме. -
Познакомиться с технологией замеров уровня шума при помощи шумомера. -
Выявить основные источники шума на космическом корабле, МКС и планируемых инопланетных базах. -
Предложить пути снижения влияния шума на организм человека во время космического полёта или пребывании на инопланетной базе.
Гипотеза: Предполагается, что использование высокооборотного двигателя на вентиляторах, а также применение звукопоглощающих и звукоизолирующих материалов, которые можно изготовить непосредственно во время космического полёта или на инопланетной базе, позволит существенно снизить уровень шумового загрязнения помещения, в котором вынуждены будут находиться люди в течение длительного времени.
Методы работы:
-
Анализ источников информации. -
Эксперимент. -
Моделирование. -
Анализ и обработка полученных результатов.
-
Шум
Шум — беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры. Первоначально слово шум относилось исключительно к звуковым колебаниям, однако в современной науке оно было распространено и на другие виды колебаний (радио-, электричество). [3]
По спектру шумы подразделяются на стационарные и нестационарные.
По характеру спектра шумы подразделяют на широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более 1 октавы; тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тона. Выраженным тон считается, если одна из третьоктавных полос частот превышает остальные не менее, чем на 10 дБ.
По частотной характеристике шумы подразделяются на:
-
низкочастотный (<300 Гц) -
среднечастотный (300—800 Гц) -
высокочастотный (>800 Гц)
По природе возникновения шумы подразделяют на
-
Механический -
Аэродинамический -
Гидравлический -
Электромагнитный
Для количественной оценки шума используют усредненные параметры, определяемыми на основании статистических законов. Для измерения характеристик шума применяются шумомеры, частотные анализаторы, коррелометры и др.[1;4]
Уровень шума чаще всего измеряют в децибелах (20 дБ — звуковое давление в 10 раз выше стандартного порога слышимости; 40 дБ — в 100 раз…).
Сила звука в децибелах:
-
Разговор: 40—45 -
Офис: 50—60 -
Улица: 70—80 -
Фабрика (тяжелая промышленность): 70—110 -
Цепная пила: 100 -
Старт реактивного самолёта: 120 -
У раструба вувузелы: 130 [2]
Для измерения акустического шума, Стивеном Орфилдом (Steven Orfield), была основана в Южном Миннеаполисе «Лаборатория Орфилд» (Orfield Laboratories). Чтобы достичь исключительной тишины, в комнате использованы стекловолоконные акустические платформы толщиной в метр, двойные стены из изолированной стали и бетон толщиной в 30 см. Комната блокирует 99,99 процентов внешних звуков и поглощает внутренние. Эта камера используется многими производителями для тестирования громкости своих продуктов, таких как клапаны сердца, звук дисплея мобильного телефона, звук переключателя на приборной панели автомобиля. Также её используют для определения качества звука. [4;5]
Источниками акустического шума могут служить любые колебания в твёрдых, жидких и газообразных средах; в технике основные источники шума — различные двигатели и механизмы.
Повышенная шумность машин и механизмов часто является признаком наличия в них неисправностей или нерациональности конструкций. Источниками шума на производстве является транспорт, технологическое оборудование, системы вентиляции, пневмо - и гидроагрегаты, а также источники, вызывающие вибрацию. [3;5]
-
Влияние шума на организм человека
Шум, каким бы он ни был, всегда будет оказывать различное воздействие на разных людей. Все зависит от индивидуальной восприимчивости людей. Одни очень восприимчивы, шумы их раздражают и вызывают желание покинуть помещение, а другие же способны продолжать заниматься своими делами, привыкнув к такому, пусть и неприятному, фону. Это зависит от внутренних параметров восприятия. Именно поэтому шум, который издает сам человек, может быть не раздражающим, а вот то, что доносится извне, может мешать. Разумеется, в этом вопросе не последнюю роль играет и то, какой это шум: если у соседей непрерывно плачет ребенок или раздается звук перфоратора, это, чаще всего, воспринимается наиболее беспокойно.
Влияние на человека бытового шума может отличаться исходя из того, чем занят человек. Одно дело, если шум мешает читать книгу, и совсем другое – если из-за постороннего шума вам приходится просыпаться ночью. Кроме того, если вы работаете в стрессовой ситуации, или вообще склонны к переживаниям, имеете вредные привычки, то любой шум будет для вас более раздражающим. [2;5]
Влияние шума на человека является не только психическим, но и физическим. Как уже было обосновано выше, эти симптомы будут проявляться в разной степени для разных людей, однако, все они возможны:
-
изменяется частота сокращений сердечной мышцы; -
понижается или повышается артериальное давление; -
уменьшается приток крови к головному мозгу;
Влияние шума на организм будет наиболее сильным, если оно имеет постоянный характер. Ученые провели исследования, и выяснили, что после 10 лет проживания в городе отмечается рост общей заболеваемости человека. 1.2. Источники шума при космическом полёте
О влиянии на человека шумов имеется достаточное количество научных данных, которые позволяют надеяться, что при разработке космического корабля можно будет провести тщательную звукоизоляцию и снизить уровень шума в кабинах. При этом необходимо учитывать, что шумы будут наиболее интенсивными на активном участке полета, т. е. на участке разгона космического корабля до конца выведения его на орбиту. Влияние вибрации на космонавтов на активном участке выведения космического корабля на орбиту изучено достаточно хорошо. Имеется целый ряд конструктивных предложений амортизаторов, снижающих действие вибраций на человеческий организм. [2;4]
Практически так же, как ускорение, вибрация и шум связаны главным образом с фазами запуска двигателей космического корабля или их работы во время полета. Их источниками являются работа ракетных двигателей, их сотрясение, перемещение топлива в цистернах-баках, атмосферные потоки и турбулентность атмосферы, а также аэродинамические удары при преодолении космическим кораблем звукового барьера. При полете с выключенными двигателями шум и вибрация почти исчезают, так как в этом случае их порождают лишь импульсные двигатели управления ориентацией космического корабля в пространстве, различные электромоторы и система радиосвязи. [1]
Шум и вибрация вызывают ощущение дискомфорта, раздражение, тошноту и другие неприятные ощущения. Характерно появление чувства тревоги и страха, удушья, болей в области живота и позвоночника, общего утомления, затрудненного дыхания, головной боли, зуда и глухоты. Вредное действие вибрации на организм человека имеет механическую природу, по крайней мере, в диапазоне тех частот колебаний, которые возникают во время космического полета. Очевидно, нарушается нормальное протекание процессов как в отдельных клетках, так и в органах в целом. В частности, вибрация влияет на анафазу, т. е. на ту стадию деления клеток, во время которой начинается расхождение половинок хромосом. Советские биологи в своих экспериментах подвергали вибрации, характерной для работы ракетного двигателя, мышей и установили значительное возрастание количества анафазных формаций в спинном мозгу уже через день после опыта. Процент анафазных формаций достиг максимальной величины 9,79, в то время как у контрольной группы животных он составлял 2,61.
Если бы механические повреждения на клеточном уровне происходили в большем масштабе, то вибрация во время космического полета стала бы серьезной проблемой. Дело в том, что человеческое тело и его отдельные органы имеют, к сожалению, собственные резонансные частоты, лежащие в том же диапазоне, что и частоты ракетоносителей. Так, космический корабль «Аполлон» с ракетоносителем «Сатурн-5» имеет основную резонансную частоту около 4,5 Гц. После отделения двигателей первой ступени резонансная частота космического корабля с двигателями второй и третьей ступеней составляет примерно 6 Гц, а частота третьей ступени ракетоносителя с космическим кораблем будет уже около 9 Гц. Это очень важно, так как резонансная частота тела человека в зависимости от его положения и способа фиксации лежит в диапазоне от 3 до 12 Гц. А отдельные органы имеют более высокие собственные резонансные частоты. Когда космический корабль вибрирует на какой-либо из этих частот, вибрация соответствующих органов человека резонансно увеличивается, эти органы деформируются, смещаются или теряют фиксацию, то есть происходит их механическое повреждение. Однако до этого в большинстве случаев возникает ощущение дискомфорта. Пилоты космического корабля «Джемини» при частоте колебаний 50 Гц не могли считывать показания приборов, так как именно при этой частоте начинают вибрировать глазные яблоки и глаза словно застилает пеленой.[3;5]
О колоссальных уровнях шумов, генерируемых крупными космическими ракетами, дают представление некоторые цифры. Так, ракета «Сатурн-5» при тяге около 3 млн кг на уровне моря в течение 2 мин генерирует почти 200 млн Вт звуковой энергии. Вообще в звук обычно переходит 0,3-0,8% общей мощности ракеты. Показательно, что количество звуковой энергии, генерируемой реактивным самолетом «Боинг-707», в четыре с лишним тысячи раз меньше. Когда ракета набирает скорость, это вызывает дополнительный шум. После 60 сек полета основную часть шума снаружи корабля вызывает обтекающий его воздушный поток. При максимальном динамическом давлении, когда давление воздуха на носовую часть ракеты «Сатурн» достигает 3593 кг/м2, возникают дополнительные шум и вибрация. Это происходит на 78-й секунде полета на высоте около 13 км. [5]
Шум в 160 дБ может вызывать механические повреждения и необратимую глухоту в результате разрыва барабанной перепонки и смещения слуховых косточек в среднем ухе. При 140 дБ человек ощущает сильную боль, а продолжительное воздействие шума в 90-120 дБ может привести к повреждению слухового нерва. [5]