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: 22

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


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]

    1. 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]

  1. 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]

    1. 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.

  1. 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 нег