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一套衣服3000万 揭秘航天服是如何炼成的

发布时间:2017-08-10 00:00:00 来源:网易军事 点击次数:85

众所周知,中国航天员在太空活动时要航天服,因为它是一种能为航天员在太空飞行中抵御外界恶劣环境的危害,在人体周围创造必要的气体成分、气压、温度和湿度等生活环境和条件,并保证航天员具有一定的活动性和操作性的穿特殊服装。航天服一般由服装、头盔、手套和靴子等组成,按其用途可分为舱内航天服和舱外航天服两种。

舱内航天服是航天员在载人航天器升空和返回过程中必须穿的服装。这是因为载人航天器在发射和返回时比较危险,万一出现座舱减压和氧气丧失时,舱内航天服能够及时提供压力和氧气;如果返回舱落入冷水中时,舱内航天服能够为航天员防寒;在长期失重导致航天员血液在下肢郁积时,舱内航天服也可以在一定程度上防止航天员在返回地面时立位耐力下降;在飞行中或着陆后遇到空气污染时,舱内航天服还能防止吸入有毒气体。

中国舱内航天服呈乳白色,局部镶有天蓝色的边线。该服装的心脏部位有一个可以拧动的圆形装置,用来调节衣服内的压力、温度和湿度。衣服右腹部有一根细管,是航天员的通信工具;左腹部处有两条管路,是给航天员供氧和排放二氧化碳的设备。除了头盔和手套,整套航天服是用一种特殊的高强度涤纶做成的,能够满足航天员在飞行上升段和返回地面时的各种要求。服装胸前有两条呈V字形的拉链。打开拉链,将腿伸进去,便可循序地穿在身上,航天员在正常情况下穿戴整齐需要3分钟时间。

该舱内航天服由3层组成:一是限制层,它由耐高温、抗磨损材料制成,用来保护服装内层,限制气密层的膨胀;二是气密层,用涂有丁基或氯丁橡胶的锦纶织物制成,有良好的气密性,以保持服装内的一定压力;三是散热层,这一层上有许多管道,用来输送气流,通过气流在服装内的流动,带走人体代谢产生的热量。价值100万人民币的中国舱内航天服质量约10千克。

舱外航天服是航天员在空间出舱活动,即太空行走时穿的服装。这是因为航天员出舱活动时如果直接暴露在茫茫太空中,会面临失压、缺氧、大温差和强辐射四种危险以及微重力、空间垃圾等诸多影响,因此,航天员进行太空行走时必须穿舱外航天服。它相当于一个小型载人航天器,能把航天员的身体与太空恶劣环境隔离开来,并向航天员提供一个相当于地面的环境,同时提供氧气、正常气压、排放二氧化碳、维持舒适的温度和抵御宇宙辐射等维持生命所需的各种条件。

2008年9月27日,中国神舟7号飞船航天员翟志刚身穿国产“飞天”舱外航天服飘出舱外,圆满完成了中国人的首次太空漫步。

“飞天”舱外航天服质量为120千克,单套价值高达3000万元人民币。该舱外航天服最高能达到2米,配有1.30米高的生命保障系统背包。其可靠系数为0.997,可支持至少4小时的舱外活动,能重复使用5次以上,服装气体泄漏率不大于2升/分钟;应急供氧时间不小于30分钟;平均散热量为300瓦。

该航天服从内到外分为6层:由特殊防静电处理过的棉布织成的舒适层、橡胶质地的备份气密层、复合关节结构组成的主气密层、涤纶面料的限制层、通过热反射来实现隔热的隔热层、最外面的外防护层。服装的四肢装有调节带,通过调节上臂、小臂和下肢的长度,身高1.60~1.80米的人都能穿上这套衣服。其最外层的防护材料,可耐受±100°C左右的温差变化。服装携带的氧气瓶采用复合压力。服装从上到下依次是头盔、上肢、躯干、下肢、压力手套、靴子。

其头盔的视野比其他同类产品要大;头盔上装有摄像头;两侧各有1个照明灯;两侧还有报警指示灯。它的面窗有4层,其中2层为充压结构,2层之间充高纯氮气和防结雾,外面是防护面窗,最外层是镀金的滤光面窗,防止太阳光线直接照射人眼。

它的躯干壳体为铝合金薄壁硬体结构,厚度仅为1.5毫米,抗压能力超过120千帕,经得起地面运输、火箭发射时的震动,还能连接服装的各个部位,承受整套服装120千克的质量。其躯干外壳上装有电控台、气液控制台等各种仪器。

“飞天”舱外航天服的手套采用国际上先进的“三维数字扫描”技术,使用起来既安全又灵活,为每位航天员量身定做,航天员戴着它能够轻松地握持直径为25毫米的物体。

其通信系统分为无线和有线2种方式,它们互为备份,但以无线通信方式为主的方式。

穿“飞天”时需要先把双腿伸进航天服的下肢,臀部放在航天服的背包沿上,然后关闭背包门,把自己裹在庞大的舱外航天服中。这个过程也就1~2分钟,但之前的准备工作需要花不少时间:①穿上贴身内衣;②穿一件能够测量心跳、体温的生理背心;③穿防静电的连体内衣;④穿给人体散热的液冷服;⑤戴上通信装备;⑥穿舱外航天服。

“飞天”舱外航天服的特点是重而不笨、行动灵活。其上肢的肩、肘、腕和下肢的膝、踝等关节处使用了气密轴承。在轴承的作用下,航天员的手脚可以随意转动,同时能严格保证气密性。其中,上肢关节采用仿生结构,活动更加自如。在手腕处装有一面小镜子,航天员可以通过它随时察看自己身上的开关。高1.3米的背包是航天服穿脱口的密封门,在背包壳体内安装了舱外航天服生保设备,背包壳体下端装有挂包、备用氧瓶等。背包关闭通过拉紧钢索和操作关闭手柄完成。

这套舱外航天服有很多独特之处。在关节上,科研人员巧妙地利用了仿生结构,使关节活动更自如。电控系统上,“飞天”全部采用数字信号处理,显示屏则采用了国际上最先进的有机发光显示器技术,使显示器更大、更薄、更省电、更能耐受高低温,显示色彩更艳丽,以方便航天员查看。

非常可惜的是,由于舱外航天服体积和质量都很大,所以在神舟7号飞行任务结束后,只有把其手套随飞船返回舱带回地面。

除了航天服外,中国航天员在乘飞船进入轨道后一般换上常服,如蓝色工作服、保暖内衣、保暖内裤、空间运动服、运动袜、短裤和对抗微重力的“企鹅服”等。其中,空间运动服在舒适度上有特别考虑。因为运动时怕出汗,要求速干,给航天员干爽感。空间运动服男女样式基本一样,都是圆领套头T恤搭配短裤。航天员在舱内活动是不穿鞋子的,他们的袜子上涂了一层橡胶涂层,相当于一层“胶底”,这样航天员的脚在接触金属的时候就不会有冰凉的感觉。

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