Q:老师告诉我们,航天员叔叔在进行航天飞行时穿的胖胖的、厚厚的衣服叫“航天服”,它可是航天员在太空正常生活的保护衣。那么,这种神奇的航天服是用什么材料做的呢?
A:航天服按功能可分为舱内用航天服和舱外用航天服两种。飞船沿轨道飞行时,航天员一般不穿航天服。如果飞船座舱发生气体泄漏,压力突然降低,那么航天员就必须及时穿上舱内用航天服。它可以为航天员提供一个人造的大气环境,让航天员在飞船发生故障时安全返回。舱外用航天服是航天员进入宇宙空间活动的保障和支持系统,它可以看成是一个可操纵的最小载人航天器。
目前,我国自行研制的舱内用航天服由限制层、气密层和散温层三部分组成。限制层由耐高温、抗磨损材料制成,用来保护服装内层结构,并使航天服按预定形态膨胀,保证航天员穿着舒适合体。气密层是用涂有氯丁橡胶的锦纶织物制成,有良好的气密性,可以防止服装加压后发生气体泄漏。散温层则与内衣裤连接在一起,它通过许多管道将气体送往头部,再使它们流向四肢躯干,最后汇集到总出口排出,以带走人体新陈代谢产生的热量。
航天服是保障航天员的生命活动和工作能力的个人密闭装备。可防护空间的真空、高低温、太阳辐射和微流星等环境因素对人体的危害。在真空环境中,人体血液中含有的氮气会变成气体,使体积膨胀。如果人不穿加压气密的航天服,就会因体内外的压差悬殊而发生生命危险。
航天服是在飞行员密闭服的基础上发展起来的多功能服装。早期的航天服只能供航天员在飞船座舱内使用,后研制出舱外用的航天服。现代新型的舱外用航天服有液冷降温结构,可供航天员出舱活动或登月考察。
航天服按功能分为舱内用应急航天服和舱外用航天服。舱内航天服用于飞船座舱发生泄漏,压力突然降低时,航天员及时穿上它,接通舱内与之配套的供氧、供气系统,服装内就会立即充压供气,并能提供一定的温度保障和通信功能,让航天员在飞船发生故障时能安全返回。飞船轨道飞行时,航天员一般不穿航天服。
舱内用航天服
航天服由头盔、服装、手套和靴子组成。头盔通过颈圈与服装连接。头盔上的面窗平时可随意启闭,紧急时可在数秒钟内自动或手动关锁。舱外用的航天服由外罩、真空隔热层、气密限制层、通风结构和液冷服组成。手套与衣袖通过腕部断接器连结,脱戴很方便。靴子有的与服装连成整体有的与服装分开穿着。全套航天服重约30~40千克。
航天服的另外两个部件是可随时连接的手套和靴子。手套与服装通过腕圈接连,是服装压力层的延续。它要符合穿戴者手型,能快速穿脱戴,在各手指关节部分有波纹结构,便于操作。航天靴由压力靴和舱外热防护套靴组成,其中压力靴是服装气密加压限制层的延续。通常将踝部活动关节设计在压力靴上,并与压力服相连接。航天服内部还设有废物收集装置,用于在紧急情况下收集、贮存和输送大小便用。
舱外用航天服
舱外用的航天服除有舱内航天服的所有各层外,还有三层:一是真空隔热层,用于保护航天员在舱外作业或在月球与其它星体表面活动时,不受舱外环境过热、过冷的侵袭,又可防止服装内部的热量散失。二是液冷服,它是将舱内航天服的通风散热层管内的气体改为液体而成。航天员在舱外作业有时长达几个小时,身体产生的热量多,靠气体散热达不到散热要求,而液态冷却工质就可很好把热散掉。三是最外层,它除要有防高热、防磨损和保护内部各层的功能外,还要有防太阳辐射的功能和连接其它装具的接口。例如,与航天员舱外活动时的脐带连接,与身背携带式生保环境装备、太空机动飞行机构的连接等。
航天服的头盔由头盔壳、面窗结构和颈圈等组件构成。目前在载人航天中使用的头盔有软式与硬式两种,其中硬式头盔又分为固定式和转动式二种。软式头盔大多数作为舱内航天服的组件。转动式头盔在其颈圈上有气密活动轴承,但密封环节增多会降低气密性与结构可靠性,增加设计难度。
现以固定式全透明的钟罩式头盔为例,介绍其结构组成。头盔壳是头盔的主体,其材料应具有强度大、抗冲击和足够的耐热性等优点。在其面窗部位上有良好的光学性能。头盔内腔壁有硬衬垫和软衬垫,衬垫上镶有细管道,它兼有减震、隔热、消声、通风和供氧等功能。其内腔要适于戴通讯头盔,允许头在里面左右转动,尺寸要与穿戴者的头形相适应。还要留有安装生理测试部件、有利于排出人体呼出的二氧化碳和水汽的空间。
除上述各种要求外,面窗还应有良好的光学性能和广阔的视野。头壳的面窗部分除应有透光良好外,还要有防雾、去湿的措施,因为航天员出舱活动时会遇上-150℃的低温,面窗内的温度也会下降。当降到空气露点以下时面窗上就会结雾,妨碍航天员的视线。目前已用的方法有通风去湿法、双层面窗法、电热面窗法和化学防雾剂等,以保障面窗的透明度。否则,影响航天任务的执行。例如,1966年美国双子星座9号飞船的航天员,在太空用载人机动装置进行飞行时,因面窗起雾而看不清外边的情景,未能完成太空行走中的特定航天任务。
颈圈是连接服装与头盔的关键部件,分上、下两圈,在穿戴服装与头盔时,先将上下圈连接上,再连接头盔与服装。它要求穿脱方便,具有良好的气密性和加接强度。在紧急情况下,要有使穿戴者本人能快速断、接、锁紧操作的机构,便于及时与头盔或服装断开或连接。
航天服也称宇宙服、宇航服,是在载人航天中航天员穿的一种服装系统。实际上它是航天员必备的个人防护救生装备。从功能上看,航天服有舱内航天服和舱外航天服两种;从服装内压上看,有低压航天服和高压航天服之分;从其结构上看,可分为软式、硬式和软硬结合航天服。
目前,美国和俄罗斯使用的都是软硬结合式的航天服。无论哪种航天服都由多层组成,它们互相连接形成一个整体服装,但要求各层的质量要高、要轻、不能过厚,以避免影响航天员的行动。以舱内使用的低压航天服为便,其基本结构与功能是这样的;由最贴身的里层往外数,第一层为内衣裤,选用纯棉布或棉麻布制服。第二层是保暖层,它和内衣裤结合,选用羊毛制品或合成纤维片制成,起保温和隔热的作用。第三层为通风散热层,其结构比较独特,是由很长的微细管道连接在衣服上而制成的,在人体与外界隔绝的情况下,它可以把人体产生的热、水和气味带出去。第四层是气密加压限制层,它既要充气加压,使身体有足够的压力,不能漏气,又不能使服装过于膨胀,防止外界的磨损,还要使各关节活动自如。所以这一层结构的选材和设计都比较难,是航天服装的关键层。第五层为隔热层,也叫真空隔热层。舱内航天服可以不加这一层。例如,美国阿波罗号飞船、航天飞机上用的航天服都没有这层,而苏联的上升号飞船和俄罗斯的联盟号飞船中使用的舱内航天服就有这一层。这是由5~7层涂铝的聚脂薄膜构成,各膜之间用网络物隔开,贴在一起形成屏蔽。它有良好的隔热和防辐射作用,舱外航天服必须有这层。最外边一层是外罩层。这个外套要求防磨损力强、耐高温,除能防护内部各层不受损坏外,还要注意到颜色,一般用白色或金**为好。
编辑本段航天服的发展
世界上第一个使用航天服装备的人是美国冒险家威利·波斯特。二十世纪30年代初,他驾驶“温尼妹号”单座机在向横越北美大陆飞行的挑战中,将飞机上升到同温层。当时波斯特身穿的高空飞行压力服,是用发动机的供压装置送出的空气压吹起来的气囊。
第一代航天服
近代的航天服是1961年在美国问世的。当年5月阿仑·谢泼德第一个成功地进行了美国最早的载人航天飞船计划——水星计划的亚轨道飞行。飞行所用的航天服,是由当时美海军的高性能战斗机飞行员穿着的MK-4型压力服加以改进的。这种航天服由氯丁橡胶涂在布上的防护层和经过氧化铝处理的强化尼龙的内绝热层叠合而成,肘和膝关节部分缝入了金属链,容易弯曲。但是,当内压提高时,航天员难以活动身体。
第二、三代航天服
60年代中期在实施双子星座计划时,美国又开发了第二代航天服。这种航天服在封入空气压的压力囊外蒙上了一层用特氟纶混纺材料织成的网,即使空气压使航天服整体膨胀也容易弯曲。由于双子星座计划要求航天员进入太空在轨道上作会合或入坞的活动,所以这种航天服具有极佳的运动性。
第三代航天服是实施阿波罗计划时使用的航天服。月面活动与浮游在太空活动的情形不同,必须一边步行在遍地皆是岩石的月球表面,一边弯下身体采取岩石标本。再者,要求保护航天员能经受强烈的太阳光辐射,以及使从天而降的微小陨石砸在身上也不致破损。
这种航天服在关节周围制成伸缩自如的褶皱,大大提高了运动性能。但是,必须穿着特殊的“内衣”。这种几乎盖住全身的网状内衣缝入了长达100米犹如意大利空心面条那么粗的盘成网状的管子,管内流过冷水,吸走航天员身上散发的热量,并排到宇宙空间,所以航天员穿上后感到十分舒适。穿在内衣外的航天服由内绝热层、压力层、限制层(抑制压力层的膨胀)几层重叠,最外面还蒙上聚四氟乙烯与玻璃纤维制成的保护层。再戴上强化树脂制成的盔帽、与航天服几乎一样多层的手套,穿上金属网眼的长统靴,就是完整的阿波罗航天服了。
阿波罗航天服与过去的航天服相比,根本的差别是采用了便携式生命保障系统,即将生命保障系统固定在背上,以进行供氧、二氧化碳的净化和排除体热。
航天飞机用航天服
现在航天飞机上的航天员使用的航天服可以说是第四代航天服了。在此之前,航天服是定做的,不仅开发和制作上耗费巨资和时间,而且一件航天服只能用一次,已远远不能适应新的需要了。
航天飞机用的航天服不是定做的,它是根据人体的造型把航天服分成几部分,分别被规格化为“特大”到“特小”几种尺寸,然后成批生产,加工成现成的服装。航天员只要从中选择合身的各部分,重新加以组合就可得到一套满意的航天服了。使用后,也不像过去那样送进博物馆,而是把航天服再分解,各部分清扫后再次使用,计划使用寿命是15年以上。
在阿波罗时代穿好一身航天服需要1小时,现在穿航天飞机用航天服(包括生命保障系统在内的舱外机动装置)只要10~15分钟就足够了。新的生命保障系统可在长达7个小时内向剧烈消耗体力的航天员供给必要的氧、冷却水、电力。不仅如此,头盔内侧还可供给500毫升的饮料和少量的航天食品。
至于大小便的处理,在进行舱外活动前,必须在舱内大便完毕,而小便可以在航天服中排泄,因为配备了尿抽吸装置。目前,还只有供男性使用的装置,女性用的(尿布型)正在开发之中。将来,女航天员也不用为排尿担心了。
为了迎接空间站时代的到来,现在美国航宇局正在致力开发新的航天服。尽管建造空间站穿着航天飞机用的航天服也可以,不过进入太空活动前,航天员还先要做准备工作。即必须呼吸纯氧4个小时,或在气压为0.69毫米汞柱的舱内呆上大约12个小时,然后再呼吸纯氧40分钟,目的是将体内的氮排出,同时使身体适应低压环境。如果不做这样的准备工作,由于航天服内只有0.3个大气压,体内氮因急骤减压而形成气泡,会使航天员患与潜水员一样的沉箱病。显然,这种航天服难以适应今后在太空中频繁活动的需要。据美国航宇局预测,太空时代,每个航天员每年需在太空中工作1000小时,为此要求航天服不但耐用,而且要大幅度降低成本。
现在正在开发的航天服,与过去的航天服相比,外观上有明显的不同,全身是金属铠甲那样的刚性结构,仅关节部分是可折皱的软结构。这种航天服的内压可提高到0.54个大气压,所以航天员穿这种新航天服进入太空之前不需要准备过程,也不用再为沉箱病担心。但是,内压提高使这种新航天服变得笨拙,运动性差。目前已试制成的这种航天服重达90千克,穿在身上根本无法在地面上行走。所幸的是,在太空中,再重的物体也失去了重量。
航天服的制造和发展时间还相当短,未来的航天服将更适合人类航天和在太空生活的需要!
编辑本段穿戴航天服的步骤
航天员穿戴舱外航天服有一套严格的步骤和顺序,而且不同型号的航天服穿脱的顺序也不一样。我们这里以美国航天飞机舱外航天服为例进行介绍。整个穿衣过程共分10个步骤完成:
① 穿强力吸尿裤。
② 穿液冷通风服。
③ 带上生物电子联结装置。在这种装置上有测量航天员心率的传感器和与外界进行通话联络的电子设备。
④ 一些小的操作程序,包括在头盔面窗里面涂上防雾霜,在服装左侧袖子的手腕处装上一块小的反光镜,在服装上身前胸部位装上一个小食品袋和一个饮水袋,在头盔上装上照明灯和电视摄像头,最后是将通讯帽与生物电子联结装置联结在一起。上述四步都是穿服装前的准备工作。
⑤ 穿服装的下半身。下半身有不同尺寸,可供不同身材的航天员选用。下半身服装的腰部有一个大的带轴承的关节,为航天员弯腰和转身提供方便。
⑥ 穿服装的上半身。在穿上半身之前,应先将气闸舱的冷却脐带管插入服装胸前的显示控制盒的接口上,以便向服装内提供冷却水、氧气和电力。因为航天飞机气闸舱内仅有20米高,直径16米,两名航天员在里面穿航天服显得非常拥挤,因此航天服的上半身是挂在气闸舱壁的支架上。这样一来当航天员要穿服装上半身时,必须蹲下身体,手臂向上伸,采取一种跳水运动员跳水的姿势钻进服装内。服装上下身穿好以后,将密封环联接在一起,然后将各种供应管线与服装相接。
⑦ 戴上通讯帽、头盔和手套。一旦戴上头盔和手套以后,航天员就不能呼吸气闸舱内的空气,而是通过脐带呼吸从航天飞机轨道器提供的氧气。
⑧ 向服装加压,并由航天员对服装进行测试,目的是保证服装不漏气,而且内部压力稳定。测试的重点是气体流量、冷却水和电池的功率。
⑨ 开始呼吸纯氧,进行吸氧排氮。即将体内的氮气排除,目的是预防减压病。
⑩ 关闭气闸舱的内舱门,气闸舱进行减压。当气闸舱内的压力降低到零时,打开气闸舱的外舱门,同时航天员应将服装与气闸舱的所有联结断开,将安全带的挂钩勾在舱外的固定杆上,这时航天员即可出舱进行太空行走。
/飞天/航天服“飞天”航天服飞天舱外航天服档案
名称简介:飞天航天服
重量:120公斤
颜色:白色
造价:约3000万元
组成:用料软硬结合,从上到下依次是头盔、上肢、躯干、下肢、压力手套、靴子
适用:四肢装有调节带,通过调节上臂、小臂和下肢的长度,身高160米-180米的人都能穿上
耐力:可支持4个小时舱外活动,并可重复使用5次
上肢关节
巧妙地利用仿生结构,使关节活动更加自如。
腕镜
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各种开关。
背包
高13米,是航天服穿脱(进出)口的密封门,在背包壳体内安装舱外航天服生保设备,背包壳体下端安装有挂包、备用氧瓶等。背包关闭通过拉紧钢索和操作关闭手柄完成。
头盔
经过科研攻关,“飞天”航天服头盔的视野比其他同类产品要大。
摄像头 头盔还有摄像头,可拍摄航天员出舱操作。
照明灯 两侧各一照明灯,可照亮服装胸前部分,方便航天员在阴暗面操作。
报警指示灯 两侧有报警指示灯,一旦服装出现泄露报警灯闪。同时还有语言报警。
面窗 其面窗4层,2层充压结构,2层之间充高纯氮气,防结雾,外面是防护面窗,外层是滤光面窗,对太阳光折射率低,迎着光照面可拉下它。
手套
为每位航天员量身定做,看上去特别厚实,有点像拳击手套。
外层 热防护手套外层为纤维织物,有两层气密,使用特殊隔热橡胶材料,能耐受高温到100℃。
指尖 指尖部分,只有一层气密层,保持触觉。手指背部位内有两层真空屏蔽隔热层。
手心 在手心握物部位设置有凸粒状橡胶,主要为防滑。手套可握住25毫米的铅笔粗细的东西。 律与地球同步,不至于打乱生物钟。
衣料
航天服须真空屏蔽隔热,所用织物要多种织法结合起来才能达到强度要求。
层次 航天服6层
热防护盖片 在手背有可翻折的热防护盖片,用于覆盖手指部位,提高此部位的热防护能力和保证手指的关节活动性。
手表
专门设计的航天手表,材料适合航天特殊环境。
外观 它比一般手表表盘大,实现功能也比普通手表多,上有三个小表盘,分别是小时、分钟、秒。可以读北京时间和飞行时间,另外可以转动表盘记时。
用途 航天手表可让航天员在漆黑的太空中,清楚地知道地球的昼夜之分。保障航天员的生活规: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、复合关节叫“飞天”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。躯干达到7层,最厚的是挂包有20层。
金钱
这次神奇问天用的服装值:
30000000元
参考一下吧
希望对你有帮助
白羊座〔3月21日—4月20日〕
热情又积极的白羊座,对自己的期望很高,对平凡的事务较无法忍受,喜欢新奇又具有价值感的礼物,来满足他的好奇心。
礼物清单:
一条很别致的腰带、一只很特殊的钢笔、一条印花很雅致的领巾、送她的礼物、一只造型特殊的珍珠别针、一瓶刚上市的名牌香水、一个造型及价值感十足的手提皮包、一条图案别致的丝巾、一件质感及设计具品味的外套或毛衣。
金牛座〔4月21日—5月21日〕
脚踏实地的金牛座,无法忍受浪费挥霍的事情发生,注重实际性,喜欢收到的礼物是可以马上就用得上的东西,一点也不会浪费掉,愈实用愈开心。
礼物清单:
一瓶综合维他命、一条图案大方的领带、一个小牛皮的皮包、送她的礼物、一套保养品(她平时用的品牌)、一双休闲鞋或布鞋、一件大方的毛衣、一顶舒服可爱的帽子。
双子座〔5月22日—6月21日〕
活泼开朗的双子座,求知欲旺盛,点子又多,若只是送他一样礼物,他一点也不会觉得鲜,反而觉得十分乏味,因此,最好用点心思,送他‘一组’圣诞礼物,多样性又实用性混合,他可就会开心的笑不拢嘴,把玩个几天也不厌倦,另外可别忘了送他一张精致又附上你亲密祝福的耶诞卡,他可是精神与物质都爱的‘贪心鬼’喔!
礼物清单:
一组文具、一盒益智游戏组、皮夹、笔、腰带等礼盒组、皮鞋、皮带、休闲背包、送她的礼物、一组小香水礼盒、一盒多种口味造型的巧克力、一个化妆品礼盒。
巨蟹座〔6月22日—7月23日〕
温柔体贴又善解人意的巨蟹座,是个爱家又恋家的甜蜜的人,他罗曼蒂克的浪漫,让你爱的窝心,而喜欢家居生活和优闲生活方式的他,送给他一份家饰用品,那股温馨贴心的礼物,将会令他时时刻刻的思念着你呢!
礼物清单:
两个心形的甜蜜靠垫、一盏造型柔和的台灯、一套棉质的休闲服装、一瓶口味佳的香槟酒、一条柔软舒适的地毯、一件全白色棉质的浴袍、两个可爱的毛绒玩具组、一套色彩典雅的指甲油。
狮子座〔7月24日—8月23日〕
骄傲又爽朗的狮子座,总是众人注目的焦点人物,又爱出锋头的他,常让人觉得有点遥不可及,其实他很脆弱,需要情人的疼爱、支持和依靠,这爱好热闹的他,最喜欢华丽开心的圣诞礼物,来满足他的虚荣心。
礼物清单:
四、五个彩色缤纷的可爱气球、一件名牌衬衫、一个热情的Kiss、一个亮丽包装的时髦皮夹克或皮背心、金光闪闪的打火机或手炼、、一大串缤纷可爱的气球、九十九朵玫瑰花、顽皮毛绒玩具、一组可变换各种颜色表带的名牌手表、一个包装精致的皮包背包、流行的长靴、背心裙、毛衣以亮丽色彩为主。
处女座〔8月24日—9月23日〕
完美主义的处女座,重视精神生活,对感情则倾向于柏拉图式的恋情,对自己喜欢的人充满着慈爱、包容和专情,不会对物质生活有超出能力的向往,期待一个能与自己心nbsp;沟通和活泼可爱的情人交往,对圣诞礼物则喜欢一张罗漫蒂克又用心用情的卡片和一束花朵,一些精神上的满足,最重要。
礼物清单:
一张粉粉柔柔的祝福卡片,上面写满了你对他的思念和爱恋、一束亲手做的缎带花,或自己做的小玩偶,贴心又温柔、一双温暖的手套,暖烘烘的传达你的爱意、送她的礼物、一张精致的圣诞卡片,上面有着你对她的无限思念加一顶温暖的毛线帽、一个精巧别致的音乐手饰珠宝盒,那音乐响起时,她就会特别思念你、一束郁金香或紫色的玫瑰花,表达交心的爱意加一串金质的项链。
天秤座〔9月24日—10月23日〕
聪明又理智的天秤座,他的条理分明,实事求是的精神,令你又爱又受不了,凡事以自己的卓越智慧和直觉对认何人和事物下判断,太过理智的他,对他的朋友可是苛克挑剔极了,尤其注意外形和气质,若没达到他的理想,那当他的朋友会很累,只有默默付出的份,当然送他的圣诞理物要特别重视质感和特殊。
礼物清单:
一组高级进口的咖啡杯组,色彩特别,造型别致、一个造型新鲜的煮咖啡壶,利落的线条和质感特别重要、一件纯羊毛的外套,质轻、柔软,剪裁又佳、一对细致的茶杯组,色彩鲜明,图案精美别致、一件丝质的柔美衬衫,舒适又具有女人味、一个鹿皮的小背包,手感温暖又优雅、一件秀气的柔软毛衣。
天蝎座〔10月24日—11月22日〕
冷热无常的天蝎座,他的热情与温柔体贴真令人快被融化,但是一翻脸,他的自私冷酷无情,也会把人逼的气炸了,而他最强烈的爱恨情仇和忌妒心,是最令人受不了的,他是个很自我中心的人,可以为了自己而伤害他的朋友而毫无惭愧与痛苦,一般人是很难与他天长地久的,除非是他一见钟情的,那被‘虐待’的人,就是天蝎座自己了,送他圣诞礼物时,以重质不重量为原则。
礼物清单:
一双具有男性性感魅力的皮鞋、一件正式却是名牌的衬衫、一张巨型的骨董车海报、一只古董表、吊带 、一条金质的手链,图案造型精致小巧、一件丝质的柔软衬衫、一瓶造型味道十分甜美的香水。
射手座〔11月23日—12月22日〕
自由奔放的射手座,一谈起恋爱,常常被爱和热情冲昏了头,但是却不喜欢受到拘束,责认感较差,有点像爱玩的孩子般,需要一个安定、成熟情人来呵护自己,因此,送他一份能‘交心’的小礼物,他会很开心的。
礼物清单:
一对情人对表、一对精致的对笔,刻上你俩的名字、一对具质感的袖扣,或领带夹、送她的礼物、一个刻着她名字的心形项链或戒指、两件情人装,一人一件,一块在圣诞节穿、一束鲜花外再一盒巧克力和一双温暖的手套。
魔羯座〔12月23日—1月22日〕
懂事又腼腆的摩羯座,安静、守本份,做事谨慎踏实又有计划,但是在内心深处却藏着极端的心,一为积极、热情的个性,对自己喜欢的人或工作,那股不服输的劲,令人刮目相看,另一为冷淡不耐及脱轨的不屑态度,而不会勉强自己去接受一份不认同的感情,因此送他礼物时,以象征意义代表浮夸华丽的示爱为原则。
礼物清单:
一件纯羊毛舒适的毛衣,他常穿他,则对你重视,反之就算了;一条图案正式的领带,以中性系为主;一本照像本,写下一些情话和你们合拍的照片;一瓶味道清柔柔的茉莉花香香水;一本印有可表达你的爱意的日记本;一条心形的项链,或手表、戒指;一副复古的太阳眼镜。
水瓶座〔1月21日—2月19日〕
聪明可爱的水瓶座星座,拥有又纯又真的赤子之心,他的鬼点子又多又有趣,和他在一起开心极了,再加上他的活泼开朗可令人觉得他魅力无穷,但是拥有博爱精神的他常会放电,吸引不少异性,不过却不会滥情或滥交,在自己心中对情人有着无限的憧憬和期待,送他一份礼物,以轻松的心情表达即可。
礼物清单:
一件印有可爱图案或运动人物或数字的帽子、T恤;一只运动型多功能的手表,再一双休闲运动鞋;一个具多功能的万用手册;一条温暖的围巾;一条精致的手链或脚链;送她一个可爱的毛绒绒玩偶;送她一份造型奇特的香水组合;雅致的条纹衬衫。
双鱼座〔2月20日—3月20日〕
温柔优雅的双鱼星座,他那体贴和善解人意的细腻心思,令人觉得十分窝心,他的包容力很强,又会照顾人,常常会吸引异性的注意,但是也常常会爱上和自己个性不同的人而受到伤害,因此,最好以友情开始,互相瞭解后,再谱出爱恋,才不会受到个性不和的情感折磨。
礼物清单:
一幅印像派或油画等品味优雅的艺术品;一顶柔软高尚的羊毛帽;一双温柔的手套再加一条暖烘烘的围巾;一组精致的银制烛台、餐具;一个造型独特的相框;一件柔软的羊毛外套和小背包;活泼毛线帽、可爱的围巾
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航天服〖spacesuit〗
航天服的作用
航天服是保障航天员的生命活动和工作能力的个人密闭装备。可防护空间的真空、高低温、太阳辐射和微流星等环境因素对人体的危害。在真空环境中,人体血液中含有的氮气会变成气体,使体积膨胀。如果人不穿加压气密的航天服,就会因体内外的压差悬殊而发生生命危险。
航天服是在飞行员密闭服的基础上发展起来的多功能服装。早期的航天服只能供航天员在飞船座舱内使用,后研制出舱外用的航天服。现代新型的舱外用航天服有液冷降温结构,可供航天员出舱活动或登月考察。
[编辑本段]航天服的分类
航天服按功能分为舱内用应急航天服和舱外用航天服。舱内航天服用于飞船座舱发生泄漏,压力突然降低时,航天员及时穿上它,接通舱内与之配套的供氧、供气系统,服装内就会立即充压供气,并能提供一定的温度保障和通信功能,让航天员在飞船发生故障时能安全返回。飞船轨道飞行时,航天员一般不穿航天服。
[编辑本段]航天服的结构
航天过程中保护宇航员生命安全的个人防护救生装备,又称宇宙服或航天服。宇航服能构成适于宇航员生活的人体小气候。它在结构上分为6层:
①内衣舒适层:宇航员在长期飞行过程中不能洗换衣服,大量的皮脂、汗液等会污染内衣,故选用质地柔软、吸湿性和透气性良好的棉针织品制做。
②保暖层:在环境温度变化范围不大的情况下,保暖层用以保持舒适的温度环境。选用保暖性好、热阻大、柔软、重量轻的材料,如合成纤维絮片、羊毛和丝绵等。
③通风服和水冷服(液冷服):在宇航员体热过高的情况下,通风服和水冷服以不同的方式散发热量。若人体产热量超过350大卡/小时(如在舱外活动),通风服便不能满足散热要求,这时即由水冷服降温。通风服和水冷服多采用抗压、耐用、柔软的塑料管制成,如聚氯乙烯管或尼龙膜等。
④气密限制层:在真空环境中,只有保持宇航员身体周围有一定压力时才能保证宇航员的生命安全。因此气密层采用气密性好的涂氯丁尼龙胶布等材料制成。限制层选用强度高、伸长率低的织物,一般用涤纶织物制成。由于加压后活动困难,各关节部位采用各种结构形式:如网状织物形式、波纹管式、桔瓣式等,配合气密轴承转动结构以改善其活动性。
⑤隔热层:宇航员在舱外活动时,隔热层起过热或过冷保护作用。它用多层镀铝的聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜并在各层之间夹以无纺织布制成。
⑥外罩防护层:是宇航服最外的一层,要求防火、防热辐射和防宇宙空间各种因素(微流星、宇宙线等)对人体的危害。这一层大部分用镀铝织物制成。
与宇航服配套的还有头盔、手套、靴子等。
舱内用航天服
航天服由头盔、服装、手套和靴子组成。头盔通过颈圈与服装连接。头盔上的面窗平时可随意启闭,紧急时可在数秒钟内自动或手动关锁。舱外用的航天服由外罩、真空隔热层、气密限制层、通风结构和液冷服组成。手套与衣袖通过腕部断接器连结,脱戴很方便。靴子有的与服装连成整体有的与服装分开穿着。全套航天服重约30~40千克。
航天服的另外两个部件是可随时连接的手套和靴子。手套与服装通过腕圈接连,是服装压力层的延续。它要符合穿戴者手型,能快速穿脱戴,在各手指关节部分有波纹结构,便于操作。航天靴由压力靴和舱外热防护套靴组成,其中压力靴是服装气密加压限制层的延续。通常将踝部活动关节设计在压力靴上,并与压力服相连接。航天服内部还设有废物收集装置,用于在紧急情况下收集、贮存和输送大小便用。
舱外用航天服
舱外用的航天服除有舱内航天服的所有各层外,还有三层:一是真空隔热层,用于保护航天员在舱外作业或在月球与其它星体表面活动时,不受舱外环境过热、过冷的侵袭,又可防止服装内部的热量散失。二是液冷服,它是将舱内航天服的通风散热层管内的气体改为液体而成。航天员在舱外作业有时长达几个小时,身体产生的热量多,靠气体散热达不到散热要求,而液态冷却工质就可很好把热散掉。三是最外层,它除要有防高热、防磨损和保护内部各层的功能外,还要有防太阳辐射的功能和连接其它装具的接口。例如,与航天员舱外活动时的脐带连接,与身背携带式生保环境装备、太空机动飞行机构的连接等。
航天服的头盔由头盔壳、面窗结构和颈圈等组件构成。目前在载人航天中使用的头盔有软式与硬式两种,其中硬式头盔又分为固定式和转动式二种。软式头盔大多数作为舱内航天服的组件。转动式头盔在其颈圈上有气密活动轴承,但密封环节增多会降低气密性与结构可靠性,增加设计难度。
现以固定式全透明的钟罩式头盔为例,介绍其结构组成。头盔壳是头盔的主体,其材料应具有强度大、抗冲击和足够的耐热性等优点。在其面窗部位上有良好的光学性能。头盔内腔壁有硬衬垫和软衬垫,衬垫上镶有细管道,它兼有减震、隔热、消声、通风和供氧等功能。其内腔要适于戴通讯头盔,允许头在里面左右转动,尺寸要与穿戴者的头形相适应。还要留有安装生理测试部件、有利于排出人体呼出的二氧化碳和水汽的空间。
除上述各种要求外,面窗还应有良好的光学性能和广阔的视野。头壳的面窗部分除应有透光良好外,还要有防雾、去湿的措施,因为航天员出舱活动时会遇上-150℃的低温,面窗内的温度也会下降。当降到空气露点以下时面窗上就会结雾,妨碍航天员的视线。目前已用的方法有通风去湿法、双层面窗法、电热面窗法和化学防雾剂等,以保障面窗的透明度。否则,影响航天任务的执行。例如,1966年美国双子星座9号飞船的航天员,在太空用载人机动装置进行飞行时,因面窗起雾而看不清外边的情景,未能完成太空行走中的特定航天任务。
颈圈是连接服装与头盔的关键部件,分上、下两圈,在穿戴服装与头盔时,先将上下圈连接上,再连接头盔与服装。它要求穿脱方便,具有良好的气密性和加接强度。在紧急情况下,要有使穿戴者本人能快速断、接、锁紧操作的机构,便于及时与头盔或服装断开或连接。
[编辑本段]航天服的功能
航天服也称宇宙服、宇航服,是在载人航天中航天员穿的一种服装系统。实际上它是航天员必备的个人防护救生装备。从功能上看,航天服有舱内航天服和舱外航天服两种;从服装内压上看,有低压航天服和高压航天服之分;从其结构上看,可分为软式、硬式和软硬结合航天服。
目前,美国和俄罗斯使用的都是软硬结合式的航天服。无论哪种航天服都由多层组成,它们互相连接形成一个整体服装,但要求各层的质量要高、要轻、不能过厚,以避免影响航天员的行动。以舱内使用的低压航天服为便,其基本结构与功能是这样的;由最贴身的里层往外数,第一层为内衣裤,选用纯棉布或棉麻布制服。第二层是保暖层,它和内衣裤结合,选用羊毛制品或合成纤维片制成,起保温和隔热的作用。第三层为通风散热层,其结构比较独特,是由很长的微细管道连接在衣服上而制成的,在人体与外界隔绝的情况下,它可以把人体产生的热、水和气味带出去。第四层是气密加压限制层,它既要充气加压,使身体有足够的压力,不能漏气,又不能使服装过于膨胀,防止外界的磨损,还要使各关节活动自如。所以这一层结构的选材和设计都比较难,是航天服装的关键层。第五层为隔热层,也叫真空隔热层。舱内航天服可以不加这一层。例如,美国阿波罗号飞船、航天飞机上用的航天服都没有这层,而苏联的上升号飞船和俄罗斯的联盟号飞船中使用的舱内航天服就有这一层。这是由5~7层涂铝的聚脂薄膜构成,各膜之间用网络物隔开,贴在一起形成屏蔽。它有良好的隔热和防辐射作用,舱外航天服必须有这层。最外边一层是外罩层。这个外套要求防磨损力强、耐高温,除能防护内部各层不受损坏外,还要注意到颜色,一般用白色或金**为好。
[编辑本段]航天服的发展
世界上第一个使用航天服装备的人是美国冒险家威利·波斯特。二十世纪30年代初,他驾驶“温尼妹号”单座机在向横越北美大陆飞行的挑战中,将飞机上升到同温层。当时波斯特身穿的高空飞行压力服,是用发动机的供压装置送出的空气压吹起来的气囊。
第一代航天服
近代的航天服是1961年在美国问世的。当年5月阿仑·谢泼德第一个成功地进行了美国最早的载人航天飞船计划——水星计划的亚轨道飞行。飞行所用的航天服,是由当时美海军的高性能战斗机飞行员穿着的MK-4型压力服加以改进的。这种航天服由氯丁橡胶涂在布上的防护层和经过氧化铝处理的强化尼龙的内绝热层叠合而成,肘和膝关节部分缝入了金属链,容易弯曲。但是,当内压提高时,航天员难以活动身体。
第二、三代航天服
60年代中期在实施双子星座计划时,美国又开发了第二代航天服。这种航天服在封入空气压的压力囊外蒙上了一层用特氟纶混纺材料织成的网,即使空气压使航天服整体膨胀也容易弯曲。由于双子星座计划要求航天员进入太空在轨道上作会合或入坞的活动,所以这种航天服具有极佳的运动性。
第三代航天服是实施阿波罗计划时使用的航天服。月面活动与浮游在太空活动的情形不同,必须一边步行在遍地皆是岩石的月球表面,一边弯下身体采取岩石标本。再者,要求保护航天员能经受强烈的太阳光辐射,以及使从天而降的微小陨石砸在身上也不致破损。
这种航天服在关节周围制成伸缩自如的褶皱,大大提高了运动性能。但是,必须穿着特殊的“内衣”。这种几乎盖住全身的网状内衣缝入了长达100米犹如意大利空心面条那么粗的盘成网状的管子,管内流过冷水,吸走航天员身上散发的热量,并排到宇宙空间,所以航天员穿上后感到十分舒适。穿在内衣外的航天服由内绝热层、压力层、限制层(抑制压力层的膨胀)几层重叠,最外面还蒙上聚四氟乙烯与玻璃纤维制成的保护层。再戴上强化树脂制成的盔帽、与航天服几乎一样多层的手套,穿上金属网眼的长统靴,就是完整的阿波罗航天服了。
阿波罗航天服与过去的航天服相比,根本的差别是采用了便携式生命保障系统,即将生命保障系统固定在背上,以进行供氧、二氧化碳的净化和排除体热。
航天飞机用航天服
现在航天飞机上的航天员使用的航天服可以说是第四代航天服了。在此之前,航天服是定做的,不仅开发和制作上耗费巨资和时间,而且一件航天服只能用一次,已远远不能适应新的需要了。
航天飞机用的航天服不是定做的,它是根据人体的造型把航天服分成几部分,分别被规格化为“特大”到“特小”几种尺寸,然后成批生产,加工成现成的服装。航天员只要从中选择合身的各部分,重新加以组合就可得到一套满意的航天服了。使用后,也不像过去那样送进博物馆,而是把航天服再分解,各部分清扫后再次使用,计划使用寿命是15年以上。
在阿波罗时代穿好一身航天服需要1小时,现在穿航天飞机用航天服(包括生命保障系统在内的舱外机动装置)只要10~15分钟就足够了。新的生命保障系统可在长达7个小时内向剧烈消耗体力的航天员供给必要的氧、冷却水、电力。不仅如此,头盔内侧还可供给500毫升的饮料和少量的航天食品。
至于大小便的处理,在进行舱外活动前,必须在舱内大便完毕,而小便可以在航天服中排泄,因为配备了尿抽吸装置。目前,还只有供男性使用的装置,女性用的(尿布型)正在开发之中。将来,女航天员也不用为排尿担心了。
为了迎接空间站时代的到来,现在美国航宇局正在致力开发新的航天服。尽管建造空间站穿着航天飞机用的航天服也可以,不过进入太空活动前,航天员还先要做准备工作。即必须呼吸纯氧4个小时,或在气压为0.69毫米汞柱的舱内呆上大约12个小时,然后再呼吸纯氧40分钟,目的是将体内的氮排出,同时使身体适应低压环境。如果不做这样的准备工作,由于航天服内只有0.3个大气压,体内氮因急骤减压而形成气泡,会使航天员患与潜水员一样的沉箱病。显然,这种航天服难以适应今后在太空中频繁活动的需要。据美国航宇局预测,太空时代,每个航天员每年需在太空中工作1000小时,为此要求航天服不但耐用,而且要大幅度降低成本。
现在正在开发的航天服,与过去的航天服相比,外观上有明显的不同,全身是金属铠甲那样的刚性结构,仅关节部分是可折皱的软结构。这种航天服的内压可提高到0.54个大气压,所以航天员穿这种新航天服进入太空之前不需要准备过程,也不用再为沉箱病担心。但是,内压提高使这种新航天服变得笨拙,运动性差。目前已试制成的这种航天服重达90千克,穿在身上根本无法在地面上行走。所幸的是,在太空中,再重的物体也失去了重量。
航天服的制造和发展时间还相当短,未来的航天服将更适合人类航天和在太空生活的需要!
[编辑本段]穿戴航天服的步骤
航天员穿戴舱外航天服有一套严格的步骤和顺序,而且不同型号的航天服穿脱的顺序也不一样。我们这里以美国航天飞机舱外航天服为例进行介绍。整个穿衣过程共分10个步骤完成:
① 穿强力吸尿裤。
② 穿液冷通风服。
③ 带上生物电子联结装置。在这种装置上有测量航天员心率的传感器和与外界进行通话联络的电子设备。
④ 一些小的操作程序,包括在头盔面窗里面涂上防雾霜,在服装左侧袖子的手腕处装上一块小的反光镜,在服装上身前胸部位装上一个小食品袋和一个饮水袋,在头盔上装上照明灯和电视摄像头,最后是将通讯帽与生物电子联结装置联结在一起。上述四步都是穿服装前的准备工作。
⑤ 穿服装的下半身。下半身有不同尺寸,可供不同身材的航天员选用。下半身服装的腰部有一个大的带轴承的关节,为航天员弯腰和转身提供方便。
⑥ 穿服装的上半身。在穿上半身之前,应先将气闸舱的冷却脐带管插入服装胸前的显示控制盒的接口上,以便向服装内提供冷却水、氧气和电力。因为航天飞机气闸舱内仅有20米高,直径16米,两名航天员在里面穿航天服显得非常拥挤,因此航天服的上半身是挂在气闸舱壁的支架上。这样一来当航天员要穿服装上半身时,必须蹲下身体,手臂向上伸,采取一种跳水运动员跳水的姿势钻进服装内。服装上下身穿好以后,将密封环联接在一起,然后将各种供应管线与服装相接。
⑦ 戴上通讯帽、头盔和手套。一旦戴上头盔和手套以后,航天员就不能呼吸气闸舱内的空气,而是通过脐带呼吸从航天飞机轨道器提供的氧气。
⑧ 向服装加压,并由航天员对服装进行测试,目的是保证服装不漏气,而且内部压力稳定。测试的重点是气体流量、冷却水和电池的功率。
⑨ 开始呼吸纯氧,进行吸氧排氮。即将体内的氮气排除,目的是预防减压病。
⑩ 关闭气闸舱的内舱门,气闸舱进行减压。当气闸舱内的压力降低到零时,打开气闸舱的外舱门,同时航天员应将服装与气闸舱的所有联结断开,将安全带的挂钩勾在舱外的固定杆上,这时航天员即可出舱进行太空行走。
/飞天/航天服“飞天”航天服飞天舱外航天服档案
名称简介:飞天航天服
重量:120公斤
颜色:白色
造价:约3000万元
组成:用料软硬结合,从上到下依次是头盔、上肢、躯干、下肢、压力手套、靴子
适用:四肢装有调节带,通过调节上臂、小臂和下肢的长度,身高160米-180米的人都能穿上
耐力:可支持4个小时舱外活动,并可重复使用5次
上肢关节
巧妙地利用仿生结构,使关节活动更加自如。
腕镜
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各种开关。
背包
高13米,是航天服穿脱(进出)口的密封门,在背包壳体内安装舱外航天服生保设备,背包壳体下端安装有挂包、备用氧瓶等。背包关闭通过拉紧钢索和操作关闭手柄完成。
头盔
经过科研攻关,“飞天”航天服头盔的视野比其他同类产品要大。
摄像头 头盔还有摄像头,可拍摄航天员出舱操作。
照明灯 两侧各一照明灯,可照亮服装胸前部分,方便航天员在阴暗面操作。
报警指示灯 两侧有报警指示灯,一旦服装出现泄露报警灯闪。同时还有语言报警。
面窗 其面窗4层,2层充压结构,2层之间充高纯氮气,防结雾,外面是防护面窗,外层是滤光面窗,对太阳光折射率低,迎着光照面可拉下它。
手套
为每位航天员量身定做,看上去特别厚实,有点像拳击手套。
外层 热防护手套外层为纤维织物,有两层气密,使用特殊隔热橡胶材料,能耐受高温到100℃。
指尖 指尖部分,只有一层气密层,保持触觉。手指背部位内有两层真空屏蔽隔热层。
手心 在手心握物部位设置有凸粒状橡胶,主要为防滑。手套可握住25毫米的铅笔粗细的东西。
热防护盖片 在手背有可翻折的热防护盖片,用于覆盖手指部位,提高此部位的热防护能力和保证手指的关节活动性。
手表
专门设计的航天手表,材料适合航天特殊环境。
外观 它比一般手表表盘大,实现功能也比普通手表多,上有三个小表盘,分别是小时、分钟、秒。可以读北京时间和飞行时间,另外可以转动表盘记时。
用途 航天手表可让航天员在漆黑的太空中,清楚地知道地球的昼夜之分。保障航天员的生活规律与地球同步,不至于打乱生物钟。
衣料
航天服须真空屏蔽隔热,所用织物要多种织法结合起来才能达到强度要求。
层次 航天服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。躯干达到7层,最厚的是挂包有20层。
舱外航天服应具有保护宇航员生命安全的功能,还应该包含维持宇航员生命所需各种条件的便携式生命保障系统。
舱外航天服的头盔由头盔壳、面窗结构和颈圈等组件构成,其中的头盔壳所用材料具有强度大、抗冲击等优点。在出舱前,头盔面窗的内部要喷上防雾剂。手套与服装通过腕圈接连,靴子由压力靴和舱外热防护套靴组成。
舱外航天服在背部装有提供氧气等维持生命所需各种条件的便携式生命保障系统。如果太空行走时间较长,舱外航天服内要装有饮水袋。在饮水管的旁边还有一个放置食物棒的长孔,航天员只要一伸嘴即可吃到美味可口的棒状食品。
升级版“飞天”舱外服的改进和提高:
据悉,这次神舟十二号航天员将穿着进行了大量改进与升级的“飞天”舱外服,它已经组装完毕,高度在2米左右,重100多公斤,可支持更长时间的舱外活动,重复使用次数更多,关节处更加灵活。
舱外服的整体效能、可靠性、舒适性有了进一步提高,舱外服的操作动作和信息识别更加迅速、准确,科技感更强,同时具有中国的审美识别性。
航天服是保障航天员的生命活动和工作能力的个人密闭装备。可防护空间的真空、高低温、太阳辐射和微流星等环境因素对人体的危害。在真空环境中,人体血液中含有的氮气会变成气体,使体积膨胀。如果人不穿加压气密的航天服,就会因体内外的压差悬殊而发生生命危险。
航天服是在飞行员密闭服的基础上发展起来的多功能服装。早期的航天服只能供航天员在飞船座舱内使用,后研制出舱外用的航天服。现代新型的舱外用航天服有液冷降温结构,可供航天员出舱活动或登月考察。
航天服按功能分为舱内用应急航天服和舱外用航天服。舱内航天服用于飞船座舱发生泄漏,压力突然降低时,航天员及时穿上它,接通舱内与之配套的供氧、供气系统,服装内就会立即充压供气,并能提供一定的温度保障和通信功能,让航天员在飞船发生故障时能安全返回。飞船轨道飞行时,航天员一般不穿航天服。
舱内用航天服
航天服由头盔、服装、手套和靴子组成。头盔通过颈圈与服装连接。头盔上的面窗平时可随意启闭,紧急时可在数秒钟内自动或手动关锁。舱外用的航天服由外罩、真空隔热层、气密限制层、通风结构和液冷服组成。手套与衣袖通过腕部断接器连结,脱戴很方便。靴子有的与服装连成整体有的与服装分开穿着。全套航天服重约30~40千克。
航天服的另外两个部件是可随时连接的手套和靴子。手套与服装通过腕圈接连,是服装压力层的延续。它要符合穿戴者手型,能快速穿脱戴,在各手指关节部分有波纹结构,便于操作。航天靴由压力靴和舱外热防护套靴组成,其中压力靴是服装气密加压限制层的延续。通常将踝部活动关节设计在压力靴上,并与压力服相连接。航天服内部还设有废物收集装置,用于在紧急情况下收集、贮存和输送大小便用。
舱外用航天服
舱外用的航天服除有舱内航天服的所有各层外,还有三层:一是真空隔热层,用于保护航天员在舱外作业或在月球与其它星体表面活动时,不受舱外环境过热、过冷的侵袭,又可防止服装内部的热量散失。二是液冷服,它是将舱内航天服的通风散热层管内的气体改为液体而成。航天员在舱外作业有时长达几个小时,身体产生的热量多,靠气体散热达不到散热要求,而液态冷却工质就可很好把热散掉。三是最外层,它除要有防高热、防磨损和保护内部各层的功能外,还要有防太阳辐射的功能和连接其它装具的接口。例如,与航天员舱外活动时的脐带连接,与身背携带式生保环境装备、太空机动飞行机构的连接等。
航天服的头盔由头盔壳、面窗结构和颈圈等组件构成。目前在载人航天中使用的头盔有软式与硬式两种,其中硬式头盔又分为固定式和转动式二种。软式头盔大多数作为舱内航天服的组件。转动式头盔在其颈圈上有气密活动轴承,但密封环节增多会降低气密性与结构可靠性,增加设计难度。
现以固定式全透明的钟罩式头盔为例,介绍其结构组成。头盔壳是头盔的主体,其材料应具有强度大、抗冲击和足够的耐热性等优点。在其面窗部位上有良好的光学性能。头盔内腔壁有硬衬垫和软衬垫,衬垫上镶有细管道,它兼有减震、隔热、消声、通风和供氧等功能。其内腔要适于戴通讯头盔,允许头在里面左右转动,尺寸要与穿戴者的头形相适应。还要留有安装生理测试部件、有利于排出人体呼出的二氧化碳和水汽的空间。
除上述各种要求外,面窗还应有良好的光学性能和广阔的视野。头壳的面窗部分除应有透光良好外,还要有防雾、去湿的措施,因为航天员出舱活动时会遇上-150℃的低温,面窗内的温度也会下降。当降到空气露点以下时面窗上就会结雾,妨碍航天员的视线。目前已用的方法有通风去湿法、双层面窗法、电热面窗法和化学防雾剂等,以保障面窗的透明度。否则,影响航天任务的执行。例如,1966年美国双子星座9号飞船的航天员,在太空用载人机动装置进行飞行时,因面窗起雾而看不清外边的情景,未能完成太空行走中的特定航天任务。
颈圈是连接服装与头盔的关键部件,分上、下两圈,在穿戴服装与头盔时,先将上下圈连接上,再连接头盔与服装。它要求穿脱方便,具有良好的气密性和加接强度。在紧急情况下,要有使穿戴者本人能快速断、接、锁紧操作的机构,便于及时与头盔或服装断开或连接。
航天服也称宇宙服、宇航服,是在载人航天中航天员穿的一种服装系统。实际上它是航天员必备的个人防护救生装备。从功能上看,航天服有舱内航天服和舱外航天服两种;从服装内压上看,有低压航天服和高压航天服之分;从其结构上看,可分为软式、硬式和软硬结合航天服。
目前,美国和俄罗斯使用的都是软硬结合式的航天服。无论哪种航天服都由多层组成,它们互相连接形成一个整体服装,但要求各层的质量要高、要轻、不能过厚,以避免影响航天员的行动。以舱内使用的低压航天服为便,其基本结构与功能是这样的;由最贴身的里层往外数,第一层为内衣裤,选用纯棉布或棉麻布制服。第二层是保暖层,它和内衣裤结合,选用羊毛制品或合成纤维片制成,起保温和隔热的作用。第三层为通风散热层,其结构比较独特,是由很长的微细管道连接在衣服上而制成的,在人体与外界隔绝的情况下,它可以把人体产生的热、水和气味带出去。第四层是气密加压限制层,它既要充气加压,使身体有足够的压力,不能漏气,又不能使服装过于膨胀,防止外界的磨损,还要使各关节活动自如。所以这一层结构的选材和设计都比较难,是航天服装的关键层。第五层为隔热层,也叫真空隔热层。舱内航天服可以不加这一层。例如,美国阿波罗号飞船、航天飞机上用的航天服都没有这层,而苏联的上升号飞船和俄罗斯的联盟号飞船中使用的舱内航天服就有这一层。这是由5~7层涂铝的聚脂薄膜构成,各膜之间用网络物隔开,贴在一起形成屏蔽。它有良好的隔热和防辐射作用,舱外航天服必须有这层。最外边一层是外罩层。这个外套要求防磨损力强、耐高温,除能防护内部各层不受损坏外,还要注意到颜色,一般用白色或金**为好。
编辑本段航天服的发展
世界上第一个使用航天服装备的人是美国冒险家威利·波斯特。二十世纪30年代初,他驾驶“温尼妹号”单座机在向横越北美大陆飞行的挑战中,将飞机上升到同温层。当时波斯特身穿的高空飞行压力服,是用发动机的供压装置送出的空气压吹起来的气囊。
第一代航天服
近代的航天服是1961年在美国问世的。当年5月阿仑·谢泼德第一个成功地进行了美国最早的载人航天飞船计划——水星计划的亚轨道飞行。飞行所用的航天服,是由当时美海军的高性能战斗机飞行员穿着的MK-4型压力服加以改进的。这种航天服由氯丁橡胶涂在布上的防护层和经过氧化铝处理的强化尼龙的内绝热层叠合而成,肘和膝关节部分缝入了金属链,容易弯曲。但是,当内压提高时,航天员难以活动身体。
第二、三代航天服
60年代中期在实施双子星座计划时,美国又开发了第二代航天服。这种航天服在封入空气压的压力囊外蒙上了一层用特氟纶混纺材料织成的网,即使空气压使航天服整体膨胀也容易弯曲。由于双子星座计划要求航天员进入太空在轨道上作会合或入坞的活动,所以这种航天服具有极佳的运动性。
第三代航天服是实施阿波罗计划时使用的航天服。月面活动与浮游在太空活动的情形不同,必须一边步行在遍地皆是岩石的月球表面,一边弯下身体采取岩石标本。再者,要求保护航天员能经受强烈的太阳光辐射,以及使从天而降的微小陨石砸在身上也不致破损。
这种航天服在关节周围制成伸缩自如的褶皱,大大提高了运动性能。但是,必须穿着特殊的“内衣”。这种几乎盖住全身的网状内衣缝入了长达100米犹如意大利空心面条那么粗的盘成网状的管子,管内流过冷水,吸走航天员身上散发的热量,并排到宇宙空间,所以航天员穿上后感到十分舒适。穿在内衣外的航天服由内绝热层、压力层、限制层(抑制压力层的膨胀)几层重叠,最外面还蒙上聚四氟乙烯与玻璃纤维制成的保护层。再戴上强化树脂制成的盔帽、与航天服几乎一样多层的手套,穿上金属网眼的长统靴,就是完整的阿波罗航天服了。
阿波罗航天服与过去的航天服相比,根本的差别是采用了便携式生命保障系统,即将生命保障系统固定在背上,以进行供氧、二氧化碳的净化和排除体热。
航天飞机用航天服
现在航天飞机上的航天员使用的航天服可以说是第四代航天服了。在此之前,航天服是定做的,不仅开发和制作上耗费巨资和时间,而且一件航天服只能用一次,已远远不能适应新的需要了。
航天飞机用的航天服不是定做的,它是根据人体的造型把航天服分成几部分,分别被规格化为“特大”到“特小”几种尺寸,然后成批生产,加工成现成的服装。航天员只要从中选择合身的各部分,重新加以组合就可得到一套满意的航天服了。使用后,也不像过去那样送进博物馆,而是把航天服再分解,各部分清扫后再次使用,计划使用寿命是15年以上。
在阿波罗时代穿好一身航天服需要1小时,现在穿航天飞机用航天服(包括生命保障系统在内的舱外机动装置)只要10~15分钟就足够了。新的生命保障系统可在长达7个小时内向剧烈消耗体力的航天员供给必要的氧、冷却水、电力。不仅如此,头盔内侧还可供给500毫升的饮料和少量的航天食品。
至于大小便的处理,在进行舱外活动前,必须在舱内大便完毕,而小便可以在航天服中排泄,因为配备了尿抽吸装置。目前,还只有供男性使用的装置,女性用的(尿布型)正在开发之中。将来,女航天员也不用为排尿担心了。
为了迎接空间站时代的到来,现在美国航宇局正在致力开发新的航天服。尽管建造空间站穿着航天飞机用的航天服也可以,不过进入太空活动前,航天员还先要做准备工作。即必须呼吸纯氧4个小时,或在气压为0.69毫米汞柱的舱内呆上大约12个小时,然后再呼吸纯氧40分钟,目的是将体内的氮排出,同时使身体适应低压环境。如果不做这样的准备工作,由于航天服内只有0.3个大气压,体内氮因急骤减压而形成气泡,会使航天员患与潜水员一样的沉箱病。显然,这种航天服难以适应今后在太空中频繁活动的需要。据美国航宇局预测,太空时代,每个航天员每年需在太空中工作1000小时,为此要求航天服不但耐用,而且要大幅度降低成本。
现在正在开发的航天服,与过去的航天服相比,外观上有明显的不同,全身是金属铠甲那样的刚性结构,仅关节部分是可折皱的软结构。这种航天服的内压可提高到0.54个大气压,所以航天员穿这种新航天服进入太空之前不需要准备过程,也不用再为沉箱病担心。但是,内压提高使这种新航天服变得笨拙,运动性差。目前已试制成的这种航天服重达90千克,穿在身上根本无法在地面上行走。所幸的是,在太空中,再重的物体也失去了重量。
航天服的制造和发展时间还相当短,未来的航天服将更适合人类航天和在太空生活的需要!
编辑本段穿戴航天服的步骤
航天员穿戴舱外航天服有一套严格的步骤和顺序,而且不同型号的航天服穿脱的顺序也不一样。我们这里以美国航天飞机舱外航天服为例进行介绍。整个穿衣过程共分10个步骤完成:
① 穿强力吸尿裤。
② 穿液冷通风服。
③ 带上生物电子联结装置。在这种装置上有测量航天员心率的传感器和与外界进行通话联络的电子设备。
④ 一些小的操作程序,包括在头盔面窗里面涂上防雾霜,在服装左侧袖子的手腕处装上一块小的反光镜,在服装上身前胸部位装上一个小食品袋和一个饮水袋,在头盔上装上照明灯和电视摄像头,最后是将通讯帽与生物电子联结装置联结在一起。上述四步都是穿服装前的准备工作。
⑤ 穿服装的下半身。下半身有不同尺寸,可供不同身材的航天员选用。下半身服装的腰部有一个大的带轴承的关节,为航天员弯腰和转身提供方便。
⑥ 穿服装的上半身。在穿上半身之前,应先将气闸舱的冷却脐带管插入服装胸前的显示控制盒的接口上,以便向服装内提供冷却水、氧气和电力。因为航天飞机气闸舱内仅有20米高,直径16米,两名航天员在里面穿航天服显得非常拥挤,因此航天服的上半身是挂在气闸舱壁的支架上。这样一来当航天员要穿服装上半身时,必须蹲下身体,手臂向上伸,采取一种跳水运动员跳水的姿势钻进服装内。服装上下身穿好以后,将密封环联接在一起,然后将各种供应管线与服装相接。
⑦ 戴上通讯帽、头盔和手套。一旦戴上头盔和手套以后,航天员就不能呼吸气闸舱内的空气,而是通过脐带呼吸从航天飞机轨道器提供的氧气。
⑧ 向服装加压,并由航天员对服装进行测试,目的是保证服装不漏气,而且内部压力稳定。测试的重点是气体流量、冷却水和电池的功率。
⑨ 开始呼吸纯氧,进行吸氧排氮。即将体内的氮气排除,目的是预防减压病。
⑩ 关闭气闸舱的内舱门,气闸舱进行减压。当气闸舱内的压力降低到零时,打开气闸舱的外舱门,同时航天员应将服装与气闸舱的所有联结断开,将安全带的挂钩勾在舱外的固定杆上,这时航天员即可出舱进行太空行走。
/飞天/航天服“飞天”航天服飞天舱外航天服档案
名称简介:飞天航天服
重量:120公斤
颜色:白色
造价:约3000万元
组成:用料软硬结合,从上到下依次是头盔、上肢、躯干、下肢、压力手套、靴子
适用:四肢装有调节带,通过调节上臂、小臂和下肢的长度,身高160米-180米的人都能穿上
耐力:可支持4个小时舱外活动,并可重复使用5次
上肢关节
巧妙地利用仿生结构,使关节活动更加自如。
腕镜
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各种开关。
背包
高13米,是航天服穿脱(进出)口的密封门,在背包壳体内安装舱外航天服生保设备,背包壳体下端安装有挂包、备用氧瓶等。背包关闭通过拉紧钢索和操作关闭手柄完成。
头盔
经过科研攻关,“飞天”航天服头盔的视野比其他同类产品要大。
摄像头 头盔还有摄像头,可拍摄航天员出舱操作。
照明灯 两侧各一照明灯,可照亮服装胸前部分,方便航天员在阴暗面操作。
报警指示灯 两侧有报警指示灯,一旦服装出现泄露报警灯闪。同时还有语言报警。
面窗 其面窗4层,2层充压结构,2层之间充高纯氮气,防结雾,外面是防护面窗,外层是滤光面窗,对太阳光折射率低,迎着光照面可拉下它。
手套
为每位航天员量身定做,看上去特别厚实,有点像拳击手套。
外层 热防护手套外层为纤维织物,有两层气密,使用特殊隔热橡胶材料,能耐受高温到100℃。
指尖 指尖部分,只有一层气密层,保持触觉。手指背部位内有两层真空屏蔽隔热层。
手心 在手心握物部位设置有凸粒状橡胶,主要为防滑。手套可握住25毫米的铅笔粗细的东西。
热防护盖片 在手背有可翻折的热防护盖片,用于覆盖手指部位,提高此部位的热防护能力和保证手指的关节活动性。
手表
专门设计的航天手表,材料适合航天特殊环境。
外观 它比一般手表表盘大,实现功能也比普通手表多,上有三个小表盘,分别是小时、分钟、秒。可以读北京时间和飞行时间,另外可以转动表盘记时。
用途 航天手表可让航天员在漆黑的太空中,清楚地知道地球的昼夜之分。保障航天员的生活规律与地球同步,不至于打乱生物钟。
衣料
航天服须真空屏蔽隔热,所用织物要多种织法结合起来才能达到强度要求。
层次 航天服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。躯干达到7层,最厚的是挂包有20层。
金钱
这次神奇问天用的服装值:
30000000元
航天服的性能有:保持宇航员体温;保持压力平衡(使太空人承受的压力与在地球上的相似);阻挡强而有害的辐射(如来自太阳的辐射);处理宇航员的排泄物;提供氧及抽去二氧化碳。
宇航服是保护宇航员在太空不受低温,射线等的侵害并提供人类生存所需的氧气的保护服。
宇航服的:氧气罐为太空人提供氧气。而排出的二氧化碳则由氢氧化锂(lithium hydroxide)所吸收。宇航服的表层有阻隔辐射的功用。太空人的体温则由一套贴身内衣调节,这件内衣布满水管,水泵不断把水循环,把太空人身体所发出的热力带走,而水则由升华器(sublimator)所冷却。
宇航服最后一个重要功用,是为太空人提供所需的气压(约等于半个标准大气压力52kpa);如果气压过低,人体血液及身体组织内的气体会离开,令太空人患上类似潜水员常有的潜水病(在真空的情况下,太空人更会由于血液瞬间“沸腾”而死亡)。
扩展资料:
航天服(spacesuit)是保障航天员的生命活动和工作能力的个人密闭装备。可防护空间的真空、高低温、太阳辐射和微流星等环境因素对人体的危害。在真空环境中,人体血液中含有的氮气会变成气体,使体积膨胀。如果人不穿加压气密的航天服,就会因体内外的压差悬殊而发生生命危险。 航天服是在飞行员密闭服的基础上发展起来的多功能服装。早期的航天服只能供航天员在飞船座舱内使用,后研制出舱外用的航天服。现代新型的舱外用航天服有液冷降温结构,可供航天员出舱活动或登月考察。
航天服按功能分为舱内用应急航天服和舱外用航天服。
从服装内压上看,有低压航天服和高压航天服之分;
从其结构上看,可分为软式、硬式和软硬结合航天服。
参考链接:
航天服-
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