航天服在美苏的发展

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一、航天服的根本分类与结构

人类要在真空、冷黑、失重、辐射的太空情况中生存,必须要有一个得当人生存的情况才行。除了载人飞船、航天飞机、空间站等载人航天器外,航天服也可以为航天员提供必备与必须的生存保障情况。

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太空

苏联人对航天服界说为: 在太空飞行期间,能使航天员免受外部情况陵犯,并保障其生命活动的一类设备,一样寻常包罗压力服和生存保障系统。美国对航天服的界说是: 可以或许使航天员在太空生存并能开展有效工作的一套系统。总之,航天服一方面要保障航天员的生命安全,另一方面,还要可以或许保证航天员在太空的工作可以或许正常的举行。

航天服可防护空间的真空、高低温、太阳辐射和微流星 等情况因素对人体的危害。一样寻常由特殊的服装、头盔、手套和航天靴子组成。从功能上看,航天服有航天服可分为舱内航天服、舱外航天服、和舱内舱外航天服三大类;从服装内压上看,有低压服、高压服之分;从结构上看,可分为软式、硬式、和软硬联合的三类航天服。

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舱外航天服

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舱内航天服

平凡的航天服大体可以分为4层:第一层为亵服裤,选用纯棉布或棉麻布制服。第二层是保暖层,它和亵服裤联合,选用羊毛成品或合成纤维片制成,起保暖和隔热的作用。第三层为透风散热层,其结构比力独特,是由很长的 微细管道毗连在衣服上而制成的,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定层,它既要充气加压,使身材有足够的压力,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若。以是这一层结构的选材和筹划都比力难,是航天服装的关键层。

二、早期的航天服在美苏的发展

早期的航天服实际上是在航空防护装备的基础上发展起来的。在地球外貌,海拔高度每上升 5.5 km,气压就会降低一半,同时,随着高度的升高,气温也显著降低,海拔高度每上升3.1 km,气温降落16 ℃。因此,随着航空技术的发展,飞机所能到达的高度越来越高,飞行员所面临的情况也越来越恶劣。因此高空防护装备就在如许的需求下快速发展了起来。从最初简单的氧气管,氧气面罩,渐渐发展到全压服。

在大量鉴戒了高空航空服的履历和技术的基础上,如限定层和气密层的双层结构、承力系统及软质关节结构筹划、手套机构筹划、气密轴承和头盔结构筹划、服装的尺寸体系等。在1931 年,苏联研制出天下上首套航空全压服样机Y-1,这套服装无活动关节,人不能活动和工作。紧接着苏联又研制出具有活动关节的Y-2型,和具备透风供氧型生保系统的CK-UATL全压服。1959年,苏联研制出C-10航天服容貌。由于早期飞船载重能力有限,专家对航天飞行中是否利用舱内航天服意见不一,直到1960年8月,才正式下达使命书,决定研制舱内航天服。苏联首套舱内航天服 CK-1以C-10和B-3新型防护服为基础举行研制,并应在后续的首次载人航天飞行中乐成运用。

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身着CK-1航天服的尤里加加林

美国航天服的研制同样也是从高空航空防护服的基础上发展起来的。自1920年开始,美国就开始了高空压力服的研制,即要解决供氧问题,也要解决热防护问题。先后研制出S-1压力服和X-15压力服等装备。厥后X-15服装仅颠末少许改进,就直接用于美国“水星”筹划的首次载人航天飞行中

三、苏联研制装备的航天服

苏联研制的舱内航天服重要有:用于“东方”号飞船的CK航天服,其中CK-1为男航天员型号,CK-2为女航天员型号:“雄鹰-K”救生航天服,用于“联盟”12~“联盟”40 使命;“雄鹰KB”救生航天服为过渡型产品,用于“联盟T”飞船和“金刚石”空间站筹划;“雄鹰KB-2”救生航天服,用于“联盟T-2”之后的全部飞船,包罗“联盟TM”和“联盟-TMA”飞船;“雨燕”救生航天服是在“雄鹰”救生航天服的基础上发展而来的,用于“狂风雪”号航天飞机,仅举行过无人飞行试验。

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苏联的海鹰航天服

苏联研制的舱外航天服包罗: 未能实际飞行利用的“隼”型半硬式登月航天服,和“鹫”型软式登月航天服,以及准备用于月球使命轨道出舱的“海鹰”航天服。“海鹰”舱外航天服的改进型“海鹰-D”,可多次重复利用,重要用于“礼炮”6号和“礼炮”7 号空间站出舱活动;“海鹰-DM”、 “海鹰-DMA”和“海鹰-M”为“海鹰-D”舱外服的改进型,分别应用于“和平”号空间站和国际空间站。苏联的“海鹰”系列舱外航天服,在筹划时就定位为“轨道基”航天服,因此具有精良的在轨维护和维修能力,通过肢体关节的调节可适用差别身高和胸围的航天员。相比之下,美国航天飞机上配备的“地基型”舱外航天服,固然可以根据差别航天员的体形来举行组件组合配置以保证适体性要求,但只能在地面举行维护和维修。

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苏联研发装备的部门航天服

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苏联研发装备的部门航天服

四、美国研制装备的航天服

美国航天服的发展是以具体项目为驱动。具体的载人航天使命有具体的经费预算,这是航天服研发的重要约束条件。为了省钱,美国航天服的研发采取了模块化的筹划头脑,每种模块可根据需求数目举行订货,通过组合差别尺寸的模块,可以为航天员提供近乎量身定做的航天服。在“阿波罗”筹划中,每位航天员的航天服都是单独定制的,登月乘组航天员每人需 3套服装,1套用于训练,1套用于飞行,1套为飞行备份;登月备份乘组航天员每人2套服装,1套用于训练,1套用于飞行。这使得NASA不得不泯灭巨额经费订购大量的航天服,造成资源浪费。采取模块化的头脑后,航天服的订货量得以大幅减少,节流了有限的经费。

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美国水星筹划宇航服,图为戈登.库伯

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美国水星筹划的宇航服,图为约翰.格伦

“水星”筹划的航天服为舱内航天服,在X-15高空压力服的基础上改进而来。“双子星”筹划使 用的出舱航天服和“阿波罗”登月筹划中利用的出舱航天服为双重目的航天服,即既用于出舱活动,在发射和返回段也发挥救生航天服的作用。这重要是受到发射重量的限定,不得已做出的选择。在航天飞机和国际空间站筹划中,由于运载能力的进步,采取了舱内航天服和舱外航天服分开的方案。

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美国研发装备的部门航天服

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美国研发装备的部门航天服

五、美苏航天服研制单位与差别的管理模式

苏联航天服的重要研制单位是星星公司。其前身是为前苏联高速飞机乘组装备的重要生产厂家:918 厂。曾先后研制出高空救生全压服,高空飞行全压服、高空综合飞行服,歼击机飞行员全压服和轰炸机飞行员全压服等产品,在高空压力服研制方面有丰富履历。1959年,星星公司启动载人航天全压服的研制工作。苏联航天服的研制管理采取下达使命书的模式。第一试验筹划局为航天服的订货方,负责下达研制使命书,星星公司为航天服的承制单位。

与苏联差别,美国航天服的研制采取召标模式。NASA负责拟定招标邀请书,有意向的公司单独大概联合其它相助伙伴,提出筹划方案、制作原理式样的服装加入竞标。经NASA专家委员会评审后,确定中标方案。压力服、生保系统等可以分别由差别公司研制,NASA大概总承包商负责总体集成。美国航天服的重要研制单位有:B.F.Goodrich航空航天公司,DCC 公司,AiResearch公司,HS公司,ILC公司等。别的,美国空军也在航天服的研制中发挥了重要作用。

六、总结

苏联和美国航天服的研制工作都是独立开展的,不外厥后随着国际政治格局的变化,国际交 流与相助的增长,苏联与美国航天服的技术差异渐渐含糊。两个国家都经历了从舱内航天服与舱外航天服联合型航天服,到舱内航天服与舱外航天服分开的发展门路。早期由于受到航天器运载能力所限,舱内航天服与舱外航天服的组合实为不得已而为之。运载能力的增长, 为舱内航天服和舱外航天服单独配置创造了须要条件。

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美国发布的新宇航服

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模块化筹划的新宇航服,这是上半身的一部门

在今年的十月份,美国发布了新一代的航天服。从筹划思绪上来看,模块化的头脑表现的更加突出,并且可以为宇航员提供更机动的活动能力,为各种复杂航天使命的执行进一步提供了技术支持。并且采取了新的通讯技术,在以前,宇航员需要在头盔内里戴上一种叫“史努比帽”的头戴式耳机。“史努比帽”透气性差,会把宇航员捂的满头大汗,假如宇航员边活动边语言,收音还会变得断断续续。新的宇航服上内置了多个嵌入式智能麦克风,当宇航员语言时会自动捕获声音,不管是和舱外队友、舱内同事、还是指挥部联系都会变得稳定清晰。

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新研发的宇航服装备了新的通讯系统


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