民居
[拼音]:hangtianfu
[英文]:spacesuit
保障航天員的生命活動和工作能力的個人密閉裝備。它能防護空間各種環境因素(低壓或真空、缺氧或無氧、高低溫、太陽輻射、微流星體等)對人體的危害。在太空真空環境裡,人體血液中含的氧氣會變成氣體,使體積膨脹。如人不穿加壓氣密的航天服,則會因體內外壓差懸殊而發生生命危險。航天服是在飛行員密閉服(或稱全壓服)的基礎上發展起來的多功能服裝。60年代初期,航天員穿用的艙內航天服,結構簡單。此後逐步向艙外用航天服發展。現代新型航天服具有液冷降溫結構,可供航天員出艙活動或登月考察。70年代研製成功全活動型航天服,在高值加壓下仍具有最佳活動效能,不需要吸氧排氣,航天員就可由座艙直接進入宇宙空間。航天服由頭盔、服裝、手套和靴子組成。
頭盔
分面窗型和全透明型。前者由盔殼、通風襯墊、面窗與開關機構、進食嘴與頸圈組成;後者由聚碳酸酯製成頭型整體,容積大、視野廣、氣密性好,但比較重。二者均通過頸圈與服裝連線。面窗在平時可隨意啟閉,緊急時可在數秒鐘內自動或手動關鎖。全透明頭盔平時不戴,緊急時迅速戴上。艙外活動時,另有防護罩,以防護高低溫和微流星體。防光玻璃能保護視網膜免受從紫外至紅外波段的電磁波傷害。
服裝
艙外用的航天服由外罩、真空隔熱遮蔽層、氣密限制層、通風結構和液冷服組成。
(1)外罩:具有保護氣密限制層、防火、防微流星體和防太陽輻射的功能。速度為1~1.5公里/秒、重量為1×10-6~1×10-4克的微流星體能擊穿一般的防護層。因此航天服外罩通常採用多層防護層,包括鍍鋁聚醯氨薄膜(2層)、玻璃布、玻璃紗網(2層)、達可隆紗、聚酯薄膜(5層)和氯丁橡膠尼龍布。
(2)真空隔熱遮蔽層:用於防護過熱或過冷的侵襲。月球表面晝間溫度為+130°C,夜間為-160°C。登月服必須具備良好的真空隔熱遮蔽層。它由7~8層遮蔽板組成,板間抽真空,減少傳熱。遮蔽板用金屬箔片或表面鍍鋁塑料薄膜製成。
(3)氣密限制層:用於使服裝內保持規定的大氣環境,保護航天員免受真空環境的危害。限制層是承壓結構,選用強度高、伸長率低、漏氣量小的特製材料(如膠布)製成。限制層的關鍵技術是關節的活動效能。服裝充氣後,衣面被拉緊,很難彎曲。已試製的有波紋管型、網狀限制型、氣密軸承轉動型和等容結構型等多種型式的關節結構,在成形工藝上有縫紉成形的軟胎結構和模壓成形的硬胎結構。其中以等容結構、混合成形(軟胎和硬胎相結合)的服裝活動效能最佳。
(4)通風結構和液冷服:用以排除多餘的熱量、水汽、二氧化碳等廢氣,確保航天員吸入新鮮空氣(或氧氣)。服裝內部有通風管道,具有一定溫度、溼度和速度的氣體由管道中通過,調節服裝內氣溫。當航天員產熱量超過1.26~1.46兆焦/時或300~350千卡/時(空間活動時),通風結構的服裝已不能滿足要求,必須採用液冷服。液冷管道通常為20~80條,總長可達80~120米,沿軀幹、肢體緊密排列,可根據需要確定氣冷與液冷的適當比例。
手套
手指血液迴圈差,散熱面積大、汗腺分佈密度大,因此要求手套具有良好的通風和隔熱保暖效能。處在加壓狀態的手套,其指端必須與航天員手指緊配,以保證手指靈活動作。它的結構設計與服裝氣密限制層相似,但難度大。手套與衣袖通過腕部斷接器連結,確保脫戴方便,手腕可隨意扭轉。
靴子
腳趾與手指的生理特點相似,但無活動要求。靴子通常有 3種類型:靴子與服裝氣密限制層連成整體;靴子與服裝通過斷接器連線;穿在服裝氣密限制層外面的套靴。
航天員出艙外活動時,必須穿著航天服,航天服與行動式生命保障系統連成閉路迴圈系統,維持規定的氣體環境。全套航天服在地面重達30~40公斤,但在太空中因處於失重狀態,航天員穿著沒有笨重感覺。
參考書目
南京航空學院等編:《航空個人防護裝備》,國防工業出版社,北京,1982。