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【新博会·涨知识】新材料助力的“价值连城”的飞天舱外航天服,到底能有多炫酷?
黑龙江省博览发展促进中心微新闻   发布日期: 2021-09-02  

前几日

中国神舟十二号宇航员两次出舱成功

作为航天员出舱的重要保障

他们身穿的航天服

在太空中格外醒目

▲两名航天员太空互拍

 

▲神舟十二号航天员聂海胜出舱

 

▲航天员舱外“高空作业”ing

 

今天我们来揭秘下

太空出舱“炫酷神器”:

中国第二代“飞天”舱外航天服

世上最昂贵的“衣服”

舱外航天服,它相当于一个独立的“小载人飞船”,造价十分昂贵。据报道,中国第一代“飞天”舱外航天服一套造价高达3000万人民币 

美国曾为航天飞机项目研制的舱外航天服共15套,当时单价为1500万美元,如果考虑几十年来的通货膨胀,其单价相当于现在的1.5亿美元。舱外航天服真不愧是世界上最昂贵的“衣服”。 

中国第二代“飞天”航天服

中国新一代“飞天”航天服

带来了什么惊喜?一起看看 

穿起它只需约3分钟

该航天服重量高达130公斤,内部压强也有0.4个大气压。如果按常理推断,这么笨重臃肿的衣服肯定是很不好穿的。

然而,第二代“飞天”舱外服可以满足1.6~1.8米身高的航天员穿着使用,它在适体性上采用一对多设计,一套航天服可通过调节尺寸满足所有航天员适体穿着的需求。 

另外,穿脱起来也十分方便快捷。地面试验时,人们穿起它只需要约3分钟,最多也不超过5分钟

据报道,第一代“飞天”舱外服最多只能支持航天员在舱外活动4个小时,只能重复使用5次。而第二代“飞天”舱外服具有支持航天员8个小时舱外工作的能力,还支持1.5小时额外时间和返回时间半小时,重复使用次数也提高到15次

 

内部有6层结构

✔该航天服最里层是特殊防静电处理过的棉布织成的舒适层以及尿液收集装置;

第二层是散热的液冷通风层,也是备份气密层;

第三层是复合关节结构组成的可以加压的主气密层;

第四层涤纶面料的限制层,用于限制加压气密层向外膨胀;

第五层是通过热反射来实现隔热的隔热层,可以应对舱外巨大的温差变化;

最外面便是外防护层,由多种纤维复合织物制成,面料柔软,耐穿耐磨耐腐蚀,还能防辐射。

 

这六层结构可以实现真空防护、高低温防护和辐射防护、供氧保暖、压力调整等功能,保证航天员在舱外免受外部环境侵害,得以保障生存和执行任务。

面窗组件,非常关键!

航天服最上面是一个头盔,面窗是四层的结构,两层是压力面窗,中间是充氮,它可以起到隔热和防结雾的作用。

据了解,从神舟七号到神舟十二号飞船,航天员使用的出舱宇航服头盔面窗和相关塑料件都是由郑州大学的团队所研制。

 

郑州大学橡塑模具国家工程研究中心执行主任刘春太介绍,出舱航天服面窗组件是航天员在外太空活动时观察外界的窗口,要给航天员提供一个清晰良好的视野,作为航天服最薄弱的环节,面对巨大的气压,面窗有任何裂纹都会让航天员面临生命危险。

 

 

 刘春太教授表示:“特别是这个出舱面窗,我们面临非常苛刻的太空环境,比如说正负200度(的温差),另外就是辐射、高速的冲击等等。

这些都对我们整个制造过程带来极大的困难。包括我们要对它进行爆破的模拟,对它冲击的模拟,对它热辐射的模拟,同时对我们成型的品质,也提出了更高的要求,确保航天员的安全。

还有“小龙虾”设计?

同时,航天服采用人性化设计。为了保证航天员操作的灵活性,在臂轴承、腕轴承等主要关节处采用了轴承设计,并可以为每位航天员量身定做。

说出来大家或许不信,航天服关节处的设计,竟然和我们日常见到的小龙虾有关

为了平衡防护强度和灵活性,工程师从龙虾尾部的层叠结构中得到了灵感,利用仿生学原理设计了一种类似的结构,既保证了强度,又满足了出舱活动的需要。

小编口水都流到键盘上了!

(难道只有小编吃饭时,只知道真好吃真好吃?!!!而工程师吃小龙虾就能发现背后的原理呢?) 

新一代飞天舱外航天服无论是原材料、设计,还是确定实验方案、验证总结再改进,都是自主研发。航天服内的90多个关键部件,完完全全都是中国产的。此外,第二代“飞天”航天服,还做了许多改进,就不一一赘述了

出舱

是一场冰与火的刀尖舞蹈

充满着危险与未知

1965年,第一个出舱活动的航天员列昂诺夫

由于错误地估计了舱外的真空环境

他身上的航天服膨胀起来

无法进入气闸室

只能手动降低了航天服内的气压

到一个比较危险的水平

最后才勉强入舱

2008年神舟七号也经历了一些波折

在太空无比复杂的环境中

我们无法预知下一秒会发生什么

但无数科技工作者用新材料与技术

为航天员筑起一道又一道屏障

神舟十二号计划9月中旬返回

期待平安凯旋! 

温馨提示

新材料届的"盛会"——第六届中国国际新材料产业博览会(以下简称新博会)将于10月9日至11日在哈尔滨国际会展体育中心举办。

第六届新博会展览面积2.3万平方米,设置1100个国际标准展位,邀请国内知名新材料大企业、高端和专用装备制造企业、先进材料生产企业、材料工艺设备技术和科学器材及实验室设备企业,高等院校、科研院所、重点实验室、行业组织以及国际及港澳台地区相关企业参展。

邀请中外新材料领域专业观众、买家、采购团参会,邀请国家有关部委领导和行业协会负责人、有关国家驻华使节、国内有关大企业负责人参会。

第六届展会将展出先进基础材料、关键战略材料、前沿新材料、新材料产业发展的重点专用装备、新材料产业发展的重点工艺技术创新成果五类展品。

第六届展会采取“线上+线下”方式展示新材料产业发展成果。线下展览按照统一组展与专业布展相结合原则,设主展区、主办省(黑龙江)和主宾省(广东)展区、主宾企业展区、地方展区。线上展览设置云展厅和云会议功能。

 第六届中国国际新材料产业博览会倒计时37

 

期待您的参与


 

 

 
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