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航天服通過氣密軸承保證航天員隨意轉動

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 14:00:33 來源:一大把五金工具

我國航天員將於27日下午4時30分進行首次太空行走。這意味著,中國研製的“飛天”艙外航天服也將與出艙航天員一起暴露於太空中。航天員係統艙外航天服分係統主任劉向陽向我們解開艙外航天服之謎。

神七航天員出艙行走,艙外航天服是關鍵。中國艙外航天服名字叫“飛天”,一件重120公斤,不過上天之後就沒有重量的感覺了。劉向陽介紹,“飛天”艙外航天服單套價值高達3000萬元人民幣。但總體上講,我們的艙外服研製還是比較省錢的。艙外航天服可靠係數為0.997,可以支持4個小時的艙外活動……
  
“飛天”艙外航天服從2004年7月開始進入研製過程,到2008年7月,完成了所有的研製工作。劉向陽說,整個服裝的研製經曆了方案階段、初樣階段和正樣階段。整個過程中先後做了10多套艙外航天服。經過航天員試穿和相關的訓練,證明我們的“飛天”艙外航天服可以滿足神七任務的要求。
  
神七任務航天員出艙活動時間在半個小時左右,而“飛天”艙外航天服具備4個小時的出艙能力,還有1個小時的備用時間。實際做試驗時,可以達到的時間更長,但指標任務是4個小時。
  
“飛天”艙外航天服最高能達到2米,軀幹像盔甲,四肢像麵包,再背上1.30米的大背包……很像一件加厚、特大碼的羽絨服。服裝通體純白,從上到下依次是頭盔、上肢、軀幹、下肢、壓力手套、靴子。
  
艙外航天服從內到外分為6層:由特殊防靜電處理過的棉布織成的舒適層、橡膠質地的備份氣密層、複合關節結構組成的主氣密層、滌綸麵料的限製層、通過熱反射來實現隔熱的隔熱層、最外麵的外防護層。服裝的四肢裝有調節帶,通過調節上臂、小臂和下肢的長度,身高1.60米~1.80米的人都能穿上這套衣服。
艙外航天服軀幹的設計厚度為1.5毫米,鋁合金軀幹外殼上密集著各種儀器:電控台、氣液控製台、氣液組合插座、應急供氧管、電臍帶。僅十幾厘米見方的電控台裏,就有照明、數碼管控、機械式壓力表等9個開關,氣液控製台裏的閥門更是多達20多個。這完全就是把飛船的控製台整個搬到了航天員身上。難怪整套服裝的造價達到3000萬元人民幣左右!
  
劉(liu)向(xiang)陽(yang)說(shuo),艙(cang)外(wai)航(hang)天(tian)服(fu)是(shi)我(wo)國(guo)第(di)三(san)次(ci)載(zai)人(ren)航(hang)天(tian)飛(fei)行(xing)中(zhong)最(zui)難(nan)的(de)一(yi)項(xiang)技(ji)術(shu)。雖(sui)然(ran)都(dou)是(shi)航(hang)天(tian)服(fu),艙(cang)外(wai)服(fu)跟(gen)艙(cang)內(nei)服(fu)完(wan)全(quan)不(bu)一(yi)樣(yang)。艙(cang)內(nei)服(fu)隻(zhi)保(bao)證(zheng)壓(ya)力(li),但(dan)艙(cang)外(wai)服(fu)什(shen)麼(me)都(dou)要(yao)管(guan)。飛(fei)船(chuan)的(de)大(da)多(duo)數(shu)功(gong)能(neng),都(dou)要(yao)在(zai)艙(cang)外(wai)服(fu)裏(li)實(shi)現(xian)。可(ke)以(yi)說(shuo),艙(cang)外(wai)服(fu)就(jiu)是(shi)一(yi)個(ge)穿(chuan)在(zai)身(shen)上(shang)的(de)小(xiao)“航天器”。
  
總的來說,艙外服為航天員提供3方麵的保障。一是輻射、真空、微流塵等環境的防護;二是生命保障,也就是要保持一個適合人生存的氣體和溫度濕度環境;三是良好的功效保障,保證航天員穿著艙外服能開展維修器材等太空作業。

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重而不笨行動靈活
  
艙外航天服重量為120公斤,最高能達到2米,形體龐大。航天員穿上後,會不會變成行動困難的“巨無霸”?
  
答案是否定的。重而不笨、行動靈活,是“飛天”艙外航天服的一大特點。設計師們在上肢的肩、肘、腕和下肢的膝、踝(huai)等(deng)關(guan)節(jie)處(chu),使(shi)用(yong)了(le)氣(qi)密(mi)軸(zhou)承(cheng)。在(zai)軸(zhou)承(cheng)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia),航(hang)天(tian)員(yuan)的(de)手(shou)腳(jiao)可(ke)以(yi)隨(sui)意(yi)轉(zhuan)動(dong),同(tong)時(shi)能(neng)嚴(yan)格(ge)保(bao)證(zheng)氣(qi)密(mi)性(xing)。手(shou)背(bei)則(ze)用(yong)上(shang)了(le)可(ke)以(yi)翻(fan)折(zhe)的(de)熱(re)防(fang)護(hu)蓋(gai)片(pian),不(bu)僅(jin)能(neng)提(ti)高(gao)手(shou)指(zhi)的(de)熱(re)防(fang)護(hu)能(neng)力(li),還(hai)能(neng)保(bao)證(zheng)手(shou)指(zhi)的(de)關(guan)節(jie)活(huo)動(dong)性(xing)。
  
艙外用的手套,看上去特別厚實。把大拇指以外的4個指頭縫合在一起的話,有點像拳擊手套。手背為白色,手心和指頭是灰色的——密密麻麻的灰色橡膠凸粒,具有防滑和隔熱的作用。航天服雖然是“批量”生產的,手套卻是用國際上先進的“三維數字掃描”技術,為每位航天員量身定做的。
  
出艙活動主要靠手完成操作和“行走”,手套必須靈活,同時又得有相當的厚度以保證氣密性、隔熱性,這在材料與工藝上幾乎是矛盾的。科研人員經過無數次試驗,終於製造出了既安全又靈活的手套。“飛天”艙外服的手套靈活性國際一流,航天員能夠輕鬆握持直徑為25毫米的物體。
  
航天服的左臂上印著鮮紅的國旗,右臂上有兩個大字:“飛天”。劉向陽說,“飛天”的整體設計和各部件的設計、組(zu)裝(zhuang)都(dou)是(shi)中(zhong)國(guo)人(ren)自(zi)己(ji)完(wan)成(cheng)的(de)。這(zhe)套(tao)艙(cang)外(wai)服(fu)有(you)很(hen)多(duo)我(wo)們(men)獨(du)有(you)的(de)特(te)點(dian)。在(zai)關(guan)節(jie)上(shang),科(ke)研(yan)人(ren)員(yuan)巧(qiao)妙(miao)地(di)利(li)用(yong)了(le)仿(fang)生(sheng)結(jie)構(gou),使(shi)關(guan)節(jie)活(huo)動(dong)更(geng)自(zi)如(ru)。電(dian)控(kong)係(xi)統(tong)上(shang),“飛天”艙外服全部采用數字信號處理,顯示屏則采用了國際上最先進的OLED技術,使顯示器更大、更薄、更省電、更能耐受高低溫,顯示色彩更豔麗,以方便航天員查看。

  艙外航天服將留在太空
  
研yan製zhi艙cang外wai服fu是shi門men大da學xue問wen,穿chuan艙cang外wai服fu同tong樣yang不bu簡jian單dan。兩liang名ming航hang天tian員yuan需xu要yao先xian把ba雙shuang腿tui伸shen進jin航hang天tian服fu的de下xia肢zhi,臀tun部bu放fang在zai航hang天tian服fu的de背bei包bao沿yan上shang,然ran後hou關guan閉bi背bei包bao門men,把ba自zi己ji裹guo在zai龐pang大da的de航hang天tian服fu中zhong。
  
這個過程也就一兩分鍾。但之前的準備工作需要花不少時間:航天員在穿上貼身內衣以後,首先要穿一件能夠測量心跳、體溫的生理背心,接下來是防靜電的連體內衣,第四層是給人體散熱的液冷服,然後戴上通訊裝備,最後才穿艙外服。
  
穿衣服全程搬到天上,就更複雜了。雖然120公斤的重量在失重狀態下不會對航天員造成負擔,但在太空進行任何精細的操作都是很困難的。
  
劉liu向xiang陽yang介jie紹shao說shuo,飛fei船chuan發fa射she時shi,艙cang外wai服fu是shi打da包bao固gu定ding在zai軌gui道dao艙cang壁bi上shang的de,因yin此ci航hang天tian員yuan首shou先xian要yao啟qi封feng服fu裝zhuang,然ran後hou把ba各ge部bu分fen組zu合he成cheng一yi件jian完wan整zheng的de艙cang外wai服fu,再zai把ba淨jing化hua器qi、氧瓶、電池、無線電遙測裝置等可更換部件裝上航天服。進入服裝後,還要對服裝進行尺寸調整、氣密性檢查和全性能測試。一切正常,這才算“穿好”了艙外服。在“穿衣”的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong),執(zhi)行(xing)出(chu)艙(cang)活(huo)動(dong)的(de)航(hang)天(tian)員(yuan)與(yu)留(liu)在(zai)軌(gui)道(dao)艙(cang)的(de)航(hang)天(tian)員(yuan)互(hu)相(xiang)配(pei)合(he),一(yi)人(ren)操(cao)作(zuo)時(shi),另(ling)一(yi)人(ren)就(jiu)讀(du)操(cao)作(zuo)手(shou)冊(ce)並(bing)進(jin)行(xing)確(que)認(ren),以(yi)確(que)保(bao)所(suo)有(you)操(cao)作(zuo)萬(wan)無(wu)一(yi)失(shi)。
  
神七飛行結束後,手套將隨返回艙帶回地麵。由於體積、重量的限製,費這麼大勁兒穿上的艙外航天服,在完成出艙任務脫下後,這套價值3000萬元人民幣的航天服隻能留在太空了。

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