宇航服有哪些功能

宇航服有哪些功能

整体上看，宇航服有五个功能：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。
航天服从功能上看，航天服有舱内航天服和舱外航天服两种；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。



扩展资料：
舱内压力服，主要用于飞船的上升和返回，包括重要的变轨期间，涉及到航天员能够提供一个自身小循环系统的安全保证。舱内压力服，光是一幅手套就有500多道工序，生产一套这样的航天服大概需要十几万元人民币。
航天员进入到轨道舱要换上舱内工作服，是在轨飞行的主要的服装。舱内工作服是航天员在飞船入轨后正常飞行时，脱去舱内压力服后穿的副准，舱内工作服一般来讲造型简洁，易于航天员在狭小的空间内穿梭。方便于在舱内的活动和工作。
舱外压力服适用于出舱活动，个头比较大，功能更完备，是一个独立的小循环系统，能支持舱外独立飞行的条件。其实舱外压力服就是个小型的载人航天器，重量约120公斤，在太空当中由于一切是处于失重状态，所以航天员照样可以轻松行走，一套舱外压力服高达上千万美元。
参考资料来源：百度百科-航天服
参考资料来源：人民网-航天服分为三种 一套舱外压力服高达上千万美元

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，一般用白色或金黄色为好。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。 神七航天服全面解析 航天员所穿的航天服按照功能可分为舱内用航天服和舱外用航天服。舱内航天服也称应急航天服，当载人航天器座舱发生泄漏，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。航天员一般在航天器上升、变轨、降落等易发生事故的阶段穿上舱内航天服，而在正常飞行中则不需要穿着。 杨利伟、费俊龙和聂海胜所穿的就是舱内用航天服。而由于神舟七号要实现太空行走，执行舱外任务的航天员所穿的舱内用航天服将接受更大的考验，所以在研制上需要实现更多的技术突破。 舱外航天服是保证航天员安全、有效完成出舱活动的重要手段。其基本功能是保护航天员不受宇宙空间恶劣环境的影响，并为航天员个体提供赖以生存的微环境。随着载人航天科学技术的发展，航天员出舱活动越来越频繁，出舱活动的时间也越来越长，对舱外航天服的设计提出了更高的要求。 舱外宇航服外层防护材料是其成型的关键所在，它应具备舱内服所不具备的防辐射、防紫外线、抗骤冷、骤热等功能。因为出舱的航天员可能会遇到向着太阳的一面是200多摄氏度高温、背着太阳的一面是零下摄氏度的低温。这种骤冷、骤热的变化必须要使用特殊的材料及防护层。 我国自主设计的舱外航天服能使宇航员免受太空微流星体撞伤，并能过滤一定程度的辐射。 不但隔热要好，还要能散热 为了应付极端变化的温度，大多数航天服都会用许多层纤维去隔热，并再用能够反射光的布料覆盖着最外层。在呼吸作用中，每个人都会产生热，因此每当宇航员在进行工作时都会产生大量的热。如果这些热不除去，皮肤便会产生大量汗水并覆盖着头盔，宇航员会因此严重地脱水。 航天服里有风扇或水冷式的布料去除过量的热。还有一件由一系列的尼龙及弹性人造纤维并由胶管交织成的“长内衣”。由航天服背部或经由管道从太空穿梭机中送出的冷水会流过这些胶管除去宇航员制造的过量的热。 通讯传递系统不可少 航天服上有个纤维罩，包含了免提装置的通讯用的麦克风及喇叭，配合宇航服中的传输器及接收器，可以使宇航员与地面控制中心及其他的宇航员通话。 自主动力系统要求高 它还能产生助力，使宇航员在太空穿梭机外能自由行走。在这一方面，美国的宇航服做的最好。他们的舱外宇航服有以气体推动的操纵杆装置，每当宇航员要向某方向移动时，相应位置便会喷出气体，使宇航员移动。这装置提供的最高速度为每秒三米。 输送养料排泄废物 每次太空漫步都会维持很长时间，而身体会不断制造尿液，如果走进太空穿梭机中的洗手间，会把太多时间浪费在平衡太空穿梭机与航天服的压力程序中。因此航天员都会穿上一块吸收尿液及排泄物的布。当工作完成后，这块布便会被弃掉。 航天员需要的食水被放在一个胶袋中。胶袋可容纳1.9公升的食水，由航天员嘴边的一条小管及饮管连接。胶袋有一个可放置壳类食物棒的长孔供正在进行太空漫步的宇航员进食。 在航天服这个密封的空间中，如不除去二氧化碳，那它的浓度会上升至危险程度，令宇航员死亡。空气首先会进入一个装有木炭的盒子除去臭气，接着便会进入过滤二氧化碳的部分，随后，经过一个风扇，在纯化器被除去水蒸气后再回到水冷系统。空气的气温维持在12.8摄氏度，航天服上的转换装置可提供长达7小时的氧气供应及二氧化碳的去除。

据介绍，神六宇航服总造价在300万元左右。从外观来看，这套白色的宇航服包括压力服、头盔、手套和靴子。这套宇航服属于舱内服，是宇航员在飞船内所用。其最重要的构成部分是压力服，包括了内衣裤、保暖层、通风散热层、真空隔热层等。其作用是在飞船座舱泄漏和气压突然变低时保护宇航员的生命安全。 宇航服是真正的高科技产品，据说每件的价格都在300万美元以上。因为它的作用不仅仅是为了保暖，抵御太空中的高温和低温的急剧变化，它还要有加压、充气、防御宇航射线和微陨星袭击的功能，此外还要解决通信、机动(帮助宇航员太空行走)及生命保障系统等方面的需要。所以宇航服的结构十分复杂。 宇航服的设计者们把宇航服制成多层的套服，一般至少有五层。 与皮肤直接接触的贴身内衣层又轻又软，富于弹性，勇气传热，褶缝越少越好；内衣上还常安有辐射剂量计，以监测环境中的各种高能射线的剂量，避免宇航员误入危险的高辐射区。它还配备有生理监控系统的腰带，可测定心率，体温等生理情况。 第二层是液温调节服，衣服上排列有大量的聚氯乙烯细管，调节温度的液体通过细管流动，并由背包上的生命保障系统来调节控制液体的温度。宇航员可用手选择三个档次的温度——27摄氏度、18摄氏度和7摄氏度。 第三层是有橡胶密封的加压层，层内充满了具有相当一个大气压的空气，以保障宇航员处于正常的压力环境下，不致因压力过低而危及生命。 第四层是一个约束层，它把充气的第三层约束成一定的衣服外形，同时也协助最外一层抗御微陨星的袭击。 最外层通常用玻璃纤维和一种叫“特氟隆”的合成纤维制成，它们具有很高的强度，足以抵御像枪弹一般的微陨星的袭击；另外还加有可吸收呀遮挡部分宇宙射线的防辐射层。 宇航服一般都很重，为便于宇航员的行动，各个重要的关节部位都要求有较高的灵活性，常需加设特别柔软的护垫。 如此复杂的结构，技术要求十分高，所以宇航服成了世界上最昂贵的服装，这种服装不仅昂贵青天十分笨重，对宇航员来说，宇航服仍是一个沉重的负担。据说第一个穿上宇航服进行太空行走的前苏联宇航员列昂诺夫，虽然总共只穿了12分钟，就被轻得汗流浃背。而头一个登上月球的美国宇航员阿姆斯特朗则抱怨说：“我有一半精力花在对付笨重的宇航服上。”

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