第23章 預防失重的防護服(1 / 1)

在航天活動中,預防宇航員失重的服裝防護服大致有兩種,即加載式防護服、負壓式防護服。

加載式防護服

加載式防護服的功用在於給人體支撐組織及骨骼肌肉施加載荷。

在大、小腿處於平均生理夾角的狀態下,加載服可給人體支撐—行走組織施加達體重50%的載荷。據資料表明,“企鵝”型加載式防護服是由帶有拉緊機構的連身衣和皮鞋組成。彈性元件選用橡皮繩(阻尼)。而橡皮繩的鬆緊借助帶子調整。

為了給小腿肚及足部肌肉加載,“企鵝”服配套皮鞋的頭部套有馬鐙,服裝質量約25千克。

預先調整好的“企鵝”型加載服可自行穿脫。這種服裝有良好的衛生性能,可作為日常服裝穿用。向肩部及腰部傳輸載荷的部位襯有墊子,這便有利於應力的均勻分布。擦傷和紅腫的可能已壓縮至最低。

對這類服裝的基本要求之一就是彈性件的張緊程度要便於調節,也就是說機體支撐和肌肉組織的張緊度可依照宇航員的願望以絕對值調節,也可按身體部位或肌肉群隨意調節。

由於身體的上、下兩部習慣的靜載荷有著很大的不同,這種服裝的腰部起著重要的作用。其上緣與軀幹阻尼器相連,而下緣與腿阻尼器接在一起。在腰部收緊的情況下,可分別調節上、下兩部的張緊度,甚至使軀幹載荷為零而把下肢載荷調至最大。屈肢和伸肢的載荷也可在寬廣的範圍內調節,調節帶部位要容易夠著。

既然主阻尼器全是成雙配對的,那麼不管下肢的各個部分處於哪一種狀態,也就是說不管膝部關節處於什麼角度下,都可以達到力的平衡狀態,而加於骨骼的載荷都是恒定的,與這些角度無關。

試驗結果表明,“企鵝”型加載式防護服可使運動動能增長1~2倍。

負壓式防護服

負壓式防護服的用途是在人體下半部四周建立負壓,並對其支撐—肌肉組織以縱向載荷,以防其在長時間失重作用下發生障礙。

“聯盟”號上用的負壓式防護服為“鳳頭麥雞”型,做成氣密褲的形式,褲腰部分具有剛性。

褲腿的波紋管式外殼係用不透氣織物製作。外殼內的若幹金屬環用以防止褲腿在建立起負壓時收縮。波紋管式的皺褶有助於外殼沿軸向收縮,同時給人體支撐—肌肉組織施加載荷,褲腿與鋁合金製的鞋子相連。

而腰部裝有氣密“圍腰”、編織帶和儀表。圍腰係用塗膠布製作,用腰帶貼身地係在宇航員身上。儀表有真空度調節器(節流機構)、真空(安全)活門和真空度指示器。

衣內真空度(負壓)由裝有真空泵的便攜式裝置提供。真空泵由電機驅動,艙內空氣通過真空度調節器進入服裝,再由衣內流入泵體,而後排入環境,從而在衣內建立真空度,同時實現通風換氣。

旋緊節流機構的帽蓋可使服裝耗氣量減少,而衣內真空度增加。給下身建立負壓的服裝在結構上有許多長處,比作用相同的固定(容積)囊要好。這種別具一格的服裝可按預防心血管變化的要求延長減壓時間。宇航員穿上這種服裝,再以電纜與飛船的機載係統連接,而纜長隨意。所以,宇航員幾乎保有在軌道站內到處移動的自由,可以采取各種不同的體位來行使自己的專業職責。而該服裝的結構足可保證它能長期使用。

在衣內建立負壓之後,隻要波紋部分折緊或橡皮繩拉緊即可產生出力量,作用在身上。

在衣內建立負壓可產生一種頭向上轉身的感覺。促成這種感覺的不僅是壓力的重新分布,而且還有在腳掌上出現的壓力。在用飛機模擬的重力狀態下,重力防護服工作後,總是覺得足部所在之處為下方。

作用在身上的壓力與衣內真空度成正比。真空度約66千帕(50毫米汞柱)時,作用在身上的壓力等於450~550牛頓。此時,腿部移動困難,其動能顯著增長。然而靜息狀態下,當真空度在40千帕以下時,動能的消耗並不發生變化。知識點背包裝置背包裝置又被稱為便攜式生命保障係統,主要由氧源(氣瓶)和供氣調壓組件、水升華器和水冷卻循環裝置、空氣淨化組件、通風組件、通信設備、應急供氧分係統、控製組件和電源、報警分係統、遙測分係統等組成。它能夠為航天員提供呼吸用氧,並控製服裝內的壓力和溫度,清除航天服內二氧化碳、臭味、濕氣和微量汙染。當航天員出艙活動時,將背包裝置與艙外航天服配套使用,可以保證航天員在艙外活動長達8~9小時之久。