载人航天器故障特点及其诊断技术的研究展望

载人航天飞行是一项耗资巨大、变量参数很多、非常复杂的系统工程,保证其安全、可靠是进行航天器设计时必须考虑的重要问题。经过近40年的发展,其技术水平取得了很大的进步,载人航天器性能及可靠性也有了极大提高,并逐渐趋于成熟。但是追踪国外已公布的飞行试验结果发现,尽管设计人员尽心尽力,一再力     

载人航天中人的可靠性问题及研究进展

一、问题的提出前苏联航天员加加林进行首次太空飞行以后,已有越来越多的人进入太空。人在航天中的作用可以概括为:大多数情况下,能承担各种类型的工作,处理意外事故。因而考虑航天员在太空飞行中的作用,可以发挥整个系统的最大效能。当系统的硬件部分     

国际空间站在轨工效学试验的研究进展

国际空间站是当代规模最大的航天工程,也是涉及国家数量最多的大型国际航天合作项目。经过美国和前苏联多次载人航天飞行经验证明,人在太空飞行条件下不但可以很好地生存,而且还能进行各种操作,完成多种飞行任务。例如,随着载人航天技术的发展,美国航天员阿姆斯特朗和斯科特于1     

空间站在轨维修操作复杂度评价及试验验证

在轨维修是维持空间站在太空特殊环境安全运行的必要手段,太空特殊环境和空间站结构特点决定了空间站在轨维修任务的复杂度。在轨维修操作复杂度关系到空间站维修方案的优化、维修计划的制定、货运飞船的安排、航天员培训和空间站可维修性设计。然而,针对空间站在轨维修操作复杂度的评价研究较少。因此,提出了空间站在轨维修操作复杂度的概念,考虑了维修固有复杂度和外部影响因子2个方面,基于信息熵理论建立了复杂度评估模型。固有复杂度包括维修操作逻辑、维修动作规模、维修人机界面和维修操作知识,并借助信息熵完成以上4个方面的量化;外部影响因子包括操作空间、有无维修工具、时间压力、视觉遮挡和航天服影响,并利用分级打分制予以量化。为验证模型的有效性,基于地面模拟舱开展了12类产品维修验证试验,采集了受试者的维修动作及时间。实验数据分析表明,提出的模型能够较好地预测产品的维修耗时（相关系数为0.82）,并能较为合理地对空间站在轨维修操作复杂度进行量化分级。为在轨维修的开展、维修方案的评价、航天员乘组训练与安排和空间站设计更改提供方法指导。      

阻拦着舰过程中飞行员颈部的损伤分析与预测

针对舰载机飞行员在阻拦着舰过程中因受到较大的阻拦载荷而导致颈部疼痛发病率较高问题,采用有限元方法开展了持续过载条件下飞行员颈部的生物力学响应研究。基于CT扫描图像,运用Mimics对头部及C1-T1椎体进行三维重建,利用Geomagic Studio进行曲面构型,运用Hypermesh和ABAQUS建立有限元模型,并在ABAQUS中计算各椎体及软组织的应力应变情况,结合损伤评价判定准则——NIC和N_ij对飞行员颈部损伤情况进行分析和预测。结果表明:有限元模型动力学响应与静态和动态实验结果基本吻合,验证了模型的准确性和建模方法的可行性;关节囊韧带拉伸较其他韧带更长,易造成拉伤或松弛,长期训练会造成韧带受损、椎间盘突出和颈椎失稳等疾病;C4-C5椎间盘的应力均值大于C5-C6椎间盘,因此,该部位更容易造成损伤,应强化保护;颈部危重及以上损伤的概率仅为6.07%,即造成椎骨和脊髓损伤的可能性很小。研究结果可为飞行员颈部保护装置、对抗措施和飞行训练方法的设计与改进提供理论支撑。      

载人航天器系统防操作失误设计分析

载人航天中任何人为操作错误都会对载人航天器系统和航天员的安全构成威胁。文章对载人航天器系统中人的操作特点进行了论述,并对保证载人航天器安全而进行的防操作失误设计问题进行了探讨。在此基础上,提出了进行载人航天器系统防操作失误设计的方法以及提高航天员操作可靠性的措施。     

乘员绩效的工效支持（续）

工作站 工作站被定义为包含描述信息的方法、控制台和控制器、座位和操作者执行任务所需的其它设备的空间。工作站设计必须考虑操作者任务的特定内容（结构和算法）；操作者的人体测量学、生物力学、心理和生理特性；卫生标准和规范；安全：技术美学。     

虚拟人体建模技术及其在载人航天中的应用(下)

三、应用领域显而易见,虚拟人体在载人航天中的应用主要是用于载人航天器系统的人-机界面方案设计的评价或者航天员在失重环境下完成任务时的动作编排、设计与训练,具体有:(1)航天器人-机界面的设计。如前所述,航天员是整个载人飞行器系统的核心,是控制者与决策者。系统的设计与环境因素的确定必须满足航天员的生活与工作要求。通过嵌入虚拟人体,可以完成空间布局与航天员的匹配性、视域航天员的视域分析以及对控制器设计的工效学仿真评价。例如,在进行空间布局与航天员的匹配性仿真评价时,由于必须充分考虑人的使用特点及任务需要,就可以设…     

载人航天过程中人的可靠性研究

从失误分析、理论研究及可靠性预测三方面详细分析了人的可靠性研究现状 ,在此基础上 ,指出其未来主要的发展方向与手段。最后 ,认为必须从人、机、环境三个方面进行综合考虑来提高航天员的可靠性。     

载人航天器空间交会对接过程中人的作用

一、交会对接的控制模式航天器空间交会对接技术是实现空间站、空间平台等大型载人航天器在轨装配、回收、补给和维修服务等高级空间操作的先决条件，具体地说，对交会对接的任务需求可归纳为下述几个方面：１大型空间机构的在轨组装，增加或更换空间站的舱段；２定期为永久性空间站和空间平台加注燃料，补充给养、器材和原材料。３更换陈旧或失效的有效载荷、实验仪器和生产设备，并回收产品。４执行空间维修和救援任务。一般而言，它包括两个相互衔接的空间操作：空间交会和空间对接。所谓交会是指航天器之间在轨道上按预定要求相互接近的…