中性浮力和失重环境人体运动仿真比较研究

为了模拟失重状态,航天技术发达的国家都建立了用于航天员出舱活动训练的中性浮力水槽。但与太空失重环境相比,水中存在的水动阻力会导致两种环境下人体运动反馈的差异性。基于ADAMS多体动力学仿真软件,按照“飞天”舱外航天服的质量分布,建立了着舱外服人体动力学模型。利用此模型仿真比较了水下和失重环境中肘关节屈伸、肩内收外展、肩矢状面内运动时人体躯干的动力学反馈,发现水下环境中模型躯干的转动速度峰值和平均值均较大。研究结果已应用于神舟七号载人飞行任务出舱活动航天员训练,建立的航天员人体动力学模型可应用于我国未来空间站任务出舱活动仿真分析。     

中共中央 国务院 中央军委关于授予翟志刚同志“航天英雄”刘伯明、景海鹏同志“英雄航天员”荣誉称号并颁发“航天功勋奖章”的决定

(2008年11月6日)2008年9月25日,我国航天员翟志刚、刘伯明、景海鹏同志乘坐神舟七号载人航天飞船成功进入太空,在顺利完成空间出舱活动和空间科学实验任务后,于9月28日安全返回地面。这次载人航天飞行圆满成功,实现了我国空间技术发展具有     

重大跨越 伟大壮举——神舟七号载人航天飞行任务综述

2008年9月25日至28日,我国航天员翟志刚、刘伯明和景海鹏经过68小时27分钟的太空飞行后胜利返回祖国大地,工程完成了"准确人轨、正常运行,出舱活动圆满、安全健康返回"的任务目标,神舟七号载人航天飞行获得圆满成功。2008年11月7日,中共中央总书记、国家主席、     

短期低压低氧下莴苣的气体交换、超微结构和抗逆特性

为探索低压低氧环境中培养植物的可行性,研究了短期低压和低氧对莴苣气体交换、叶片超微结构和抗逆特性的影响。将莴苣植株(25天株龄)在两种总压(101 k Pa和30 k Pa)和三种氧分压(21 k Pa、6 k Pa和2 k Pa)条件下进行了1小时和24小时平衡处理。发现短期低压和低氧均未影响莴苣植株生物量、根冠比、含水量和大部分矿质养分含量;短期低氧(6 k Pa或2 k Pa)提高莴苣叶片光合速率,增加可溶性糖和丙二醛的含量,但降低暗呼吸速率,并且2 k Pa氧分压导致线粒体变形和蒸腾速率下降;短期低压处理(30 k Pa)增加暗呼吸速率和蒸腾速率,减少可溶性糖和丙二醛的含量。研究表明,莴苣可以在短期低压低氧环境中生长,但短期低氧(6 k Pa或2 k Pa)造成莴苣逆境胁迫,而低压(30 k Pa)能够提高其抗逆性。     

载人月球探测任务大气环境压力制度设计与试验验证

针对载人月球探测任务连续出舱需求,综合人体生理学和工程技术要求,兼容国内外当前在用的舱外服压力体制,提出双服压、低服压压力制度建议,以实现连续每日出舱。对压力制度安全性进行试验验证,选取19名健康志愿者,分为4组,其中15名男性志愿者平均分为3组,4名女性志愿者分为1组;利用密闭实验舱模拟载人月球探测任务全包络压力环境,开展了7轮次、每轮次为期9 d、连续4 d、每日8 h全负荷模拟出舱活动的密封舱试验。试验结果表明：2种压力制度方案均无减压病发生,也未观测到回心血流气泡,能够有效防护减压病。     

《载人航天》2009年度刊发优秀论文评选结果公布

<正>经《载人航天》编委会审定,以下12篇获奖文章为《载人航天》2009年度刊发优秀论文:一等奖:《神舟七号航天员出舱活动总体设计与飞行实践》,发表于2009年第2期,作者:陈金盾、刘伟波、陈善广。二等奖:《航天测控通信新体制研究》,发表于2009年第1期,作者:钱卫平。三等奖:《载人运载火箭迭代制导方法应用研究》,发表于2009年第1期,作者:吕新广、宋征宇。三等奖:《航天发射一体化仿真训练系统》,发表于2009年第2期,作者:陆晋荣、樊忠泽、聂冲。三等奖:《载人深空飞行返回再人策略研究》,发表于2009年第2期,作者:闵学龙、潘     

大型低轨道载人航天器电位主动控制

采用高电压太阳电池阵供电系统的低轨道(LEO)大型航天器会收集周围空间环境电子电流,使其被充电到较高的负电位,从而对航天器交会对接和航天员出舱产生严重的危害,因此对这种航天器表面电位进行主动控制可有效降低航天器运行风险和保障航天员安全。采用地面模拟试验的方法,利用空心阴极等离子体接触器发射电子的手段,模拟太空环境下对带负电航天器表面电位进行有效控制。研究结果表明,最小工质流率大于4.0 sccm时空心阴极发射的电子电流可以抵消航天器吸收的电子电流,实现航天器电位的自适应控制,将航天器表面电位钳制在20 V之内;且随着氙气流率的增加,钳位电压会更小。这一方法将有效避免航天员出舱活动和航天器交会对接时的放电危险,对中国航天器带电效应防护具有很重要的意义。     

载人登月的航天医学工程问题

载人登月与近地轨道载人飞行相比,将会遇到许多新的医学、心理学、工效学、登月服技术等医学工程问题。研究和解决这些问题是航天医学工程发展的重要任务。结合美、俄载人登月和月球居留的研究情况,重点分析载人登月与月面舱外活动中人的工作能力、压力制度选择、乘组组成、航天员选拔训练、航天员医监医保、心理健康维护、营养食品保障、环境医学和工效学、登月服技术等医学工程问题及解决思路,提出下一步研究的方向和重点。     

负荷运动和低压环境暴露对人体吸氧排氮效率的影响

针对与航天员出舱活动吸氧排氮方案关系重大的负荷运动和低压环境对吸氧排氮的影响问题,以7名健康男性青年(年龄18~22岁,身高173.8±4.2 cm,体重72.3±5.3 kg)为被试,进行了19人次实验;分为安静对照组(CN组,7人次,受试者安静坐位吸纯氧3 h)、20 W运动组(20 W组,6人次,受试者脚踏自行车吸纯氧连续2.5 h,自行车功率设置为20 W,速率为60 r/min)和3 km低压组(3 km组,6人次,受试者在低压舱模拟3 km高度安静坐位吸纯氧3 h)。分别测试和计算肺通气量、呼出气氮浓度、排氮速率和累积排氮量。实验发现:与CN组相比,20 W组和3 km组的排氮速率均在吸氧排氮期间前105 min有所增加,部分时间点增加显著;20 W组累积排氮量在吸氧排氮前120 min增加显著,3 km组的累积排氮量在吸氧排氮各时间段均显著增加;与3 km组比,20 W组的排氮速率和累积排氮量均无显著性变化。实验说明负荷运动和低压能有效提高吸氧排氮效率。     

差压式空间站在轨泄漏监测技术研究

研究空间站在轨泄漏监测技术是载人航天器在轨检测和安全防护技术的重要组成部分,对保证航天员的生命安全具有十分重要的意义。以差压传感器为核心,建立舱体内置式非对称基准物的原理样机,经过压力变化检漏及不确定度评定分析和模拟泄漏检测实验得出该方法的检漏灵敏度及其泄漏监测的可行性和有效性。研究结果表明,差压式空间站在轨泄漏监测技术精度高,其4 h检漏灵敏度约为2.5×10~(-3)Pa·m~3/s,可检约10~(-2)Pa·m~3/s以上的泄漏,方法可行,检测有效,可为后续工程研制提供参考。     

基于全景光学的EVA航天员视场拓展技术研究

面向航天员出舱活动对视场拓展系统的需求,对现有环带全景透镜(PAL)通光孔口径小,成像质量受限等问题进行了讨论。使用ZEMAX光学设计软件,为环带全景系统设计了一种带有双非球面的PAL透镜,以及相应的全球面后继转像透镜组,完成了对现有PAL光学系统的改进。最后对光学系统的成像质量与杂散光进行了评估,结果表明系统可满足设计要求。     

神奇的“微小加压舱”

高空飞行密闭服(简称密闭服)是一种带密闭头盔的密闭飞行服装,由不透气材料制成。它把人体与周围空间完全隔绝开,就像在飞行员的周围造成一座微小加压舱,人体处在此密闭空间里,由输往密闭服内的气体对人的体表施加均匀的气体压力,能保证人体正常的生命活动。高空飞行密闭服多使用于长时间飞行的高空侦察机、海军飞机的飞行员等。密闭服(美国称全压服)的研制始于20世纪30年代。1931年,原苏联最早研     

美俄新型登月航天服技术研究进展

载人登月,对航天员穿着的航天服提出了多样化的使用环境要求,特别是出舱活动(EVA)期间的需求。通过航天服的研发,美国对登月航天服压力服、液冷服、生命保障系统和通信电子系统等进行了重点研究,制定了相关指标体系,并进行了权重因数评估,建立了地面模拟试验设备,并通过激光扫描和计算机建模等手段,有力地促进了新型登月航天服的研制。俄罗斯也基于"海鹰"-M航天服,提出了行星压力服设计概念,还特别研究了提供下躯干活动性的相关部件技术。最后,提出了对我国自主研制新型登月航天服的有关建议。     

空间天气事件对空间站的工程影响分析

基于历史统计数据,采用最坏情况分析方法,分析空间天气事件引发的带电粒子环境及大气密度变化对空间站的工程影响,结果显示:(1)发生强太阳质子事件并伴随强地磁扰动(Kp＞5)时,部分太阳质子可以到达空间站,但其对空间站元器件及材料在整个任务期内遭受的累积电离总剂量贡献不大;若航天员出舱活动持续8h,将遭受来自高能太阳质子的剂量当量为4mSv,大约相当于航天员驻留180d的1/80;(2)太阳耀斑和地磁暴均能引发大气密度变化,而地磁暴对空间站轨道影响较大,最恶劣情况多出现在太阳活动周下降期.即最坏情况下,在350km和400km高度,空间站轨道衰减率可分别增加652m/d和316m/d.     

基于响应面法的混合排气涡扇发动机喷管特性研究

以某型混合排气涡扇发动机为研究对象,建立了其喷管特性的可靠数值计算模型。利用响应面法中的响应面设计法(BBD)对影响喷管系数的飞行高度、飞行马赫数、内外涵总压比、总温比等因素进行了试验设计,并采用二次多项式构造了推力系数及流量系数的响应面模型。通过典型算例验证,推力系数与流量系数响应面模型的相对误差均在2%之内,满足工程试飞的精度要求,表明可以利用该模型进行实际飞行中喷管系数的预测。     

第五届载人航天学术大会征文通知

正为加强载人航天领域学术交流与技术合作,促进载人航天工程学术建设,展望载人航天事业未来发展,拟于2018年10月在西安召开第五届载人航天学术大会。本次会议以"载人月面着陆与上升技术"为主题,有关征文事项如下:一、征文范围征文应紧密围绕载人月面着陆与上升有关技术,突出创新性、学术性和工程应用。具体包括:(一)载人月面着陆与上升途径及方式载人月面着陆与上升飞行模式设计,载人月面着陆与上升新概念研究,月面着陆与上升轨道优化设计,月面着陆     

自动运输飞行器与国际空间站交会

20 0 4年 ,自动运输飞行器 (ATV)将由阿里亚娜 5号发射升空。发射 5天后 ,ATV与国际空间站进行自动交会、对接。发射时的总重量为 2 0 .5t,将携带最多 9t的补给、有效载荷、宇航员用品以及推进剂。ATV将在轨运行 6个月 ;在轨期间 ,ATV也为空间站提供助推与姿态控制。返回时 ,ATV将装载最多 5 .5t的废弃物 (其中包括 840kg的液体垃圾 ) ,再入大气层时焚毁。在许多方面 ,ATV的首次飞行 (代号为“儒勒·凡尔纳”)将创造欧洲历史上的几个第一 :欧洲航天器第一次进行交会、对接 ;几个第一使用光学传感器与空间站进行自动交会 ;目标的姿态…     

中长期飞行对人体超重耐力影响及防护技术研究

为探讨中长期空间飞行(30 d以上)后飞船应急返回对机体超重耐力的影响及防护技术,首先选用42只健康雄性成年猕猴,随机分为4组,进行中长期模拟失重再超重的病理生理影响及其机理研究;之后选22名健康被试者,随机平均分为2组,分别穿着绳索拉紧式和充气式抗荷服,测定各自选定的高低2种压力制度时的下体负压耐力;最后选8名健康志愿者,测试在不穿抗荷服、穿着绳索拉紧式和充气式抗荷服三种状态下承受超重过载时的生理反应。实验表明,高+Gx作用,使猕猴脏器出现病理性损伤,相同G值猕猴头低位卧床后再超重组引起的病理损伤要比单纯超重组严重;绳索拉紧式抗荷服和充气式抗荷服可以提高人体下体负压耐力和超重耐力。     

探月返回器稀薄气体热化学非平衡特性数值模拟

通过发展直角/非结构混合网格下,适于复杂返回器含内能激发的五组元热化学非平衡稀薄气体直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法,数值模拟了钝体返回器稀薄流区7.5 km/s和10.6km/s再入速度下的非平衡流场特性和对物面气动力/热分布的影响。计算结果表明在月球返回速度下稀薄过渡流区存在着强烈的热化学非平衡,近连续滑移区仅在激波层区域存在着较大的平动、转动和振动非平衡度,而在高稀薄流区,热力学非平衡遍布绕流物体四周,包括整个压缩区和尾迹区。高温真实气体效应对表面热环境影响显著,对表面压力和摩擦力的影响相对较弱。计算结果显示探月返回器再入绕流过程100 km飞行高度仍需要考虑热化学非平衡的影响。     

内并联型TBCC进气道方案设计及验证

提出了一种带可变几何泄流腔的内并联型涡轮基组合循环(TBCC)进气道设计方案.介绍了进气道的总体设计思路,给出了进气道的设计马赫数、转级马赫数及飞行轨迹,对不同来流条件下进气道的工作方式以及全马赫数范围进气道型面调整的安排进行了论述,确定了进气道主要气动参数与型面参数的选取原则.通过数值模拟和高速风洞试验的手段,对进气道设计方案的可行性进行了验证.数值模拟结果表明:当Ma₀≤2.5时,进气道的总压恢复系数均在0.8以上,当2.5<Ma₀≤4.5时,进气道的总压恢复系数均在0.3以上,符合进气道总体方案的要求;冲压模态下,冲压通道的出口马赫数均小于0.4,出口静压均大于0.5个标准大气压,均能满足冲压燃烧室的燃烧需求.风洞试验结果表明:模态转换过程中,进气道涡轮通道具有良好的进/发匹配特性,且进气道涡轮/冲压通道具有良好的相容性能.研究结果可为我国开展组合动力研究提供方案参考和技术储备.