航天服的历史

1959年,作为灵活性和适应性要求之间的折衷,Mercury项目的压力服设计并首次开发。学习在铝涂层尼龙和橡胶服装内生活和移动,压力为每平方英寸5磅,就像试图适应充气轮胎内的生活。在小沃尔特·M·希拉(Walter M.Schirra,Jr.)的带领下,宇航员们努力训练着穿上新的宇航服。...

1959年,作为灵活性和适应性要求之间的折衷,Mercury项目的压力服设计并首次开发。学习在铝涂层尼龙和橡胶服装内生活和移动,压力为每平方英寸5磅,就像试图适应充气轮胎内的生活。在小沃尔特·M·希拉(Walter M.Schirra,Jr.)的带领下,宇航员们努力训练着穿上新的宇航服。

Astronaut Astronaut

自1947年以来,根据双方协议,空军和海军分别专门为喷气式飞机飞行员开发分压和全压飞行服,但十年后,这两种类型都不能满足最新的极端高度防护(太空)定义。这类宇航服需要大量修改,特别是在空气循环系统方面,以满足水星航天飞行员的需要。1959年1月29日,40多名专家参加了第一次宇航服会议。三大主要竞争对手——马萨诸塞州伍斯特市的大卫·克拉克公司(空军压力服的主要供应商)、特拉华州多佛市的国际乳胶公司(涉及橡胶材料的多项政府合同的投标人)和俄亥俄州阿克伦市的B.F.古德里奇公司(海军使用的大多数压力服的供应商)-在6月1日之前竞争提供他们最好的宇航服设计,以进行一系列评估测试。古德里奇最终于1959年7月22日获得水星宇航服的主合同。

拉塞尔·M·科利与卡尔·F·埃弗勒、D·尤因和其他古德里奇的员工一起,修改了著名的海军马克四号压力服,以满足美国宇航局在太空轨道飞行中的需要。该设计基于喷气式飞行服,在氯丁橡胶上添加了一层镀铝聚酯薄膜。压力服也根据用途单独设计——一些用于培训,另一些用于评估和开发。13套作战研究服首先被订购,以适合宇航员Schirra和Glenn、他们的飞行外科医生Douglas、双胞胎Gilbert和Warren J.North(分别位于麦克唐纳和美国宇航局总部)以及其他宇航员和工程师(稍后指定)。第二批八套西服代表了水星计划的最终配置,为所有飞行条件提供了充分的保护。

水星计划的宇航服不是为太空行走设计的。太空行走服最初是为双子座和阿波罗计划设计的。

太空衣柜的历史

水星航天服是美国海军高空喷气式飞机压力服的改进版。它由氯丁橡胶涂层尼龙织物内层和镀铝尼龙外层组成。肘部和膝盖处的关节活动性由缝制在西装中的简单织物断裂线提供;但即使有了这些断绳,飞行员也很难在压力服的作用下弯曲手臂或双腿。当肘部或膝关节弯曲时,西服的关节会自行折叠,从而减少西服的内部体积并增加压力。

水星服穿的是“柔软”或无压力的,只是作为可能的航天器舱内压力损失的备用——这是一个从未发生过的事件。在小型水星航天器舱内,有限的加压机动性可能是一个小小的不便。

宇航服设计师们开始为双人双子座航天器开发宇航服时,遵循美国空军的做法,提高宇航服的机动性。与水星服中使用的织物式接头不同,双子座航天服结合了压力囊和连接网约束层,使整个宇航服在加压时具有灵活性。

气密的人形压力气囊由氯丁橡胶涂层尼龙制成,并由涤纶和特氟隆绳编织的承重连接网覆盖。网层比压力囊稍小,在加压时会降低西装的刚度,并充当一种结构外壳,很像无内胎轮胎之前的时代,轮胎包含内胎的压力载荷。双子座西装的多层设计提高了手臂和肩膀的灵活性。

在距离地球25万英里的月球表面行走给宇航服设计师带来了一系列新问题。月球探险者的宇航服不仅要防止参差不齐的岩石和月球日的酷热,而且还要有足够的灵活性,以便在阿波罗宇航员从月球采集样本、在每个着陆点建立科学数据站和使用月球车时弯腰弯腰,一种电动沙丘车,用于在月球表面上运输。

阿波罗宇航服上的外层保护层会对不断从深空向月球表面投掷的微流星体造成额外的危险。背包式便携式生命支持系统为呼吸提供氧气,为宇航服加压,并为长达7小时的月球行走提供通风。

阿波罗宇航服在肩部、肘部、臀部和膝盖处使用了类似波纹管的模制橡胶接头,从而提高了其机动性。阿波罗15号到17号任务中,对宇航服腰部的改进增加了灵活性,使乘员更容易坐在月球车上。

阿波罗A7LB宇航服从外层开始,是一件宇航员穿着的液体冷却服,类似于一条长裤,面料上缝着一个类似意大利面的管子网络。通过管道循环的冷水将代谢热从月球探险者的身体转移到背包,然后再转移到太空。

接下来是轻质尼龙的舒适性和穿着改进层,接着是氯丁橡胶涂层尼龙或波纹管状模制接头组件的气密压力气囊,防止气囊膨胀的尼龙约束层,以及薄卡普顿和玻璃纤维布交替层的轻质隔热超级绝缘层,多层聚酯薄膜和间隔材料,最后是聚四氟乙烯涂层玻璃纤维β布的保护外层。

阿波罗太空头盔由高强度聚碳酸酯制成,并通过压力密封颈环固定在宇航服上。与水星和双子座头盔不同,水星和双子座头盔与船员的头部紧密配合并一起移动,阿波罗头盔是固定的,头部可以在里面自由移动。阿波罗宇航员在月球上行走时,在聚碳酸酯头盔上戴着一个外遮阳板组件,以防紫外线辐射伤害眼睛,并保持头部和面部的热舒适。

月球探险家的整套装备包括月球手套和靴子,这两种手套和靴子都是为严格的探索而设计的,还有用于调整敏感仪器的手套。

月球表面手套由完整的结构约束和压力气囊组成,由船员的双手铸模制成,并覆盖多层超级绝缘材料,用于隔热和防磨损。拇指和指尖由硅橡胶模制而成,以允许一定程度的灵敏度和“感觉”。压力密封断开装置,类似于头盔与宇航服的连接,将手套连接到宇航服的手臂上。

月球靴实际上是一个套鞋,阿波罗月球探险家在宇航服的整体压力靴上滑动。月球靴的外层由金属编织物制成,除了罗纹硅橡胶鞋底;舌区由聚四氟乙烯涂层的玻璃纤维布制成。后备箱内层由聚四氟乙烯涂层玻璃纤维布制成,然后是25层交替的卡普顿薄膜和玻璃纤维布,形成高效、轻质的隔热层。

1973年和1974年期间,九名天空实验室工作人员共为美国第一个空间站载人171天。他们穿着简化版的阿波罗宇航服,同时对天空实验室进行历史性的维修,并更换太阳天文台相机中的胶片盒。在天空实验室轨道车间发射过程中,由于太阳能电池板堵塞和微流星体屏蔽层丢失,需要进行几次太空行走,以释放太阳能电池板并安装替代屏蔽层。

从阿波罗号航天服到天空实验室航天服的变化包括制造成本较低的热微流星体外套、省去了登月靴,以及头盔上简化且成本较低的舱外遮阳板组件。液体冷却服由阿波罗公司保留,但在太空行走期间,肚脐和宇航员生命支持组件(ALSA)取代了背包作为生命支持。

1975年7月,当美国宇航员和苏联宇航员在阿波罗-联盟联合试验项目(ASTP)飞行中在地球轨道会合和对接时,阿波罗式宇航服再次被使用。由于没有计划进行太空行走,美国机组人员配备了改装的7磅载舱内阿波罗宇航服,该宇航服配备了一个简单的覆盖层,以取代热微流星体层。

信息和照片由Loyd S.Swenson Jr.James M.Grimwood和Charles C.Alexander提供的“这片新海洋:水星计划的历史”经NASA修改的摘录提供

  • 发表于 2021-10-21 04:34
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  • 分类:人文

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