隨著中國空間站的全麵建成,我國航天員出現在大眾(zhong) 視野中也越來越多,許多人可能會(hui) 注意到一個(ge) 細節,就是航天員們(men) 在火箭升空時及在飛船返回中,總會(hui) 穿著一種很特別的衣服,它外表藍白相間,全身還有一些管線。這種特別的衣服,就是航天員們(men) 的生命守護者——壓力服。

中國航天員目前使用的壓力服
壓力服是怎麽(me) 誕生的
壓力服最早出現在航空領域。在人類獲得了通過飛機飛行的能力後,航空業(ye) 迅速興(xing) 起,各式各樣的新式飛機在20世紀早期不斷出現,航空業(ye) 呈現出一派生機勃勃、萬(wan) 物競發的景象。而在那時,人們(men) 便發現,隨著飛機逐漸飛得越來越高,除了溫度不斷降低必須做好防寒保暖措施外,大氣壓力也在不斷降低,飛行員們(men) 在長時間高空飛行時往往會(hui) 出現減壓病,影響到健康和航空安全,“壓力服”這個(ge) 概念也由此誕生。
顧名思義(yi) ,壓力服就是可以在服裝內(nei) 維持一定氣壓的衣服。雖然現在的飛機已經有了加壓機艙,大部分飛行在1萬(wan) 米左右的飛機並不需要飛行員或者乘客穿這種複雜的衣服,但是在一些有時需要在超高空飛行的飛機上,比如在戰鬥機或者偵(zhen) 察機上,仍然需要穿戴好壓力服。

上世紀30年代飛行員進行高空巡航時穿戴的壓力服
在二戰結束後,飛機迅速進入了噴氣時代,又高又快的噴氣式飛機迅速取代螺旋槳飛機在天空中飛行。在朝鮮戰爭(zheng) 中,駕駛著噴氣式米格-15戰鬥機的蘇聯飛行員呼籲配備專(zhuan) 業(ye) 好用的壓力服。為(wei) 了能夠生產(chan) 出先進的壓力服,一家專(zhuan) 門研究生產(chan) 壓力服的集團成立,即星辰科研生產(chan) 聯合體(ti) ,該聯合體(ti) 在1994年改製成為(wei) 了一家股份製公司。該公司在成立之初的目的是給空軍(jun) 和航天項目提供壓力服和彈射座椅,後來在壓力服和彈射座椅領域擁有了深厚的技術積累和經驗。目前,俄羅斯所使用的所有航空和航天壓力服全部由星辰公司生產(chan) 。
最初的航天壓力服長什麽(me) 樣
1961年4月12日,蘇聯航天員尤裏·阿列克謝耶維奇·加加林穿著SK-1型壓力服進入了太空,成為(wei) 了世界上第一個(ge) 進入太空的航天員。

加加林穿著SK-1壓力服前往發射場
最初,設計東(dong) 方號飛船的第一設計局認為(wei) 航天器的設計十分安全,並不需要穿戴這種複雜的壓力服,隻需要穿著可以保溫的衣服就可以,並且壓力服和為(wei) 之配套的生命維持設備本身有著不輕的重量,把這些多餘(yu) 的重量省出來可以安裝額外的儀(yi) 器。最後科羅廖夫拍板,可以省出500千克的重量給壓力服和生命維持設備,但是這些東(dong) 西必須在1960年末之前到位,而星辰局出色地完成了工作。
SK-1型壓力服是一人一套的定製航天服,該型壓力服可以在另一個(ge) 人的幫助下10分鍾內(nei) 穿著完畢。整個(ge) 壓力服由外層橙黃色布料與(yu) 內(nei) 部的橡膠製內(nei) 襯製成,每一件壓力服都通過剪裁橡膠並粘接來進行定製,麵罩整個(ge) 直接連接在壓力服上,不可拆下。
在壓力服的右肋骨處有通氣軟管,軟管可以連接在東(dong) 方號飛船的維生設備中,維生係統可以保障壓力服氣壓並且濾除航天員呼出氣體(ti) 中的二氧化碳。為(wei) 了確保在加壓時航天員的活動能力,在人的胳膊和腿的彎曲區域,壓力服內(nei) 部有一種特殊的軟鉸鏈。在飛船減壓環境中,在鎖緊麵罩後壓力服將會(hui) 提供一個(ge) 安全的氣壓環境,飛船內(nei) 的氣瓶將會(hui) 提供氧氣來保持航天員生命體(ti) 征。
SK-1壓力服可以保證航天員在飛船減壓或者冷卻係統故障時維持約5小時的生命體(ti) 征,以及在從(cong) 飛船彈射後落在地麵或者濺落在水中時提供保護。該壓力服相較美國第一種航天壓力服更先進的一點是,它自帶一個(ge) 太空廁所。1963年,世界上第一位女航天員瓦蓮京娜·捷列什科娃進入太空,穿著的SK-2與(yu) SK-1基本相同,但在廁所方麵進行了針對女性的調整。
如果太空飛行沒有航天壓力服
在世界上第一個(ge) 多乘員航天器“上升1號”升空時,3名航天員都沒有身著壓力服,因為(wei) 當時的火箭運力有限,為(wei) 了保證載人航天器重量不會(hui) 超標,確保航天器可以坐進3名航天員,壓力服及其配套維生係統都被省略了。一直到蘇聯載人航天器進入聯盟號飛船時代後的一段時間裏,壓力服及其配套維生係統也沒有回歸,直到一場慘劇的發生,才讓蘇聯重新認識到了壓力服及其配套維生設備的重要性。
1971年4月19日,蘇聯成功發射世界上第一個(ge) 空間站——禮炮1號。1971年6月6日,聯盟11號飛船成功進入到禮炮1號,成為(wei) 了世界上第一組進駐空間站的航天員。剛開始一切都十分順利,航天員們(men) 在軌完成了各項工作,在6月29日返回地麵時,卻出現了意外。

“聯盟11號”乘員組
29日晚上11時16分,“聯盟11號”的返回艙降落在哈薩克斯坦的沙漠,前來接應的人員聯係艙內(nei) 的航天員,毫無應答。在打開艙門後,接應人員發現3名航天員,指揮官喬(qiao) 治·多布羅沃爾斯基,工程師弗拉迪斯拉夫·沃爾科夫、維克多·帕薩耶夫已經沒有了生命體(ti) 征。
通過研究飛船內(nei) 的黑匣子發現,聯盟11號飛船在150千米高度,返回艙分離後,內(nei) 部空氣迅速從(cong) 返回艙中逸出,在短短115秒內(nei) ,返回艙內(nei) 就幾乎變成真空,3名航天員在返回地麵前就已經犧牲了。
這次慘劇讓設計聯盟號飛船的中央實驗機械製造設計局(第1設計局改組)痛定思痛,開始認真研究各種可能會(hui) 在飛船上升和返回途中威脅航天員生命的情況。
1972年6月26日發射的新型聯盟飛船——聯盟7K-T型,壓力服重新回歸。而在這之後,再也沒有航天員在乘坐聯盟號飛船時喪(sang) 生,聯盟號飛船成為(wei) 世界上最安全的載人航天器之一。
航天壓力服也可以量體(ti) 裁衣
聯盟7K-T型飛船是聯盟飛船中第一型使用壓力服的載人航天器。為(wei) 了能夠減重並能容納下壓力服所需要的維生設備,乘員組從(cong) 3人減至2人。但是新的問題擺在了研發人員麵前。當時蘇聯並沒有能夠適合在“聯盟號”中穿著的壓力服,能夠選擇的壓力服基本上都過大過重,為(wei) 了能夠有一種可以在“聯盟號”返回艙中使用的壓力服,星辰局再次接到任務,根據為(wei) 空軍(jun) 飛行員設計的壓力服進行再設計,做出了“獵鷹”-K型壓力服。
“獵鷹”-K型壓力服專(zhuan) 門為(wei) 乘坐聯盟號飛船的航天員們(men) 設計。為(wei) 了滿足減重要求,該型壓力服的重量被控製到了10千克。每套壓力服都能連接到返回艙內(nei) 的機載維生設備,提供空氣、電、通風和水。該壓力服不妨礙航天員在返回艙內(nei) 進行各種操作,又能在減壓的情況下保護航天員的生命,在飛船返回艙偏離航線,落入大海時壓力服還能讓航天員在水上漂浮。壓力服由兩(liang) 層外殼組成,外層由白色尼龍帆布製成,並進行藍色飾邊,內(nei) 層由橡膠拚接而成。一個(ge) 鉸鏈式塑料麵罩直接連接在壓力服上。左手腕有一個(ge) 壓力表,也可以佩戴手表,右手腕固定有一個(ge) 鏡子。壓力服的手套可以取下。靴子與(yu) 褲子連接在一起,不可分離,在關(guan) 節處有做褶皺處理方便活動。腹部右側(ce) 有電氣管,左側(ce) 有壓力閥門和通氣管,在地麵時可以與(yu) 航天員左手提著的空調相連接。設計有兩(liang) 個(ge) 可以裝東(dong) 西的荷包。在背部等處有可以調節身材用的鬆緊帶。航天員在進入該型壓力服時,將通過壓力服正麵的開口進入,然後通過繩子像係鞋帶一樣密封前部和襠部。
每一套“獵鷹”壓力服都是根據航天員身材定製的,航天員在訓練中心就會(hui) 穿著“獵鷹”壓力服,在為(wei) 他們(men) 定製的座椅上坐上兩(liang) 個(ge) 小時,以保證航天服合身不會(hui) 有不適感。然後航天員們(men) 會(hui) 在真空室內(nei) 重複相同的步驟。在起飛前,壓力服還有最後的調整機會(hui) ,在起飛和返回地麵前,航天員會(hui) 將壓力服的電氣和供氣軟管接入維生裝置並扣好麵罩,直到確認安全後才能打開麵罩。這套流程直到現在依然在沿用。

“獵鷹”-K型是為(wei) 聯盟號飛船航天員量身定製的壓力服
“獵鷹”-K型壓力服於(yu) 1971年開始生產(chan) ,在1973年9月27日,由聯盟12號飛船上的乘員組進行了首次使用。而“獵鷹”-K型壓力服也被一直使用,直到1980年更新型的“獵鷹”-KV2投入使用。
允許“套娃”!航天壓力服也有外套
在K型壓力服投入使用之後,新型的“獵鷹”壓力服的研製方案就被星辰局提上了日程。1973年到1980年之間,星辰局先後生產(chan) 出了“獵鷹”-KM型和“獵鷹”-KV型。與(yu) K型不同,KM型和KV型采用了一種上下分離的方式,上半身和下半身通過拉鏈連接,兩(liang) 型還配備了液冷內(nei) 衣用以帶離身體(ti) 熱量來保證航天員的舒適度。但是由於(yu) 性能和可靠性、複雜性等各種原因,這兩(liang) 型壓力服都沒有投入使用,當星辰局推出新一代壓力服時,型號已經是KV2型了。

“獵鷹”KV2型壓力服
“獵鷹”-KV2型從(cong) 1980年開始服役,並一直使用到今天。該型的壓力閥門被移到壓力服正麵中間偏上的胸口處,這樣使得航天員可以用任意一隻手調整壓力服壓力水平。重新調整了電氣和供氧通氣軟管的位置,並且取消了鞋帶式的密封方式,改為(wei) 了正麵兩(liang) 道方便得多的拉鏈密封,這大幅減少了航天員穿戴壓力服的時間,不過在襠部這樣的位置還是保留了鞋帶式的密封方式。

日本富豪前澤友作穿著KV2型壓力服正在進行2小時測試
KV2型的材質有所改進,內(nei) 層從(cong) K型的橡膠內(nei) 襯變為(wei) 了聚己內(nei) 酰胺,減輕了重量。KV2型擴大了麵罩的麵積,使得航天員能獲得更好的視野。KV2型並沒有采用KM型和KV型的液冷內(nei) 衣來散熱,依舊使用了和K型相同的風冷散熱,這主要是由於(yu) 液冷散熱需要更複雜的泵組,並且壓力服的使用時間都存在重力或者過載,在這種場景使用液冷內(nei) 衣時,體(ti) 重會(hui) 阻礙液冷散熱的正常運行。不過KV2型從(cong) 前型KV型繼承了手部、腿部的設計。KV2型依然是左手腕有一個(ge) 壓力表,右手腕有一麵鏡子,其他方麵,KV2型與(yu) K型基本相同。
在這裏有個(ge) 額外的小星空体育官网入口网站,就是當拜科努爾發射場本地的溫度已經降到了光靠壓力服自身已經無法給航天員提供足夠的保溫時,工作人員們(men) 就會(hui) 在航天員上飛船之前為(wei) 他們(men) 穿上額外的保暖服。這種包裹全身的保暖服可以讓航天員們(men) 在零下50度時依然能感到溫暖,而在航天員進入飛船後這一身就會(hui) 被脫下。因為(wei) 其純白的外型,人們(men) 將這一身稱為(wei) “大白熊”。

壓力服外麵的保暖服
第一型“獵鷹”壓力服在1973年投入使用,至今已過去半個(ge) 世紀。在這50年歲月裏,“獵鷹”壓力服已經護送了幾百名各國航天員從(cong) 地麵出發,並從(cong) 安全太空返回。而在可見的未來,由於(yu) 俄羅斯聯盟號飛船不會(hui) 很快退役,與(yu) 之配套的“獵鷹”壓力服也不會(hui) 很快退役,而會(hui) 一直服役到俄羅斯的“雄鷹”號飛船投入使用。這一天的到來或許還有些時日,“獵鷹”這位勞模還會(hui) 繼續保障各國航天員上天返地很長一段時間。
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