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气闸舱采用风淋室互锁原因制作
资料来源:广州启绿空气净化设备有限公司   日期:2012-08-11   人气:   标签:风淋室 气闸舱 气闸室

    在了解气闸舱采用风淋室互锁原因制作前,让我们先简单模拟一下航天员即将出舱工作的场景:两位航天员需要在气闸舱内完成出舱前的各项准备――两位航天员相互帮助穿好舱外航天服。此时的轨道舱需要完成在空间环境和载人环境的切换,一个“过渡间”能够提高飞船的安全性,风淋室,气闸舱,气闸室并使航天员最大程度地减少身体的不适应感。

  很多出入总装测试厂房的人都有过“吹风”的感受:在进入厂房之前,必须要进入一个“小隔间”――风淋间去尘,一道门连接室外,一道门连接总装厂房,实现室外环境和厂房净化环境之间的过渡。经过“吹风”除尘程序后,就意味着过渡间环境已经转为厂房状态了。

  气闸舱的原理和这个“小隔间”有异曲同工之妙,只不过气闸舱通过泄压和复压过程实现了空间环境和飞船载人环境的过渡。为此,轨道舱要具备泄复压功能,即完成从轨道舱到气闸舱的转变。

  据设计师介绍,“气闸”一词源自英文“airlock”,“直译就是锁住空气的意思。当人要走出飞船进入太空,为了减少空气的逸散,建一个小隔间,先开一扇门,进入隔间后把这扇门关上,再把另一扇门打开,走出隔间。从太空返回飞船的过程与之相反。”

  要想把轨道舱改进成为气闸舱,需要有两个必备条件:一是密封;二是要有泄复压功能,即把“小隔间”内的局部环境变为空间环境和恢复为载人环境。对于此次神舟七号飞船而言,舱体的密封是成熟技术的继承。作为此次出舱活动前的“准备活动”,“泄压”的成功与否,将直接决定航天员是否能够按计划出舱。

  一套由阀门、管道等零部件组成的泄压装置将执行“泄压”重任。风淋室,气闸舱,气闸室“泄压并不是简单地把空气排放到空间,我们需要通过大量的分析计算和地面试验来找到泄压过程中最佳速度和压力控制点。”据设计师介绍,舱内的气压要始终和航天服的状态相协调。由于航天员在这个过程中将完成穿好舱外航天服的操作,所以从一个大气压到泄压完成是一个循序渐进的过程。

  “人在快速减压环境下容易得减压病。所以在降压的过程中,航天员有一个吸氧排氮的过程。航天员在穿航天服时吸纯氧,需要约半个小时的时间来置换血液里的氮。这之后再减压就安全了。”设计师介绍,在“泄压”之前,航天员和航天服与外界的压力一致,“泄压”之后,航天员穿着航天服站在舱内接近零压力的环境下,也就是相当于站在太空环境下。

  完成“泄压”操作后,穿好舱外航天服的航天员就已经为出舱活动“整装待发”了。

  与出舱过程相反,航天员从太空回到飞船内,要经历一个“复压”步骤。与“泄压”类似,“复压”过程也要分阶段进行,与航天服状态相协调。此次神舟七号飞船携带了五个高压气瓶:它们的功用是等航天员回到气闸舱时,将舱内的气压从“零”恢复到一个大气压状态。

“轨道舱的功用如果用简单的语言来概括的话,一是为航天员提供生活和工作支持,二是作为航天员出舱的气闸舱来使用。”中国航天科技集团空间技术研究院总体部的一位设计师这样向记者概括轨道舱的功用。


  由于此次神舟七号飞船的任务增加了一项“出舱”使命,风淋室,气闸舱,气闸室使得轨道舱的“气闸舱”功能格外引人注目。

  出舱:“小隔间”内完成空间环境和载人环境的切换

    舱外:“天地”协同 “帮手”云集

  航天员30分钟的舱外活动,对于航天员和地面操作人员而言,是“双重考验”。

  舱外航天员需要在另一位航天员的配合下按计划完成试验项目,地面人员则要保证“天地”联系畅通并提供必要的支持。通信设备、照明设备、操作界面、摄像机……任何一个细节都直接影响出舱活动的成败。

  航天员上天后,航天员与航天员之间,航天员与地面需要进行联络。为确保可靠的通信联络,航天服腰际的一个类似于绳子的电脐带的装置用于实现有线方式的“天地对话”,同时还有舱外服通信机可以无线方式进行通话。两套通信装置将确保航天员与地面的有效沟通。

  航天员出舱前的“泄压”以及舱外航天服的穿着这两个关键程序都需要航天员自己来完成。风淋室,气闸舱,气闸室这个操作界面就是“出舱保障控制台与服装控制台”。

  设计师们根据泄复压和航天服准备的需要,事先设计了操作程序。航天员将按照程序要求完成操作。设计师告诉记者,为了保证万无一失,所有的操作都要事先备有预案。指令控制和手动操作相结合,确保航天员及飞船安全。

  安装在飞船舱外的照明灯将为舱外活动提供照明。这个专门为适应舱外环境设计的LED灯组,具备在“高真空、高低温”环境下工作的特性,确保在特殊环境下可靠工作。照明灯的亮度、照明范围都有严格的要求。

  相比于之前的神舟飞船,此次“神舟七号”在摄像装置上配置更加“严密”:首次增加了两个舱外摄像机。这两个舱外摄像机,确保地面对航天员的“舱外活动”能尽收眼底。同时地面操作人员将根据拍摄实况来支持航天员的舱外活动。

  “我们所做的一切,都是让航天员时刻处在一个正常的环境下。由于人命关天,我们所有的工作都必须是100分。”

  舱外航天服的运输和安装也是此次攻克的一个难点。“就像我们出远门一样,风淋室,气闸舱,气闸室我们带的西装在旅途中是一个打包状态,到了目的地后,要穿这件西装,我们需要把它打开。这样西装又是另一种状态了。对于舱外航天服而言,也存在这两种状态。”设计师风趣地说,舱外航天服的主材料是铝材料的,此外还有软材料,既要保证气密性,又要保证强度。运输时不能损坏航天服的支架,展开时又要充分考虑到舱内的空间,既能让航天员顺利的“着衣”,又保证操作不受影响。

  由于航天员要在空间失重状态下穿着航天服,需要对舱外航天服进行适当的固定。“根据多项地面试验,我们在轨道舱内安装了固定的安装点和悬挂点。确保航天员出舱前能够顺利地穿上舱外航天服。”

  在很多宣传册上,航天员背负的一个“行囊”让很多人感到好奇。风淋室,气闸舱,气闸室“这其实就是航天员自带的一个空调。”设计师形象地说道。“这个行囊将完成供氧、散热等功能。”


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