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见识中国第一大水槽浏览数:372

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2017-02-06 来源:神舟巡天 作者:admin

神舟七号航天员太空行走用的是手而不是脚,其前行靠手拉舱外的辅助横杆进行。本来水下与天上有着天壤之别,但是航天员在太空处于“漂浮”状态,非常类似人在水里的“悬浮”情景,就是有这么一点相似,使得“水下与天上”结下了不解之缘。航天员出舱活动训练的重头戏就是在中性浮力水槽中进行的。中性浮力水槽设备是利用中性浮力原理模拟太空失重效应的大型蓄水设施,主要用于航天员舱外活动训练、载人航天器舱外作业程序验证试验、载人航天器设计验证试验。

让我们来见识一下中国的中性浮力水槽吧。

走进北京市海淀区北郊的航天城大门,在航天城的西南角,可以看见一块长条巨型条石上刻着“中国航天员中心”7个金光闪闪的大字,向右可看到一座有圆形帽顶的建筑,钢质网型骨架由上至下,玻璃幕墙反射着阳光,楼体底部周围用花岗岩装饰,这里面就是中国航天员科研训练中心的中性浮力水槽。

中国中性浮力水槽建筑.jpg

中国中性浮力水槽建筑

中性浮力水槽是航天员在模拟失重环境下进行出舱活动训练的重要设施,美国、俄罗斯、日本、欧空局都建有完善的中性浮力训练设施,在我国尚未建成此项设施时,我国航天员的水槽训练是在俄罗斯加加林航天中心进行的。

中国的中性浮力水槽自2002年底进行立项论证工作,2005年初完成总体方案正式启动研制工作,经过2年的紧张施工,通过总体技术设计、分项实施、总体调试、综合联试等几个研制阶段,于200711月建成,2008年用于航天员训练。它的成功研制,填补了我国航天员失重环境模拟训练设备的空白,为神舟七号航天员出舱活动任务提供了强有力的训练保障,同时也为后续的载人航天任务奠定了基础。

我国中性浮力水槽正常使用寿命不小于30年。水槽由槽体、水管理系统(温控及消毒净化)、吊车系统、水槽训练服及通风冷却系统、训练模型、指挥控制系统、潜水装备、医监医保监护系统组成。水槽边有12个观察窗,有大功率照明设备。

中国中性浮力水槽.jpg

中国中性浮力水槽

水槽槽体为圆筒形结构,直径23米,水深10米,采用不锈钢材料制作,容积为4200立方米;最长试验准备时间为96小时(4天),可连续使用;试验期间水温维持在2830℃;水槽中可容纳神舟七号飞船的气闸舱,能保证2名航天员同时进行训练试验,最长试验时间6小时。

我国航天员水槽训练航天服为引进俄罗斯产品,其人机工效(尺寸调节、活动性、视野)和外形轮廓(不考虑配重)与飞行服相同,水槽训练航天服由服装本体、手套、液冷服、内衣、通话头戴、生理参数检测设备、生保脐带(包括气、水、电管线)和配重等组成。

水槽训练航天服的生保系统与飞行服不同,它采用生保脐带由地面设备进行通风供气和供水。为了进行浮力配平,设计有配重系统。航天员着水槽训练航天服加配重后的重量约240千克,水槽训练航天服能够在12米水深工作,服装内外压差为3742千帕。

航天员水槽训练服由服装本体、手套、液冷服、内衣、通话头戴、生理参数检测设备、生保脐带、和配重组成,加上配重后的重量约240公斤,可在12米水深工作。秦宪安 摄.JPG

水槽训练服及配重的总重量约240千克

中性浮力水槽为神舟七号出舱活动任务完成了两项十分重要的训练或试验。

1)航天员教员试训试验

包括对改进后的水槽用轨道舱进行工效学评价,确定神舟七号出舱活动作业程序。

2)航天员乘组的训练

包括轨道舱内仪器操作,安全挂钩的使用,开、关舱门,沿轨道舱表面进行太空行走,舱内保护装置的使用,辅助开舱门工具的使用,服装穿脱支架的使用,舱外仪器设备的回收,2人出舱模式和1人出舱模式的训练等。

航天员出舱前需要在水槽中进行大量的模拟训练,体验模拟失重状态下的漂浮感,掌握在模拟失重状态下身体运动控制的特点、操作设备的要领、安全活动的规定,巩固出舱活动作业程序,熟练任务对象的安装、维修、运输等方法和技巧,重点是完善舱外活动任务段工作的合理性。

在水槽的训练分为技能型和任务型训练两部分,技能型训练主要是单项的科目操作性训练,如设备操作、开关舱门、舱外行走等,主要针对专门的技能进行训练。任务型训练主要是针对出舱任务进行程序性和载荷任务训练。在着水槽舱外服进行训练之前,要先进行轻装潜水训练,目的是用于巩固潜水技能,熟悉训练环境和训练设备,掌握快速上升方法和水下工作安全规定,初步掌握一些科目操作技能,为穿着水槽舱外服训练打基础。

着水槽舱外服水下训练的基本内容有:

气闸舱内设备操作程序;

开、关出舱舱门;

通过出舱舱门;

按预定路线行走;

操作载荷设备;

搬运物品;

特殊情况处置、快速返回和紧急返回;

舱外救援等。

航天员在中性浮力水槽中进行训练

中性浮力水槽训练对人员和设备物资保障要求很高,是高消耗性又具有一定风险的训练。从水槽初始注水到加热至规定温度,需要数天的时间,还有工程、医监、潜水、安全、后勤和训练指挥等人员参与,组织保障比较复杂。每个训练日,劳动强度大,人员容易疲劳,由于任务性比较强,多采取集中式训练。所以航天员在受领训练计划后,必须精心研究科目,保证充分的休息,同时还要做好吃苦耐劳、顽强拼搏的精神思想准备。

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