高技术纤维在舱外航天服上的应用

1、高技术纤维在舱外航天服中的应用 长春工业大学长春工业大学目录l 微重力太空上的重力约为地球的百万分之一l 高真空太空中主要元素是氢元素，而且非常稀薄，每立方厘只有01个氢原l 超高温与低温面阳的辐射温度可能高达120以上；背阳的温度可能会低于一100以下l 各种辐射许多天体还向外辐射高能粒子，太阳电磁辐射、太阳宇宙线辐l 微陨星和太空垃圾太空陨石颗粒和各种太空垃圾以超高音速飞行l 内衣层 按穿着一周计算，宇航员出汗量约有35升，活动量大还会增加，分泌的皮脂约100300克，因此对内衣层要以下要求：（1）内衣材料要柔软、无刺激（2）吸湿性要好，利于排汗（3）透气率高（4）穿着合体，不影响动作（5

2、)不影响生理指标传感器的安装一般内衣舒适层材料选用纯棉或棉一般内衣舒适层材料选用纯棉或棉麻混纺针织纺织品麻混纺针织纺织品舱外航天服的基本结构l 液冷服及通风层 这是紧贴内衣的一层，这一层内布排有许多塑料细管。特制背包内的氧气瓶里的氧气通过通风细管输送到人体头部供呼吸用，而液冷循环设备送出的液体通过液流细管不停地循环，依靠流动的冷却液带走体热而保持适宜的温度，使人舒适。一般以聚氯乙烯管固定在尼龙织物上形成一般以聚氯乙烯管固定在尼龙织物上形成l 保暖层 位于气密限制层与内衣之间，在外界温度变动范围不大情况下，使宇航员维持热平衡。（1）具有一定保暖作用，隔热值一般1.52.5克罗，在低温海水中有抗浸

3、保暖作用（2）在遇高温时要与外部隔热层达到隔热目的（3）材料热阻大、导热性小，柔软、质轻，不吸水，有一定阻燃作用 一般采用特种整理后羊毛制品或合成纤维制一般采用特种整理后羊毛制品或合成纤维制成的絮片作为保暖层成的絮片作为保暖层舱外航天服的基本结构l 气密限制层 气密限制层的功能是提供人体免遭受低压危险的适宜的压力，一般由气密层气密层和限制层限制层两层构成。 这层因为要保持航天员周围有一定压力，而且要有较高气密性，保持一定活动性能，无压迫感，限制层要保护气密层，所以一般气一般气密层是用涂氯丁橡胶的尼龙夹胶布制成的袋密层是用涂氯丁橡胶的尼龙夹胶布制成的袋状织物，限制层一般是用合成纤维制成的网状织物

4、，限制层一般是用合成纤维制成的网状织物。状织物。舱外航天服的基本结构l 隔热层 又称为真空隔热屏蔽层，仅限于舱外宇航服仅限于舱外宇航服使用，使用，其对过热和过冷起防护作用，面向太像要防止辐射热透过服装，背阳面要防止人体热量从服装内散失。 一般由薄膜夹无纺布薄膜夹无纺布制成，薄膜一般是镀铝薄膜一般是镀铝的聚酯薄膜或聚酰亚胺薄膜，厚度一般的聚酯薄膜或聚酰亚胺薄膜，厚度一般1010微微米，夹层一般采用聚酯无纺布，总共一般米，夹层一般采用聚酯无纺布，总共一般7 78 8层层舱外航天服的基本结构l 外罩防护层 这是宇航服最外一层，对舱外航天服也是最重要的一层，这层材料要耐高低温、防辐射热，要耐速压，具有

5、较高强度。 一般这层织物选用高强高模、耐辐射、耐高一般这层织物选用高强高模、耐辐射、耐高温的合成纤维制成的多层织物，织物间装有温的合成纤维制成的多层织物，织物间装有吸热的升华盐材料，外表一般采用白色，涂吸热的升华盐材料，外表一般采用白色，涂上纳米氧化物等抗辐射涂料上纳米氧化物等抗辐射涂料舱外航天服的基本结构隔热层隔热层限制层限制层外罩防护层外罩防护层由于聚酰亚胺纤维导热系数较低，用其制成的无纺布做夹层，薄膜用镀铝的聚酰亚胺薄膜限制层对材料要求抗张强度大、模量高，选用聚酰亚胺纤维和kevlar纤维，织物组织选用经纬密小的网状织物我国的“飞天号”舱外航天服采用PTFE和Nomex纤维长丝制成的复合织物，聚酰亚胺纤维比Nomex性能更优异，我选用PTFE、PI和高强高模聚乙烯纤维，采用多层机织物制成由于蓄热调温纤维有双向调节温度的性能，所以可以用其经非织造技术做成絮片作为保暖层用kevlar纤维长丝和聚酰亚胺纤维长丝混合编织成网状织物，作为限制层外罩防护层要耐受太空各种严酷的环境，高强高模聚乙烯纤维具有优良的耐疲劳、耐磨损和抗冲击性能，可以用其与PTFE纤维、聚酰亚胺纤维混合制成多层立体机织或针织物，表面经过抗辐射剂的