航空航天纺织品

航空航天纺织品制作人：王慧颖孙嘉宏ContentsContents目录Part.3Part.2Part.1目录航空航天纺织品概述宇航服降落伞*过渡页TransitionPage01航空航天纺织品概述•绪论•航空航天纺织品*34产业用纺织品在航天探索方面起着举足轻重的作用，由多层织物做成的宇宙服为宇航员提供了保护和舒适性，为登月舱及宇航员返回地面的降落伞提供坚牢质轻的材料，太空运载工具的热屏蔽罩系由纺织纤维制成，能经受上千度华氏温度。绪论随着高科技的不断发展，纺织材料在航空航天领域的应用，已逐渐形成一个独特的门类。航天事业是任务也是挑战，是压力也是动力，产业用纺织品借此契机在技术和应用上取得多项突破。大到宇宙飞船的增加结构，小到宇航员的手套，都蕴涵着纺织科技的前沿技术，体现了产业用纺织品的发展水平。5航空航天纺织品基本分类宇航服个体防护救生装备其他航空装备降落伞弹射座椅过渡页TransitionPage602宇航服•概述及分类•结构组成•用途6宇航服宇航服：又称宇宙服或航天服，是航天过程中保护宇航员生命安全的个人防护救生装备。按功能分：舱内用航天服舱外用航天服；分类7结构组成1）内衣舒适层：2）保暖层：宇航员在长期飞行过程中不能洗换衣服，大量的皮脂、汗液等会污染内衣，故选用质地柔软、吸湿性和透气性良好的棉针织品制做。在环境温度变化范围不大的情况下，保暖层用以保持舒适的温度环境。选用保暖性好、热阻大、柔软、重量轻的材料，如合成纤维絮片、羊毛和丝绵等。宇航服8在宇航员体热过高的情下，通风服和水冷服以不同的方式散发热量。若人体产热量超过350大卡/小时（如在舱外活动），通风服便不能满足散热要求，这时即由水冷服降温。通风服和水冷服多采用抗压、耐用、柔软的塑料管制成，如聚氯乙烯管或尼龙膜等。3）通风服和水冷服（液冷服）：在真空环境中，只有保持宇航员身体周围有一定压力时才能保证宇航员的生命安全。因此气密层采用气密性好的涂氯丁尼龙胶布等材料制成。限制层选用强度高、伸长率低的织物，一般用涤纶织物制成。由于加压后活动困难，各关节部位采用各种结构形式：如网状织物形式、波纹管式、桔瓣式等，配合气密轴承转动结构以改善其活动性。4）气密限制层：宇航服9是宇航服最外的一层，要求防火、防热辐射和防宇宙空间各种因素（微流星、宇宙线等）对人体的危害。这一层大部分用镀铝织物制成。宇航员在舱外活动时，隔热层起过热或过冷保护作用。它用多层镀铝的聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜并在各层之间夹以无纺织布制成。5）隔热层：6）外罩防护层：结构组成与宇航服配套的还有头盔、手套、靴子等。宇航服10宇航服（1）压力服装：舱内航天服用于飞船座舱发生泄漏，压力突然降低时，航天员及时穿上它，接通舱内与之配套的供氧、供气系统，服装内就会立即充压供气，并能提供一定的温度保障和通信功能，让航天员在飞船发生故障时能安全返回。舱内航天服采用头与躯干肢体服装连为一体的“软式”类型结构和开放式通风供氧方式，它由压力服装、头盔与手套、应急供氧和通风管路等组成。舱内航天服压力服装由躯干肢体服、压力调节器、压力表及颈部防水隔膜组成。其中躯干肢体服与头盔盔壳是由气密层和限制层组成，它具有可操作性能，用来维持服装的气密、承受服装压力、保持人体形态不变；压力表则放置在航天服的左前臂，用于指示服装内压力。11宇航服（2）头盔和手套：头盔航天员在航天飞行中所戴的头盔，不仅能隔音、隔热和防碰撞，而且具有减震好、重量轻的性能。头盔为软盔壳，与压力服装连成一体，紧贴在航天员头盔盔壳里面的是通风衬垫，具有隔热和消声作用。头盔头盔壳是头盔的主体，其材料应具有强度大、抗冲击和足够的耐热性等优点。在其面窗部位上有良好的光学性能。头盔内腔壁有硬衬垫和软衬垫，衬垫上镶有细管道，它兼有减震、隔热、消声、通风和供氧等功能。其内腔要适于戴通讯头盔，允许头在里面左右转动，尺寸要与穿戴者的头形相适应。还要留有安装生理测试部件、有利于排出人体呼出的二氧化碳和水汽的空间。12宇航服航天服的头盔由头盔壳、面窗结构和颈圈等组件构成。头盔上的面窗平时可随意启闭，紧急时可在数秒钟内自动或手动关锁。面窗还应有良好的光学性能和广阔的视野。头盔的面窗部分除应有透光良好外，还要有防雾、去湿的措施。头盔头盔面部的面窗是为了给航天员提供良好的视野，以便可以看到飞船内外的景象。面窗启闭结构采用手动、双自锁、保险式机械结构，内表涂覆长效防雾剂，连同头盔通风结构，防止面窗结雾。13宇航服航天手套具有能承力的气密外套。整个手套的内表面，除拇指及其余各指指尖外，均粘贴有织物，不粘贴织物的部分是为了让航天员保持足够灵敏的触觉。手套外层手掌部位镶嵌有限胀结构，以防手套由于内部余压过大而膨胀。航天手套科技含量非常高，它耐压、抗拉力、耐高温和低温，并且具备高气密性。（2）头盔和手套：航天员戴的手套由压力手套、腕部断接器和舒适手套组成。其中压力手套又由用于承受掌部张力和限制掌部加压后鼓胀的掌部限制组件和采用织物手套双面浸天然乳胶成型的掌指压力手套以及腕关节组成。腕部断接器和舒适手套都有其特殊的作用。14宇航服（3）应急供氧通风组件通风组件采用管道式结构，通风气体从软管经风量分配盘进入服装，风量按比例送至头部和四肢末端，经周身各处后，汇流到腹部，最后由压力调节器流出服装。在飞船座舱压力应急时，提供通风供氧组件对头盔内供氧气，用以保障航天员呼吸用氧和压力服内头、颈部通风散热、清除或稀释呼出气体排出的水分及CO2。当飞船座舱压力正常情况下，航天员穿着压力服待命时，全身通入座舱空气，用以供氧、清除CO2和水分以及通风散热。舱内航天服16宇航服通信头戴通俗地讲起到对讲机的作用。提供航天员穿着压力服时，在飞船发射、轨道压力应急和返回过程中的通话。同时，具有很好的保护航天员听觉器官免受噪声危害的功能。舱内航天服（4）通信头戴通信头戴装置由防噪声耳罩、坚固耐用的送话器、网状结构的通信帽套以及保证可听声压级的语音放大器组成。17服天航外舱舱外用的航天服除有舱内航天服的所有各层航天服外，还有三层：结构组成：一是真空隔热层，用于保护航天员在舱外作业或在月球与其它星体表面活动时，不受舱外环境过热、过冷的侵袭，又可防止服装内部的热量散失。二是液冷服，它是将舱内航天服的通风散热层管内的气体改为液体而成。航天员在舱外作业有时长达几个小时，身体产生的热量多，靠气体散热达不到散热要求，而液态冷却工序就可很好把热散掉。三是最外层，它除要有防高热、防磨损和保护内部各层的功能外，还要有防太阳辐射的功能和连接其它装具的接口。例如，与航天员舱外活动时的脐带连接，与身背携带式生保环境装备、太空机动飞行机构的连接等。舱外航天服是航天员离开航天器，进行舱外活动或太空行走，人体暴露于宇宙空间时所使用的航天服。宇航服功能1）保持宇航员体温；2）保持压力平衡（使太空人承受的压力与在地球上的相似）；3）阻挡强而有害的辐射（如来自太阳的辐射）；4）处理宇航员的排泄物；5）提供氧及抽去二氧化碳。15宇航服03降落伞•分类•原料过渡页TransitionPage•性能要求26降落伞是用于空降兵作战和训练、航空航天人员的救生和训练、跳伞运动员进行训练、比赛和表演，空投物资、森林救火、飞机着陆减速和高空回收的设备器材。降落伞是由柔性纺织品制成的，利用空气阻力，依靠相对于空气运动充气展开的可展式伞状气动力减速器，使人或物从空中安全降落到地面的一种航空工具。定义18降落伞降落伞用纺织材料所使用的纤维品种包括蚕丝、棉、麻、粘丝、涤丝、锦丝、芳纶、超高强聚乙烯等，分别织造或编织成绸、布、绳、带、线、网等织物。材料性能要求要求强力高、重量轻、透气量适当、弹性好、耐磨、抗热、抗撕、耐日晒、防腐、耐辐射性能良好、防水、防霉性能良好、受外力后变形小等。纤维原料19降落伞结构组成降落伞通常由引导伞、伞衣套、主伞和背带(或捆带)等主要部件组成。背带系统由高强度的带子和钩、环等组成，用来捆绑在人体或物体上面，使之与主伞连接。引导伞是由伞衣、伞绳组成的小而轻的伞，它的作用是将主伞拉出、拉直，使主伞顺利张开。伞衣套是一个筒形的套，它套在主伞衣外面，使主伞衣按一定的程序张开并保护主伞衣不被吹乱而损坏。主伞衣是降落伞的主体，由伞衣幅、加强带和伞绳组成。主伞衣展开后即可增大阻力面，起到减速和稳定姿态的作用。20降落伞用途降落伞俗称“保险伞”。降落伞广泛用于航天航空领域，主要用途是：（1）应急救生：主要用于飞机失事时拯救飞行员的性命；（2）稳定作用：保持飞机弹射椅的姿态稳定，空中加油机的加油器稳定；（3）减速作用：飞机着陆时的刹车减速以及各种航弹伞的滞空减速。降落伞能使飞机着陆滑行由2000多米缩短至800～900米；（4）回收作用：用于飞机器的空中回收，诸如无人驾驶飞机、试验导弹、运载火箭助推器、高速探测器以及返回式航天飞行器的回收等。还有宇宙飞船和热气球探测器上设备的回收；（5）空降空投：伞兵空降，以及各种物资和武器的空投；（6）航空运动：如空中跳伞、山坡滑翔、悬挂翼滑翔、动力飞行以及牵引升空等运动。21降落伞分类由于降落伞使用范围广且种类繁多，分类方法也不尽相同航空兵用伞（救生伞、训练伞、刹车伞等）；空降兵用伞（伞兵伞、特种专用翼伞、工作伞、备份伞、投物伞等）；防空兵用伞（航空照明弹伞、炮兵照明弹伞等）；尖端配套用伞（导弹回收伞、火箭回收伞、宇宙飞行用伞等）；民用伞（运动伞、空脱伞、牵引升空伞、表演伞等）按使用对象分：救生伞、投物伞、阻力伞、航弹伞、伞兵伞、运动伞和回收伞等。按用途分按结构形状分：方形、圆形、翼型、双锥形、带条形、导向面型以及旋转型等；22降落伞救生伞分类救生伞是在飞机失事时营救应急离机的飞行员生命的救生装备。主要是锦丝绸、锦丝带、锦丝绳、涤丝带、涤丝绳、芳纶带、芳纶绳等。按用途救生伞使用的材料：23降落伞伞绳加强带背带系统救生伞用纺织材料除必须符合一般降落伞重量轻、强力大、弹性好等要求外，主伞和引导伞的伞衣织物材料轻薄、柔软、弹性好；有较大的断裂强力、较高的撕裂强力；透气量适中、防灼伤；断裂伸长率以大为宜；良好的抗环境老化性能。宽度适中；强质比大；高弹性模量，低延伸率；厚实、耐磨；耐光耐热；外观应硬挺而富有弹性。重量轻、直径小、断裂强力大、即强质比以大为好；弹性好、绳子不起毛、不钩挂、无扭曲现象、伸长率均匀一致。加强带的宽度标准化；断裂强力要和被加强的主体材料相适应；带身厚实，带子不易横向撕裂；断裂伸长率与伞衣织物相近，最好能够略低。弹性模量则以大为宜。材料及性能要求（1）（4）（3）（2）24降落伞投物伞用于空投物资装备用的降落伞。投物伞用纺织材料一般要求强度高、重量轻、弹性好，并要求能适应大气条件的变化，以及环境的影响。要有良好的化学稳定性，还应具有抗老化、耐磨、防灼及适应缝纫、包装折叠等要求。制造主伞用的绸布应有适当的透气性，锦丝绸、绳、带、线等要进行表面防灼处理。投物伞材料要求25降落伞阻力伞是飞机返航着陆时，配合机上其它刹车装置，用以缩短飞机着陆滑跑距离的一种工具。阻力伞用纺织材料无论是伞衣织物还是加强带和伞绳，都要求粗重、厚实断裂强力大、良好的耐热老化性能，也应具有良好的耐瞬问高温作用下的热熔性能。阻力伞在使用过程中具有以下特点：动载大、体积小、重量轻、多次使用、使用环境条件差和耐高温，因此所使用的纺织材料能经受在粗糙跑道上的拖拉、磨损、断裂强度要大，经多次使用仍能经受较大的开伞冲击，要有良好的耐热性和防灼性，以及较高的抗环境老化性能等。阻力伞27它是空投各种航空弹降落伞的总称。它的作用在于使航空炸弹有一定的留空时间或保证以规定的弹道运动。航弹伞必须安全可靠；■航弹伞要满足航弹在空投过程中的弹道、稳定性、留空时间、着陆(着水)速度等要求；■航弹伞的开伞动载应满足航弹结构及其装载的仪器、附件的要求；■航弹伞的体积、重量要与弹体伞舱协调一致，并应能长期储存在弹体伞舱内；弹航伞必须具备安全可靠，航弹离机稳定性好并保证有一定的空中滞留时间，达到战术的要求。开伞动载不超过航弹结构及其仪器仪表允许的承受能力，伞的重量和体积尽量小，有良好的防霉和防潮性。对