神舟七号载人航天飞行圆满成功,实现了我国空间技术发展具有里程碑意义的重大跨越,同时凸显了相关领域的科技水平。其中,与飞天相关的高科技纺织品也备受瞩目。
高科技打造“飞天”舱外服
9月27日16时35分,中国航天员翟志刚穿着我国研制的“飞天”舱外航天服出舱活动,使我国成为继俄罗斯、美国之后第三个掌握此项技术的国家,而这套航天服也成了众人瞩目的焦点。
中国载人航天工程航天员系统总指挥、总设计师陈善广在接受媒体采访时介绍说:“整个舱外航天服是这一次出舱活动的焦点,也是难点。因为这套服装是航天员从舱内走到舱外的保障,它对于空间的环境也要进行相关的防护,包括宇宙辐射的环境,面临着高低温剧烈交变的环境,特别是真空和低压环境,这都需要航天服装能够提供环境防护。同时这套服装还要为航天员提供视觉的功效保障,因为出舱活动还要进行相关的观察和操作,需要良好的视觉保障;另外还要有良好的功效保障,要求我们的舱外航天服能够让航天员方便灵活地进行太空中各方面的操作,所以舱外航天服研制是一个非常难的项目。”
我国用4年时间研制的太空舱外航天服“飞天”,重量有l20公斤,价值3600万元。它从内到外,共分6层:由经特殊防静电处理过的棉布织成的舒适层在最里面;橡胶质地的备份气密层和复合关节结构组成的主气密层组成封闭空间;涤纶聚酯面料的限制层,可以承载内部余压;隔热层则通过热反射来实现隔热功能;最外面的防护层,其外层防护材料具有防辐射、防紫外线、抗骤冷和骤热等功能。因为出舱的航天员可能会遇到向着太阳的一面是200多摄氏度高温、背着太阳的一面是零下l00摄氏度的低温。这种骤冷、骤热的变化必须要使用特殊的材料及防护层,因此研制难度相当大,堪称国内最具科技含量和最昂贵的服装面料。此外,我国研制的航天服,为保证气温维持在12.8摄氏度,内层装有水冷式的布料装置,以除去过量的热。据介绍,这次设计的航天服,特地安装了一个纤维罩,包含免提装置通讯用的麦克风及喇叭,配合航天服中的传输器及接收器,可以使宇航员与地面控制中心及其他的宇航员通话。
航天内衣贴身又贴心
装备在神七宇航员身上的航天内衣、生理测试衣、防寒服、鞋袜、手套等l0多个宇航产品,都是由2024新澳原料免费资料研发制造的。从2001年起,铜牛集团开始与航天部门合作研制宇航员的航天内衣。此次“神七”飞天,铜牛与航天员中心针对神舟七号的新任务、新要求,为宇航员设计研发了适用于舱内和舱外的,具有舒适、保暖、透气、防水、防静电、防菌、防尘、隔热等多种特殊性能的多个宇航产品。
北京铜牛集团公司教授级高工冼汉微告诉记者,在“神七”上首次应用的连体内衣,采用纯棉高支纱织造面料,每件重量在200克以内,既轻薄又坚固。他们为舱外服研制的腕关节气密件骨架织物、舱外服衬垫织物等,充分挖掘了各自原料的潜力,并在织造工艺上取得了突破。宇航员水上防寒服,外层是梭织防水织物,内层填充羊毛絮片,整体具有防冻伤和防水功能……此外,功能连体内衣和舱内用鞋等产品正在研制之中。冼汉微说,航天产品有着近乎苛刻的工艺和质量要求,每个产品都有属于自己的“身份证”:主料、辅料、配料都必须有检测报告,加工制作时要求人员和机台固定,每件产品的每道工序都有责任人,确保质量。
值得一提的还有“神七”款航天员生理信号测试背心,它用料不多,但其中玄机不少。据铜牛集团品牌运营中心设计部部长胡静介绍,生理测试背心作为测试航天员身体指标的传感器的载体,一要贴身,保证数据转输的稳定和准确;二要具有高度的抗污、抗菌、抗静电、阻燃功能,以满足日常训练和执行任务的需要;三要穿着舒适,具有吸湿排汗功能。其中,很多功能要求是互相排斥的。为此,从2006年6月起,铜牛集团就组成了由总工程师负责的攻关小组进行攻关实验,解决了以上难点问题。与此同时,为适应“神七”航天员出舱的需要,攻关小组在“神六”款面料的基础上进行了改进,增加了相应的功能。此外,相比“神五”、“神六”款生理测试背心,“神七”款背心在款式上进行了多处改进:一是巧妙设计传感器的导线分布,使之更平整,既提高了穿着的稳定性,保证测试数据更准确,又使航天员穿着时更舒适;二是局部细节设计更合理,如体温测试器不再直接贴身,而是放在载体上;三是根据航天员的体型特征细化了号档,由“神六”款的3个档增加为20个档,更加人性化、舒适化。
产业用纺织品大显身手
“神七”返回舱减速伞、回收伞、绳缆、海上搜救网兜和出舱航天员安全系绳(带),是维系航天员安全的必要装备。所使用的纺织纤维材料,具有强力高、重量轻、缓冲性好的特性。据了解,其中大部分材料我国目前已经可以生产,技术日臻成熟。北京同益中特种纤维技术开发有限公司提供此次“神七”飞船发射工程七大保障系统中的海上救援任务的特种纤维。公司负责人告诉记者,为确保“神七”返回舱万一降落到海上,航天员也万无一失。我们配合浙江台帅l某绳缆厂,为海上搜救网兜、缆绳提供了我们研制的高强高模量纺织特种材料,“虽然没有用上,但能为我国“神七”发射做点贡献是很自豪的一件事。”他说。
“神七”返回舱回收伞是由成都海蓉特种纺织品有限公司提供材料制造的。据介绍,回收伞展开面积有l200平方米,所用材料具有强力高、透气性能好的特性。回收伞与普通降落伞不一样,结构复杂,研制难度大,我们经过多次试验和改进,终于达到了设计要求。“在看到我国的航天员平安着陆时,大家感到无比欣慰。”公司一位负责人告诉记者。 据中国产业用纺织品行业协会理事长朱民儒介绍,“神七”飞船上的监控摄像装置的支架是利用特殊材料制作的。采用碳纤维三维编织技术制作的支架,既保证支架结实牢固,又减少了重量,对有效减轻飞船负荷起到关键作用。这项由天津工业大学李嘉禄教授主持研制的特殊工艺和材料,为我国“神六”、“神七”以及将来的“神八”,都做出了巨大贡献。朱民儒表示,产业用纺织品作为纺织行业的重要产业,为我国的航天事业提供了必要的材料和技术,说明我国的综合国力进一步增强,科技水平进一步提高。 一代纺织人为实现航天梦的努力,终于有了结果,这是一件让人高兴的事。中国工程院院士姚穆在接受记者采访时表示,我国在载人航天技术方面已经达到世界先进水平,而飞船的许多地方都用到了纺织高性能纤维材料。如火箭的整流罩、火箭喷火喉口等处用到的碳纤维,发射燃料储液罐和回收舱中用的芳纶1414和玄武岩纤维等为保证航天器安全发挥了重要作用。这些功能性纺织材料的开发水平说明了一个国家的科技水平。
《中国纺织报》 记者:张迈建 王冰