登月返回再入人体卧姿和躺姿超重动态响应实验研究
2021-04-14肖艳华刘炳坤王健全邓金辉刘志刚国耀宇费锦学马红磊
载人航天 2021年1期
肖艳华,刘炳坤,王健全,邓金辉,祝 郁,刘志刚,国耀宇,费锦学,马红磊
(中国航天员科研训练中心,北京100193)
1 引言
超重环境是航天员在执行任务中遇到的动力学环境,对乘员的安全和工效均具有重要影响。超重会导致人体头部血液供应不足,易引起黑视,甚至造成意识丧失等。人体对超重的耐受能力受多方面因素的影响,其中姿态对其有着直接的影响。人体的姿态主要由座椅背角、腿部的弯曲程度、心脏至眼睛的垂直距离等决定。其中坐姿指后背直立略有倾角,研究人员对背角从-13°~5°的加速度耐力进行了研究;仰卧姿态一般指后背与水平方向呈一定夹角。Ballinger等对背角呈不同角度(17°~35°)进行了人体加速度耐力实验研究,结果表明合理的人体背角有助于提升加速度耐受过载峰值,能延长耐受时间;俯卧姿态一般指趴着面对支撑系统,背角为-20°~20°,由于这种姿态对于人机工效影响较大,因此被应用的工况相对较少。 Clarke等研究了同一种体位、不同眼睛水平高度对加速度耐力的影响,发现眼睛水平位置高于膝盖和心脏时,相对持续耐受时间较长。
神舟飞船或联盟飞船的人体卧姿状态和阿波罗飞船的人体躺姿是2种典型的返回再入姿态。虽然这2种姿态均属于仰卧姿态,但是两者又存在较大区别。前者腿和脚部处于卷缩状态,大腿和腹部接触紧密,背部与水平面存在约20°的夹角,头部及肩部进一步抬高,与水平面的夹角约为30°;后者腿和脚部处于自然状态,小腿近似呈水平,且高于心脏位置,大腿处于垂直状态,后背及肩部近似呈水平,头部稍微抬高。……
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