航天员乘飞船升空时为什么要半躺着?

人体超载最强的方向,就是所谓的“胸背向”,也就是从人的前胸到背的方向 。因此,为了保障宇航员的安全,在宇宙飞船起飞和返回过程中宇航员采取“半卧位”是最合适的,这种姿态可以使大部分过载分量作用于宇航员的胸背,在这一过程中不影响宇航员监测仪表和完成必要的操作

航天员乘飞船升空时为什么要半躺着?

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人类要跨越密集的大气层进行太空旅行,就必须克服地球重力的影响 。以神舟号为例,宇宙飞船要进入低轨道绕地球飞行,必须达到第一宇宙速度,即每秒7.91公里的速度 。宇宙飞船起飞质量约7.8吨,以威力巨大的长征二号f火箭为运载工具,从我国酒泉卫星发射场起飞,向东南方飞行 。火箭将宇宙飞船送入轨道,进入近地200公里、远地点346公里的初始轨道,达到了能够维持宇宙飞船绕地球飞行的第一宇宙速度 。火箭的这次飞行时间总共不到10分钟,约583秒,很明显这是一个持续加速的过程 。加速运动需要加速度、过载 。正如我们在车上一样,当汽车起步或加速时,乘车的人会感受到从车头方向将人推向车后方向的力 。火箭加速飞行中也同样存在加速度过载,火箭运动相反方向作用于宇宙飞船中宇航员身体的现象也被称为“过载” 。
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宇宙速度示意图
加速度过载的测量单位为“g”,长征二号f火箭加速飞行时,作用于人体的最大过载值接近5g 。这是什么意思? 通俗地说,5g的超载作用于人体,意味着人承受的负荷是自己体重的5倍,这是不小的力量 。实际上,在宇宙飞船返回返回舱的过程中,由于持续减速,有时也会超重 。
据了解,人体最抗超载的方向,就是所谓的“胸背向”,也就是从人的前胸到背部的方向 。左右两边次之 。最弱的是“头钵的朝向”,也就是人体的头部和骨盆的朝向 。因此,为了保障宇航员的安全,在宇宙飞船起飞和返回过程中宇航员采取“半卧位”是最合适的,这种姿态可以使大部分过载分量作用于宇航员的胸背,在这一过程中不影响宇航员监测仪表和完成必要的操作
航天员乘飞船升空时为什么要半躺着?

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因此,宇航员的座位也是特别设计的,其基本形状是为了适应宇航员半躺的体位 。座位的工作方式包括根据每位宇航员的体形定制的“赋形坐垫”和座位上的捆绑装置,可以让宇航员稳定舒适地就座 。不仅对超载的防护,而且对起飞、返回过程中不可避免的冲击、振动等力学因素也能起到一定的防护作用 。
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