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      《產業用紡織品》
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      科技資訊
      產業用紡織品護航神舟十三號,在浩瀚宇宙彰顯中國科技力量!
      時間:2022年4月19日
       
      探索浩瀚宇宙是全人類的共同夢想!
       
             4月16日,神舟十三號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸,神舟十三號航天員翟志剛、王亞平、葉光富順利出艙,結束“太空出差”,為中國航天迄今最長一次太空載人飛行畫上圓滿句號。在這次任務背后,離不開產業用紡織品的保駕護航,中國紡織再一次在浩瀚宇宙中彰顯了中國科技力量!
            隨著航空航天產業的進一步發展,尤其是空間站時代的到來,新的太空探索任務和太空生活、實驗等正對紡織材料及紡織品提出更多的需求和更高的要求。在航天領域,我國產業用紡織品重點應用于航天服、航天貨包、星載天線、降落傘等,在航天員生命保障、通信系統和回收著陸系統中發揮了重要作用。航空航天用紡織品作為產業用紡織品重點提升領域之一,高性能紡織復合材料、柔性紡織復合材料為航天事業提供強了大助力。
      在此次飛行返回過程中,3個籃球場大小的降落傘、輕質高強的神舟載人飛船用碳纖維復合材料、神舟飛船返回艙的“防熱衣”等紡織科技發揮了重要作用。
       
       
       
      最大環帆傘保障航天員安全落地
       
             降落傘是神舟飛船回收著陸分系統的關鍵產品,生產過程復雜,關鍵控制環節多,從加工、包裝到裝配均為手工操作。
           “打開降落傘穩穩落地”是航天員“回家”的最后一道程序。在返回過程中,傘艙蓋打開后,先拉出引導傘,再拉出減速傘。減速傘工作數秒以后會和返回艙分離,并拉出主傘,通過主傘,返回艙的落地速度會逐漸降低。
      據了解,此次護航神舟十三號的主傘面積達1200平方米,由1900多塊傘衣拼接而成,全部展開后可以覆蓋3個籃球場,拉直長度近70米,能夠橫跨足球場,是世界上最大的環帆傘。  
             降落傘的加工是神舟飛船研制過程的關鍵一步。怎樣在有限的空間里保證1200平方米主傘的所有尺寸精準到位是最讓團隊頭疼的問題。在產品復查環節,該團隊成員要從降落傘生產的全流程復查產品每一個零部件加工的一致性狀態,要保證96根徑向帶加工后的線跡松緊度一致,確保每一根徑向帶長度一致,確保產品質量萬無一失。
       
      大型碳纖維復合材料助力神舟飛船
       
             神舟載人飛船用的大尺寸、多開口推進分系統主承力薄壁加筋截錐,是我國載人航天史上首次使用的大型碳纖維復合材料制品,也是我國自主研制的大型復合材料結構件。推進艙承力截錐和氣瓶安裝支架兩個結構,產品為大尺寸、大開口、薄壁(最薄處1.2mm)截錐結構,具有重量輕、強度高、精度高、承載能力大等特點。一直以來,高性能碳纖維復合材料結構,始終伴隨著神舟載人飛船的每一次成功發射,經受住每一次考驗,為我國航天事業貢獻力量。
       
      蜂窩狀防熱材料制成返回艙“防熱衣”
       
             在穿越大氣層過程中,神舟十三號返回艙和大氣層摩擦會產生兩千多度的高溫,足以融化地球上大部分的物質,因此神舟飛船返回艙必須準備“防熱衣”——一種蜂窩狀的防熱材料,在返回過程中,需要通過燃燒這種防熱材料來帶走熱量,從而保證航天員的安全。
            此次為神舟研制的防熱材料有100多種,為了把材料的性能提到極致,要做大量的工作。蜂窩結構的材質在同樣密度的情況下的強度最高,所以這次返回艙的防熱大底選擇了蜂窩這個結構。
       
      防風保暖的睡袋、蓋毯組成地面保暖裝置
       
              在三名航天員出艙后,工作人員立即為他們穿上了航天員地面保暖裝置。據了解,這身藍色的裝備叫做航天員地面保暖裝置,兼具了展示國家形象的功能。
      “神十三”沿用了“神十一”的地面保暖裝備。由于宇航員在軌駐留時間較久,落地后可能無法立即適應地球重力作用;且著陸地點的氣候較寒冷,為保障航天員的身體健康,需要設計地面保暖裝置。根據規定,地面保暖裝置由睡袋與蓋毯組成。睡袋會將穿著艙內宇航服的宇航員裝入,蓋毯則起到更加保暖、更多呵護的作用。為適應宇航員在扶手椅上自然彎曲的狀態,睡袋被特意做成適形的彎曲樣式;采用戶外運動的專業面料,達到防風保暖效果。依據東風著陸場的現場氣溫,“神十三”航天員出艙后只使用了睡袋。
       
      中國自行研制的“飛天”艙外航天服
       
             中國研制的“飛天”艙外航天服每套總重量120千克,身高1.60米~1.80米的人都可以穿,且從內到外分為 6 層。
             最里面一層是舒適層,它是用經過特殊防靜電處理的棉布織成,因為艙外服里面是純氧,一有靜電就會著火。然后是橡膠質地的備份氣密層,大約1毫米厚,與上肢等關聯結構相粘貼。
      緊接著是主氣密層,它是個整體結構,完全覆蓋服裝主要的關節結構,既能滿足充氣加壓需求,又不會讓服裝過于膨脹。之后是滌綸面料的限制層,不像前幾層承受的壓力很小,限制層是主承力層。
      圖片
             再之后是由5-7層涂鋁的聚酯薄膜構成真空屏蔽隔熱層,能通過熱反射來實現隔熱,并應對真空溫差、輻射等惡劣環境。最外層則是外防護層,是一種特殊的紡織面料,耐磨損、反射性強,可以在溫度±100℃之間保持完好無損。
       
      玄武巖纖維化身為“天和號”空間站的“護身服”
       
             隨著航天事業的發展,空間碎片數量持續增加,嚴重威脅著航天器的安全運行。據悉,空間站的敵人其實就是太空垃圾形成的碎片和微流星體。目前已經被探測和編號的大型太空垃圾數量超過1.8萬個,加上沒有被探測的,整體數量高達上百億,而這一切只能依靠空間站自己硬抗。2018年,俄羅斯聯盟號飛船就宣稱因為冷卻管損壞,導致了空氣泄漏事件。去年5月份,國際空間站長度18米的機械臂被一塊小型太空垃圾碎片貫穿,幸好工作人員及時發現,并進行了后續的檢查和維修,才避免了更嚴重的后果。 
             我國為了防止類似事件出現,在空間站的防御撞擊防護結構材料上采用了玄武巖纖維布填充,使得空間站能夠防護直徑高達6.5毫米碎片的高速撞擊。玄武巖纖維布應用于我國空間站,其作為空間碎片防護結構的關鍵材料,能有效破碎、熔化甚至氣化彈丸,并降低彈丸的速度,使空間站抵御速度6.5km/s空間碎片撞擊的能力提高了3倍以上,大幅提高了空間站在軌可靠性和安全性,超過國際空間站的防護設計指標。
      從2014年開始研發玄武巖纖維布,經過2萬多次試驗才成功,并超過了其他國家國際空間站的防護設計指標。
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