宇航服防护面料性能概述

丁天琦

摘要：宇航服可以防护真空、高低温、太阳辐射以及微流星等环境因素对人体造成的危害，在保证航天员太空作业安全方面发挥着极其重要的作用。防护面料是制造宇航服以及发挥防护功能的根本所在，因此对防护面料的选取及使用都是极其严格苛刻的，要求其具备阻燃耐高温、比重小、强度高等特性。从安全性和功能性等多方面综合考虑，甄选更多更新颖的防护面料，再通过技术、设计和工艺将不同功能的防护面料相互叠加到一起，可以使宇航服具备更加齐全的防护功能，确保航天员工作生活的顺利进行，推动航天事业的快速发展。

关键词：宇航服;防护面料;阻燃耐高温;防辐射

一、宇航服概述

宇航服也就是航天服，指的是一种保障航天员的生命活动和工作能力的个人密闭装备。可以在空间内防护真空、高低温、太阳辐射以及微流星等环境因素对人体造成的危害，因此其对宇航服防护面料的基本性能有着较高的要求，只有保证了宇航服功能的齐全性，才能够更好的保证航天员的生命安全。

1.1宇航服的分类

宇航服一般由压力服、头盔、手套以及其它辅助装备共同构成，其在保证航天员在太空进行工作时有着极其重要的作用。根据用途的不同能够将宇航服分为舱内宇航服和舱外宇航服两种，不管是哪种宇航服对于航天员来说都是极其重要的，因此设计人员对所有宇航服的防护面料选取以及使用都是极其严格苛刻的。

1.1.1舱内宇航服

舱内宇航服指的是航天员在航天器内部进行工作生活所穿戴的衣物，舱内宇航服相比舱外宇航服来说要轻巧便捷一些，一方面是因为航天器自身便具有着一定的防护功能，为航天员提供了安全生存环境，舱内宇航服更多的功能是预防突发事故的发生;另一方面则是因为航天员在舱内要进行各种设备仪器的调试，舱内宇航服必须要舒适轻巧，这样才能够保证其工作的正常进行。

1.1.2舱外宇航服

舱外宇航服对于各个方面的要求相比舱内宇航服来说要高一些，因为当航天员出舱进行工作时，没有了航天器的保护，便需要依靠舱外宇航服为航天员提供必要的支持。舱外宇航服要比舱内宇航服笨重一些，但是其所具有的功能确是舱内宇航服无法比拟的，而且在结构构成方面也要更加精细化，以此达到保护航天员在舱外工作的目的。

1.2宇航服防护面料基本性能要求

1.2.1比重小

航天员在进行工作任务时，自身的穿着能够对工作效率产生根本上的影响，因此对宇航服防护面料进行选择时一般都要选择在保证防护质量的同时比重较小的防护面料。不管是舱内宇航服还是舱外宇航服都有着较多的功能，只有选择比重小且防护性能较强的防护面料进行宇航服的制作，才能够从根本上保证航天员的生命安全。

1.2.2强度高

航天员在外太空进行工作的期限一般都是比较长的，舱内宇航服更是随时都在身上穿的，任何时候都在起着防护作用;而舱外宇航服在舱外进行保护时所受到的各个方面因素影响也是较为严重的，长时间下来便会被磨损。因此宇航服防护面料需要有着高强度的特性，这样才能够保证其在使用时限内完全发挥出自身的作用。

1.2.3伸长率

想要航天员在太空中更好的进行工作生活，必须要保证宇航服完全符合航天员的穿着需求，除此之外，宇航服还需要有着较好性能的伸长率。一方面是因为宇航服防护面料有着较好的伸长率的话能够随着航天员的身形变化而变化，时刻使航天员保持最舒适的穿着状态;另一方面则是因为当发生突发情况的话，伸长率较好的防护面料对于航天员的保护性能也要强一些，能够最大程度发挥出自身的作用。

1.2.4性能广

航天员在外太空进行工作时可能发生各种各样的情况，每种情况都是对宇航服以及航天员的一种挑战。宇航服相关设计人员在进行宇航服设计时会针对各种可能性来选择具有各种防护性能的面料，越是功能多的材料被应用的范围则越广，不管是外太空的辐射等对宇航服的损耗，还是真空等对宇航服的需求，都是在考验航天员的身体素质以及宇航服的整体性能。因此宇航服具有較为广泛的性能，所使用的面料也同样有着较为广泛的性能，而也正是这些性能作用的发挥才保证了航天员工作生活的安全性。

二、宇航服防护面料性能与防护能力的关系

宇航服之所以能够对航天员起到保护作用，一方面是因为设计的问题，设计人员通过不同的风险将宇航服设计为最适合航天员进行工作的形式，为其提供了充足的防护功能;另一方面则是因为防护面料性能的原因，不同防护面料共同制作成宇航服，才使得宇航服具备了各种各样的防护功能，才保证了航天员生活工作的安全顺利。

2.1耐老化性能设计

不同的防护面料都有着不同的性能，也有着不同的使用期限，有的防护面料功能能够一直发挥，不会因为使用年限的增长而使得其性能有所缺少，但同时也有的防护面料过了一段时间便无法发挥其功能。这都跟防护面料自身的耐老化特性有关系，设计人员在进行宇航服设计的同时也需要根据宇航服具体的使用年限来选择对应的防护面料，以此来达到保证航天员绝对安全的目的。

宇航服一般情况下都有着较长时间的服务期限，如若所选用的防护面料不能够在其使用年限内发挥自身作用的话，那么将会严重威胁到相关使用人员的生命安全。耐老化性能较强的防护面料不管是使用时间较长还是经受外部其它因素的影响都不会发生太大的变化，仍然能够使得宇航服在任何时候都发挥出自身的防护功能，确保航天员工作生活的顺利进行。

2.2阻燃耐高温设计

一般情况下，纺织品都是比较易燃的，不管是在明火状态下还是高温状态下都会出现一些问题，但也存在一些有着阻燃耐高温的防护面料，这些防护面料便是设计人员进行宇航服设计时的首选材料。将阻燃耐高温的防护面料与具有其它性能的防护面料结合到一起使用，功能之间的相互结合将最大程度上放大宇航服的各个方面性能，使得其在不同的环境中都能够起到较为重要的作用。

航天员在进行工作时可能会遇到各种各样的情况，其中发生局部高温的情况是极为常见的，而且温度一般都将高达1200摄氏度，这个时候宇航服的阻燃耐高温作用将显现出来。阻燃耐高温设计是宇航服保证航天员安全的根本所在，因此设计人员在进行防护面料的选择时既需要考虑面料的功能性，又要考虑其阻燃耐高温性能，这样才能够确保航天员的生命安全，不断推动航天事业的快速发展。

2.3防辐射设计

航天员的生活工作环境是处于地球外面的，没有地球大气层对辐射的缩减以及其它方面因素的影响，航天员所处环境中的辐射力度强度是极高的。如若没有任何防护装备的话，那么将会对航天员的身体健康造成极其严重的威胁;而且在航天器内部也有着众多的各种精密性设施设备，这些设施设备也会放出一定程度的辐射，同样也能够对航天员造成一定程度上的影响。

因此在选择宇航服防护面料时也需要对其防辐射的性能进行检测。电磁辐射以及其它辐射都会对航天员的内脏、血液等造成极为严重的危害，甚至还可以直接威胁到航天员的生命安全，而宇航服则是保证航天员不受辐射威胁的关键所在。因此不管是舱内宇航服还是舱外宇航服，只有防辐射性能以及其它方面的功能都是达到航天员生活工作需求的标准，才能够保证宇航员的生命安全，才能够确保航天事业的不断向前发展。

三、宇航服防护面料性能的发展趋势

宇航服防护面料的选择使用能够直接关系到其所发挥出来的防护作用，因此相关工作人员在对宇航服防护面料进行选择时需充分考虑其各个方面的性能以及所能发挥出来的作用。通过相关数据的调查可以得知，宇航服防护面料自身的性能不仅需要满足综合安全性这个发展需求，还需要拥有着一定的性能协调性，这样才能够通过不断改进相关技术使得不同种类防护面料性能充分互补，将宇航服的防护功能不断进行放大。

3.1综合安全性

宇航服在各种恶劣的环境下都起着较为重要的防护作用，保障着航天员的生命安全不受到其它特殊因素的影响，而防护作用的发挥便主要依靠的是宇航服上面的各种纺织而来的防护面料。不同的防护面料性能也是有所不同的，而选择防护面料不仅需要考虑其能够发挥出来的作用，还需要考虑其综合安全性。

例如有的防护面料雖然具备着较强的防辐射功能，但是同时其也是一种较为易燃的材料，这样的话该种防护面料则不适合用于宇航服的制之中。因为虽然其能够起到较为明显的防辐射作用，对于航天员有着一定的保障功能，但是其易燃的特性同样也威胁着航天员的生命安全，总体上来说还存在着一定的危险性，不具备较强的综合安全性。因此宇航服防护面料未来的发展趋势应当不断趋向于综合安全性，以此来达到提高宇航服防护能力的目的。

3.2性能协调性

想要不断提升宇航服的防护能力那么则需要不断选择性能协调性更好的防护面料，防护面料所能发挥自身防护作用一方面依靠的是自身本身的性能，另一方面则依靠的是自身材料与其它种类防护面料之间的协调性。只有不同防护面料之间的性能互补，才能够更好的发挥出宇航服的防护作用，如若不同防护面料之间存在着不良反应的话，那么反而还可能降低宇航服的整体防护能力。

随着航天事业的愈加成熟，各种新材料、新工艺也是不断地涌现出来，只有根据实际情况选取更加适合的各种防护面料，通过防护面料之间的性能协调性来起到放大不同功能的作用，才能够保证宇航服发挥出更加优秀的防护功能，为航天事业不断的保驾护航。

3.3不断改进相关技术

宇航服防护面料的性能与特征并不是决定宇航服防护能力的唯一所在，设计人员对宇航服的设计以及其它制作工艺等都能够严重关系到宇航服的整体防护功能。防护面料只是制造宇航服以及发挥防护功能的根本所在，还需要依靠其它技术来使得所有防护面料的不同功能相互叠加到一起，使得宇航服具备更加齐全的防护功能。不断改进相关技术也是宇航服防护面料性能未来的发展趋势，通过不同的工艺从更多更新颖的材料中挑选研发出性能更加良好的防护面料，以此来不断加强宇航服的防护能力。

四、结束语

总而言之，宇航服防护面料性能与特征对于其防护能力来说都是极为重要的。在未来的不断发展过程中，相关行业应当持续加强对宇航服防护面料的研究，这样才能够从根本上满足宇航服越来越苛刻的需求，对航天员起到更加重要的防护功能。