宇航服防護面料性能概述

丁天琦

摘要：宇航服可以防護真空、高低溫、太陽輻射以及微流星等環境因素對人體造成的危害，在保證航天員太空作業安全方面發揮著極其重要的作用。防護面料是制造宇航服以及發揮防護功能的根本所在，因此對防護面料的選取及使用都是極其嚴格苛刻的，要求其具備阻燃耐高溫、比重小、強度高等特性。從安全性和功能性等多方面綜合考慮，甄選更多更新穎的防護面料，再通過技術、設計和工藝將不同功能的防護面料相互疊加到一起，可以使宇航服具備更加齊全的防護功能，確保航天員工作生活的順利進行，推動航天事業的快速發展。

關鍵詞：宇航服;防護面料;阻燃耐高溫;防輻射

一、宇航服概述

宇航服也就是航天服，指的是一種保障航天員的生命活動和工作能力的個人密閉裝備。可以在空間內防護真空、高低溫、太陽輻射以及微流星等環境因素對人體造成的危害，因此其對宇航服防護面料的基本性能有著較高的要求，只有保證了宇航服功能的齊全性，才能夠更好的保證航天員的生命安全。

1.1宇航服的分類

宇航服一般由壓力服、頭盔、手套以及其它輔助裝備共同構成，其在保證航天員在太空進行工作時有著極其重要的作用。根據用途的不同能夠將宇航服分為艙內宇航服和艙外宇航服兩種，不管是哪種宇航服對于航天員來說都是極其重要的，因此設計人員對所有宇航服的防護面料選取以及使用都是極其嚴格苛刻的。

1.1.1艙內宇航服

艙內宇航服指的是航天員在航天器內部進行工作生活所穿戴的衣物，艙內宇航服相比艙外宇航服來說要輕巧便捷一些，一方面是因為航天器自身便具有著一定的防護功能，為航天員提供了安全生存環境，艙內宇航服更多的功能是預防突發事故的發生;另一方面則是因為航天員在艙內要進行各種設備儀器的調試，艙內宇航服必須要舒適輕巧，這樣才能夠保證其工作的正常進行。

1.1.2艙外宇航服

艙外宇航服對于各個方面的要求相比艙內宇航服來說要高一些，因為當航天員出艙進行工作時，沒有了航天器的保護，便需要依靠艙外宇航服為航天員提供必要的支持。艙外宇航服要比艙內宇航服笨重一些，但是其所具有的功能確是艙內宇航服無法比擬的，而且在結構構成方面也要更加精細化，以此達到保護航天員在艙外工作的目的。

1.2宇航服防護面料基本性能要求

1.2.1比重小

航天員在進行工作任務時，自身的穿著能夠對工作效率產生根本上的影響，因此對宇航服防護面料進行選擇時一般都要選擇在保證防護質量的同時比重較小的防護面料。不管是艙內宇航服還是艙外宇航服都有著較多的功能，只有選擇比重小且防護性能較強的防護面料進行宇航服的制作，才能夠從根本上保證航天員的生命安全。

1.2.2強度高

航天員在外太空進行工作的期限一般都是比較長的，艙內宇航服更是隨時都在身上穿的，任何時候都在起著防護作用;而艙外宇航服在艙外進行保護時所受到的各個方面因素影響也是較為嚴重的，長時間下來便會被磨損。因此宇航服防護面料需要有著高強度的特性，這樣才能夠保證其在使用時限內完全發揮出自身的作用。

1.2.3伸長率

想要航天員在太空中更好的進行工作生活，必須要保證宇航服完全符合航天員的穿著需求，除此之外，宇航服還需要有著較好性能的伸長率。一方面是因為宇航服防護面料有著較好的伸長率的話能夠隨著航天員的身形變化而變化，時刻使航天員保持最舒適的穿著狀態;另一方面則是因為當發生突發情況的話，伸長率較好的防護面料對于航天員的保護性能也要強一些，能夠最大程度發揮出自身的作用。

1.2.4性能廣

航天員在外太空進行工作時可能發生各種各樣的情況，每種情況都是對宇航服以及航天員的一種挑戰。宇航服相關設計人員在進行宇航服設計時會針對各種可能性來選擇具有各種防護性能的面料，越是功能多的材料被應用的范圍則越廣，不管是外太空的輻射等對宇航服的損耗，還是真空等對宇航服的需求，都是在考驗航天員的身體素質以及宇航服的整體性能。因此宇航服具有較為廣泛的性能，所使用的面料也同樣有著較為廣泛的性能，而也正是這些性能作用的發揮才保證了航天員工作生活的安全性。

二、宇航服防護面料性能與防護能力的關系

宇航服之所以能夠對航天員起到保護作用，一方面是因為設計的問題，設計人員通過不同的風險將宇航服設計為最適合航天員進行工作的形式，為其提供了充足的防護功能;另一方面則是因為防護面料性能的原因，不同防護面料共同制作成宇航服，才使得宇航服具備了各種各樣的防護功能，才保證了航天員生活工作的安全順利。

2.1耐老化性能設計

不同的防護面料都有著不同的性能，也有著不同的使用期限，有的防護面料功能能夠一直發揮，不會因為使用年限的增長而使得其性能有所缺少，但同時也有的防護面料過了一段時間便無法發揮其功能。這都跟防護面料自身的耐老化特性有關系，設計人員在進行宇航服設計的同時也需要根據宇航服具體的使用年限來選擇對應的防護面料，以此來達到保證航天員絕對安全的目的。

宇航服一般情況下都有著較長時間的服務期限，如若所選用的防護面料不能夠在其使用年限內發揮自身作用的話，那么將會嚴重威脅到相關使用人員的生命安全。耐老化性能較強的防護面料不管是使用時間較長還是經受外部其它因素的影響都不會發生太大的變化，仍然能夠使得宇航服在任何時候都發揮出自身的防護功能，確保航天員工作生活的順利進行。

2.2阻燃耐高溫設計

一般情況下，紡織品都是比較易燃的，不管是在明火狀態下還是高溫狀態下都會出現一些問題，但也存在一些有著阻燃耐高溫的防護面料，這些防護面料便是設計人員進行宇航服設計時的首選材料。將阻燃耐高溫的防護面料與具有其它性能的防護面料結合到一起使用，功能之間的相互結合將最大程度上放大宇航服的各個方面性能，使得其在不同的環境中都能夠起到較為重要的作用。

航天員在進行工作時可能會遇到各種各樣的情況，其中發生局部高溫的情況是極為常見的，而且溫度一般都將高達1200攝氏度，這個時候宇航服的阻燃耐高溫作用將顯現出來。阻燃耐高溫設計是宇航服保證航天員安全的根本所在，因此設計人員在進行防護面料的選擇時既需要考慮面料的功能性，又要考慮其阻燃耐高溫性能，這樣才能夠確保航天員的生命安全，不斷推動航天事業的快速發展。

2.3防輻射設計

航天員的生活工作環境是處于地球外面的，沒有地球大氣層對輻射的縮減以及其它方面因素的影響，航天員所處環境中的輻射力度強度是極高的。如若沒有任何防護裝備的話，那么將會對航天員的身體健康造成極其嚴重的威脅;而且在航天器內部也有著眾多的各種精密性設施設備，這些設施設備也會放出一定程度的輻射，同樣也能夠對航天員造成一定程度上的影響。

因此在選擇宇航服防護面料時也需要對其防輻射的性能進行檢測。電磁輻射以及其它輻射都會對航天員的內臟、血液等造成極為嚴重的危害，甚至還可以直接威脅到航天員的生命安全，而宇航服則是保證航天員不受輻射威脅的關鍵所在。因此不管是艙內宇航服還是艙外宇航服，只有防輻射性能以及其它方面的功能都是達到航天員生活工作需求的標準，才能夠保證宇航員的生命安全，才能夠確保航天事業的不斷向前發展。

三、宇航服防護面料性能的發展趨勢

宇航服防護面料的選擇使用能夠直接關系到其所發揮出來的防護作用，因此相關工作人員在對宇航服防護面料進行選擇時需充分考慮其各個方面的性能以及所能發揮出來的作用。通過相關數據的調查可以得知，宇航服防護面料自身的性能不僅需要滿足綜合安全性這個發展需求，還需要擁有著一定的性能協調性，這樣才能夠通過不斷改進相關技術使得不同種類防護面料性能充分互補，將宇航服的防護功能不斷進行放大。

3.1綜合安全性

宇航服在各種惡劣的環境下都起著較為重要的防護作用，保障著航天員的生命安全不受到其它特殊因素的影響，而防護作用的發揮便主要依靠的是宇航服上面的各種紡織而來的防護面料。不同的防護面料性能也是有所不同的，而選擇防護面料不僅需要考慮其能夠發揮出來的作用，還需要考慮其綜合安全性。

例如有的防護面料雖然具備著較強的防輻射功能，但是同時其也是一種較為易燃的材料，這樣的話該種防護面料則不適合用于宇航服的制之中。因為雖然其能夠起到較為明顯的防輻射作用，對于航天員有著一定的保障功能，但是其易燃的特性同樣也威脅著航天員的生命安全，總體上來說還存在著一定的危險性，不具備較強的綜合安全性。因此宇航服防護面料未來的發展趨勢應當不斷趨向于綜合安全性，以此來達到提高宇航服防護能力的目的。

3.2性能協調性

想要不斷提升宇航服的防護能力那么則需要不斷選擇性能協調性更好的防護面料，防護面料所能發揮自身防護作用一方面依靠的是自身本身的性能，另一方面則依靠的是自身材料與其它種類防護面料之間的協調性。只有不同防護面料之間的性能互補，才能夠更好的發揮出宇航服的防護作用，如若不同防護面料之間存在著不良反應的話，那么反而還可能降低宇航服的整體防護能力。

隨著航天事業的愈加成熟，各種新材料、新工藝也是不斷地涌現出來，只有根據實際情況選取更加適合的各種防護面料，通過防護面料之間的性能協調性來起到放大不同功能的作用，才能夠保證宇航服發揮出更加優秀的防護功能，為航天事業不斷的保駕護航。

3.3不斷改進相關技術

宇航服防護面料的性能與特征并不是決定宇航服防護能力的唯一所在，設計人員對宇航服的設計以及其它制作工藝等都能夠嚴重關系到宇航服的整體防護功能。防護面料只是制造宇航服以及發揮防護功能的根本所在，還需要依靠其它技術來使得所有防護面料的不同功能相互疊加到一起，使得宇航服具備更加齊全的防護功能。不斷改進相關技術也是宇航服防護面料性能未來的發展趨勢，通過不同的工藝從更多更新穎的材料中挑選研發出性能更加良好的防護面料，以此來不斷加強宇航服的防護能力。

四、結束語

總而言之，宇航服防護面料性能與特征對于其防護能力來說都是極為重要的。在未來的不斷發展過程中，相關行業應當持續加強對宇航服防護面料的研究，這樣才能夠從根本上滿足宇航服越來越苛刻的需求，對航天員起到更加重要的防護功能。