東華大學課題組為「神七」研製暖體假人

2020-12-08 中國教育在線

 

  「神七」太空人的艙外航天服,每套價值3000多萬元人民幣,可適應攝氏300度以上的溫差。但你可能想像不到,最先試穿這套航天服的,卻不是航天英雄,而是東華大學服用性能測試國家重點學科實驗室研製的暖體假人。航天服究竟合不合格,都得這些暖體假人「說」了算。

  試衣是「天職」

  身高1.68米的黑色假人自「誕生」以後,最重要的使命就是「試穿」航天員的艙外航天服。

  假人一年四季都只能住在實驗室裡,四周有厚厚的隔溫層。這裡的最高溫度達50℃,最低溫度是-50℃,雖然還達不到太空的溫差標準,但是在到航天城進行近一個月的連續「試衣」前,它就得先在這裡接受「培訓」。

  在太空中,「神七」繞地球一周,只需花費一個多小時。而在這一個多小時中,溫差很可能從上一分鐘零上100多℃,到下一分鐘的零下幾十℃。因此,艙外航天服中最重要一個部分,就是貼身穿著的液冷服,其作用是使人體的溫度始終保持在正常狀態。

  艙外航天服是否合格,如果讓真人試穿,顯然會有巨大的風險。而這些假人身體的皮膚以及內臟部位,都分布著密密麻麻的加溫儀和記錄儀,一旦設備啟動,暖體假人各個部位的體溫,則會迅速和常人一致。

  逼真模擬體溫

  據課題組負責人、東華大學服裝學院張渭源教授介紹,將假人的皮膚做成黑色是因為黑色材料具有和人體相同的熱量吸收率。

  假人身體的黑色塗層對熱量的吸收率是99%,而人的皮膚不論是黑皮膚還是白皮膚,對熱量的吸收率都是99%。如果把同樣的塗層改成白色,則對熱量的吸收率就迅速降低到50%到60%,會大大影響測試效果。

  只要啟動假人連接的電源,在電腦上調好各個部位的溫度設置,假人的四肢和頭部等,就會達到和正常人相近的溫度(32℃左右),心臟等內部器官的位置則變成37℃。張渭源教授介紹,人體的每個部位溫度都不同,因此,假人的內外以及身體的每個部位溫度也不同。

  可測是否舒適

  假人除了測試航天服是否合格,還會判斷是否舒適。

  假人可以像真人一樣「出汗」。只要設備啟動,假人就會微微出汗或者大汗淋漓。而此時,給他套上一件衣服,或給他吹風,或給他設定溫度,它就會自動記錄身體的溫度和溼度,從而判斷衣服的舒適程度。

  據張渭源介紹,人體最舒適的溫度是21℃以及65%的相對溼度,而假人可以記錄衣服對身體相對溼度和溫度帶來的微小變化。他披露,這一高新技術目前已用於保暖服裝的開發研製,今後有望在民用領域大顯身手。

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