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航天服技术的发展历程与展望
张万欣;丁凌艳;李元丰;刘俊兵;针对各国研发的航天服，系统梳理了航天服技术的阶段性发展历程，分析了其核心技术及突破，指出了现阶段航天服技术的局限性，并针对深空探测与商业化需求探讨了航天服未来发展的方向，明确了航天服正在从被动防护装备向智能作业平台转型，需要跨学科创新突破轻量化、自适应、高可靠和高效人机交互等关键技术。
基于参数化建模分析方法的舱外服关节活动特性研究
刘东岳;王荣青;刘俊兵;卜爱明;杨洪瑞;冉倩;张万欣;目的 随着未来载人航天任务不断向地外行星及深空探测方向发展，出舱活动愈加频繁，任务场景更为复杂，对舱外服的工效提出了更高的要求。为保证人员着服后的活动工效，服装在四肢部位多采用软式关节及大角度、低阻力关节结构设计，确保舱外服活动性。方法 针对舱外服典型关节结构，建立一种舱外服关节结构设计方法，进行关节活动特性分析。综合梳理目前舱外服的活动关节结构特征与活动特点，基于经验方法定性分析不同典型结构的活动特性；针对典型结构，建立有限元模型开展结构动力学分析，研究舱外服关节活动阻力矩随活动角度的变化趋势，定量获得活动特性曲线；根据不同结构尺寸参数，进行参数化建模分析，研究结构参数变化对活动特性影响，通过获取系列曲线为舱外服活动关节结构设计提供依据。结果 定性获得不同典型关节结构活动特性，针对典型结构定量分析不同结构参数对关节活动特性的影响，为舱外服关节结构的设计建立了方法和依据。结论 基于有限元方法的关节活动特性分析方法适用于舱外服典型关节结构设计。
明胶基双网络离子导电水凝胶的制备及特性研究
岳笑颜;孙红玲;刘虎;尹锐;刘春太;目的 随着人机交互、人体运动监测技术和健康管理水平的不断发展，具有优异弹性和生物相容性的离子导电水凝胶在可穿戴设备和航天医学领域的应用日益广泛。为解决传统离子导电水凝胶机械性能差、传感信号不稳定等问题，开发性能优异的水凝胶材料具有重要意义。方法 采用两步法制备聚丙烯酰胺/明胶双网络离子导电水凝胶，开展化学结构、力学性能及应变传感响应特性的系统研究。结果 制备的水凝胶具有高透明度和良好拉伸性，在0～800%应变范围内表现出较高灵敏度（GF=9.40）、快速响应和优异的响应稳定性，可实现复杂的人体运动和生理信号的实时监测。结论 制备的水凝胶具备优良的力学与传感性能，在可穿戴医疗监测领域，尤其在航天医学中的人体生理信号检测方面具有潜在的应用价值。
低压环境下典型体力作业对人体局部热生理影响的研究
张晴;聂嘉辰;孙超;张静;刘钿;袁铁江;冯新星;丁立;目的 太空低压环境下开展体力作业任务是航天员面临的主要生理挑战之一。本研究探究典型体力作业对人体各节段的局部热生理影响，深入分析低压环境下的作业任务对人体作业能力的影响机制，为面向人体局部热生理和整体作业能力的航天服温控设计提供理论依据。方法 本研究在低压复合环境模拟舱中开展了两种典型体力作业试验，包括负重15 kg徒步和25 kg重物搬运。将模拟舱设置为试验高度4500 m，即约57 kPa压力；温度26℃，湿度40%。选取6名未经历低压习服的成年男性，环境稳定后采集作业全程的12点皮肤温度，并对各局部温度数据进行统计分析。结果 低压环境下，身体相同部位对不同工况下体力作业时间的响应存在差异。在行走作业中，主要活动部位大腿和小腿的温度均有所下降，且除骨盆和足部外，其余身体部位的温度随着试验进程逐渐降低；在搬运作业中，主要活动部位背部、大臂肌肉的温度明显上升。而在同一作业类型中，身体各部位温度随体力作业的时间响应变化而不同。结论 航天员在低压环境下完成不同类型的作业任务会对身体局部的热生理产生不同影响。因此，在航天服温控设计中，除了考虑不同作业的基本强度以及人体代谢的差异，还应根据作业类型和具体产热部位调节局部的加热制冷量，从而实现航天服针对性智能热控制，提升特定作业场景中的作业保障水平。
纤维材料月尘吸附特性研究
杨洪瑞;王荣青;陈书赢;梅志强;吴志强;李猛;张万欣;目的 针对航天服月尘防护需求，探索研究织物纤维材料表面特性对材料表面月尘吸附的影响规律。方法 设计一种月尘吸附实验装置，利用该装置在真空和辐照条件下开展纤维材料模拟月尘吸附特性的研究实验，根据显微镜下观察结果分析纤维材料导电特性、表面能特性对材料表面月尘吸附的影响。结果 紫外辐照能够使模拟月尘充电活化，纤维表面月尘吸附量增加；降低纤维材料表面能或提高纤维材料导电特性均有利于减少纤维材料表面月尘吸附。结论 真空辐照环境下，月尘与纤维材料之间的吸附力以库仑力为主，通过提高纤维材料表面的导电特性，更有利于减少纤维表面月尘吸附。
