摘要：目的探讨飞船从月球轨道跳跃式返回地球过程中体位姿态对人体动力学响应的影响,明确内脏器官的位移和变形情况,为返回舱内乘员姿态的设置提供依据。方法利用人体生物力学模型HUMOS作为乘员替身,分别建立了卧姿神舟座椅和躺姿阿波罗座椅的有限元模型。在Hyperworks有限元分析平台上进行了人体动力学响应的仿真分析,利用离心机实验数据对模型进行标定后,分别以类嫦娥和类阿波罗跳跃式返回过载曲线为上述模型的输入,进一步仿真分析人体的动态响应,包括重要内脏器官的位移和变形分析。结果躺姿模式下人体重要部位头、胸骨、骶骨的合加速度响应曲线的形状和峰值均与输入相一致;而卧姿模式下虽然这些部位曲线的形状相似,但骶骨处的峰值相对较低。躺姿模式下内脏器官的受力状态和变形以胸背向受压为主,而卧姿模式下内脏器官在+Gx和+Gz的共同作用下产生位移和挤压变形,且人体内脏器官位移和变形大于躺姿模式。结论从人体内脏器官位移和形变最小的角度考虑,建议飞船从月轨再入返回过程中乘员的姿态设计应优先选择躺姿。

摘要：飞船返回段宇航员需要经历超重和冲击两个特殊加速度环境的考验,加速度超过人体耐受限度时会导致乘员的损伤,甚至威胁到生命安全。因此,在飞行器设计中应充分考虑人体对加速度耐受限度,采取有效防护措施,确保乘员身体健康和生命安全。然而,男性和女性的加速度耐受限度是否一样,这一问题值得进一步讨论。本文综述了性别差异对加速度损伤影响的研究进展。

摘要：针对航空航天环境医学多因素耦合研究欠缺、复合环境模拟实验设备缺乏等问题,本文基于模块化设计思想,研制了低压舱,并与已有的超重平台耦合,搭建了低压超重复合实验平台。通过理论分析、仿真建模等方法,对该低压舱的硬件、软件进行了设计与选型,并对耦合低压舱的低压超重复合实验平台进行了测试。结果表明:在低压舱体积为0.09 m3、重量小于20 kg的约束条件下,低压舱的结构安全系数为1.2;实验平台运行平稳,稳定性不受超重过载影响,仅受设定的压力值的轻微影响,且在各个工况下压力的波动范围和相对误差有限。This paper addresses the issues of insufficient multi-factor coupling research in space environmental medicine and the lack of integrated environmental simulation equipment. Based on modular design principle, a low-pressure chamber was developed and integrated with an existing overload simulated platform to establish a low-pressure and overload integrated environment simulation platform. By theoretical analysis and simulation modeling, the hardware and software of the low-pressure chamber were designed and selected, and the performances of the low-pressure and overload integrated environment simulation platform were tested. The results show that under the constraints of the low-pressure chamber with a volume of 0.09 m³ and a weight of less than 20 kg, the structural safety factor of the chamber is 1.2. And its stability was unaffected by overload conditions and just influenced by the given pressure values slightly, and the fluctuation ranges and relative errors of pressure were limited.

摘要：为了探索卧姿半弹道式再入时的人体动态响应,通过载人离心机模拟飞船半弹道式返回再入大气层过载曲线,对比分析卧姿状态下HybridIII生物力学假人头部、胸部及腰部的动力学响应。结果显示假人各部位胸–背向响应占优势。头部、胸部、腰部沿胸–背向的加速度由低到高,增长幅度较小;而沿头–盆向是由高到低,差异性明显,头部最高,胸部和腰部加速度较为接近。该实验研究为载人深空探测工程实践提供了数据基础,为载入加速度耐限制定及安全防护设计提供指导。

摘要：为了探索躺姿半弹道式再入时的人体动态响应,模拟Apollo10返回再入过载环境,采集Hybrid III生物力学假人头部、胸部及臀部的加速度动态响应数据,对比分析阿波罗再入躺姿状态下假人不同部位的动力学响应规律。结果显示假人重要部位的动态响应与再入模式下的过载曲线变化趋势基本一致,各部位合成加速度值较为接近。+Gx为主要过载响应,且胸部响应过载值较大,应加强乘员胸背向加速度防护。该实验研究为载人深空探测工程实践提供了数据基础,并给出明确的工程指导意见,为载入加速度耐限制定及安全防护设计提供指导。

摘要：为探索飞船返回再入加速度过载下人体姿态对乘员动力学响应的影响,本文利用Pro-E和HyperWorks软件建立了仰姿和躺姿两种典型人体姿态的假人–座椅系统模型。模型中使用了HUMOS II (Human Model for Safety Version II)人体生物力学模型。根据实际离心试验数据对假人–座椅系统模型进行了标定和验证。论证并分析了在高加速度过载(峰值为6.4 g)条件下,人体姿态对人体关键器官包括心脏、肺、膈肌、肝脏和腹部脏器过载响应的影响。仿真结果表明,膈肌的位移和变形是影响人体对再入过载耐受力的最重要因素。膈肌在卧姿时受到其他器官的作用力大于躺姿时的作用力。因此,飞船设计人员应更多地关注人体内部器官的受力状态,选择一个在飞船返回时对乘员具有更好保护作用的体位姿态,本文建议飞船乘员的姿态设计应优先选择躺姿。

摘要：探索典型月地返回再入时人体躺姿状态下加速度过载的生理效应和作用规律。选拔11名志愿者完成最大峰值3 g、5 g的过载试验,其中5名志愿者另完成了最大峰值7 g的过载试验。利用载人离心机模拟两种典型过载:嫦娥返回模式、阿波罗返回模式。试验过程中监测志愿者心率、血压、血氧饱和度等生理指标,记录志愿者主观感受,并设计综合评分标准进行综合评价。志愿者全部完成预设试验;能够耐受峰值7 g的典型过载,但出现了明显的不适症状。试验过程中志愿者综合评分显著降低(P < 0.05)。随着过载增大,压迫性呼吸困难成为主要影响因素,个别志愿者出现低氧血症。与嫦娥返回过载环境相比,阿波罗返回过载环境下不适感稍强烈。典型月地返回躺姿状态,建议加强乘员胸部和呼吸功能的防护;5 g以上过载对人体生理指标和主观感受产生较大影响,因此飞船再入气动设计应尽量减少高过载作用时间。

摘要：亲手折叠的时光，总是如此深刻。