摘要：利用自行开发与集成的虚拟现实实验系统,通过在简化的虚拟乘员舱内设定判断物体大小和移动物体等常规的任务,记录其操作时间,并与真实环境中相同的任务进行了对比来开展人在虚拟环境中作业特性的仿真实验研究,同时设计主观问卷表调查被试对虚拟效果的真实感。结果表明,被试戴头盔显示器、利用数据手套完成挑选虚拟乘员舱内标准柜抽屉中的小球,并放置在一台体上任务的作业时间服从均值36.72s、方差13.798正态分布。70.2％的被试调查时认为头盔显示器的立体效果明显,可以产生一种沉浸感。所以,开展虚拟现实应用研究时,应使系统硬件能够尽可能地模拟真实任务背景,关键是头盔显示器和数据手套的交互性满足需要,其次对真实世界的模型优化应有一个量级,这样,人在其中的判断及反应操作与真实世界就可以类比,从而可保证应用结果有效性。

摘要：建立了一套交会对接人、机联合控制特性仿真实验系统的方法,设定对接控制的精度要求,选用26名年龄在20～40岁的男性青年志愿者进行了最后接近段交会对接的人机联合控制实验。实验的评价指标为追踪飞行器姿控与推进发动机点火的累计时间以及对接任务的成功率。实验结果表明,当受试者完成控制不多于3个相对参数,而其余由自动控制来完成时所形成的人、机联合控制的成功率在88.24%以上。此外,经过充分训练后,也有二名受试者完成了全部相对位置和姿态参数的控制。因此,在设计两飞行器的交会对接任务时,若要考虑到航天员的参与作用,让其完成控制两航天器间的俯仰、偏航和滚转参数较为合适,并且可以节省燃料。如果让航天员承担全部的参数控制任务,这就要考虑两方面的条件,一是允许消耗足够多的燃料,二是操作时间没有限制。

摘要：本文提出一种载人航天系统的新型设计思想 ,即以航天员为本的设计思想。文章首先论述了什么是以人为本的设计思想 ,指出以人为本的设计思想就是在系统设计中将人的作用作为设计的根本、中心和依据。以往的系统设计都是用以技术为本的设计思想 ,但实践证明以技术为本的设计思想存在严重问题 ,导致一系列重大事故 ,因而为以人为本的设计思想所取代。文章介绍了国际民航组织发表的以人为本的自动化的 1 0条设计原则 ,另外又介绍了美国航空航天局约翰逊航天中心的人适合性要求。但前者不适合载人航天系统 ,而后者又没有明确以人为本的设计原则 ,因此文章根据航天医学工程研究所医工结合的长期实践和人 -机 -环境系统工程的理论 ,提出一套以航天员为本的设计要求。该设计要求共分 4大类 ,即对载人航天系统设计的总要求、人 -机关系、人 -环关系和人际关系要求。设计要求中特别强调航天员在载人航天系统中始终处于中心位置 ,载人航天系统的设计应从航天员的安全、健康和作用出发 ,应在确保航天员安全、健康和作用的前提下进行载人航天系统的设计。因此应成立一个由航天医学工程方面的专家 ,航天工效学专家和航天员构成的专家组参加载人航天系统的设计、测试和验收 ,并协助飞行控制总指挥完成飞行实施阶段的指?

摘要：目的为航天产品的研制提供一套行之有效的结构振动特性设计方法和必须的设计、试验条件,增强产品对振动、冲击等动力学环境的适应性。方法在设计阶段采用计算模态分析方法来预估产品的固有频率及振型等动态特性;在试验阶段采用试验模态分析方法来辨识产品的动态参数。结果计算模态分析系统具有对机械结构进行结构静、动力分析,结构固有频率和振型计算等功能,在设计阶段可作为机械产品动态特性的辅助设计工具;试验模态分析系统具有实时采集力和加速度信号的功能,并能通过对所采集到的数据进行处理获得基本模态参数,可作为机械产品动态特性修改及进行减振设计的辅助工具。结论两个试验件的计算结果和测试结果表明本研究所提供的计算模态分析系统和试验模态分析系统是有效的,该方法可用于装船产品的结构振动特性设计。

摘要：目的研制空间微生物废物处理装置地面试验样机 ,为今后空间环境条件下植物不可食部分等废物转化为植物栽培液、实现空间物质的循环利用奠定基础。方法提出技术指标和性能要求 ,进行方案论证和设计、各组件加工和性能检测、系统安装与调试 ,而后进行微生物废物处理试验。结果该装置系统运行稳定 ,其能耗、体积和重量满足设计要求 ,出水水质和微生物处理能力好于设计要求 ,pH值和溶解氧浓度能自动控制 ,O2 能实现无泡供应。生菜不可食部分等废物在该装置中能被所选用的微生物降解 ,总有机碳 (TOC)和化学需氧量 (COD)含量均显著下降 ,分别达 92 .1 %和 95 .5 %。结论该装置结构设计合理 ,主要工作原理满足空间微重力条件设计要求 ,可作为空间条件下的废物降解处理装置。

摘要：目的探讨长期空间飞行乘员舱布局中颜色匹配性的一般规律 ,为对其进行工效学设计与评价提供基础数据。方法搭建乘员舱布局虚拟现实工效学实验系统 ,按工效学一般原则设计一个颜色匹配性选择模板 ,选用不同年龄段且具有一定背景知识的专业人员参加实验 ,利用SPSS8.0软件对所选颜色的色调、饱和度、明度指标及配色总数进行统计分析。结果在对舱内视觉环境所涉及的主要布局颜色 (柜面、地板、大扶手、井字架等 8类 )选择后 ,每一次得到的整体颜色搭配色调总数的均值为 5种 ,并且色调总数服从正态分布。大约 5 0 %以上被试者对所给出的单项取色爱好基本认可 ,但其明度和饱和度均比模板中值略大一点。此外 ,颜色匹配选择虽然离散 ,却仍存在共同性。结论当进行长期飞行的载人航天器乘员舱内颜色匹配性工效学设计时 ,总体色调须突出冷、暖色调结合 ,同时搭配色调总数不宜过多 ,即控制在 5类以下 ,这时对人的心理认同感较好。

摘要：目的研究被试者头戴头盔显示器、着数据手套在虚拟环境中进行操作时的判断及反应特性 ,探索利用虚拟现实系统获取工效学实验数据的真实性 ,以增强虚拟环境应用的可信度 ,为虚拟现实技术在载人航天中深层次的应用 (如人机界面设计方案模型的工效评价、虚拟训练 )提供数据支撑。方法利用自行开发与集成的虚拟现实实验系统 ,选定被试者并完成虚拟环境中人的操作判断及反应特性的实验设计。首先进行预实验 ,确定判断目标的差别等级和虚拟台体的高度 ,然后开始单因素的完全随机正式实验 ,同时设计主观问卷表对被试者进行虚拟效果的真实感调查。结果被试者戴头盔显示器、利用数据手套将虚拟乘员舱内抽屉中的小球放置在一台体上的作业时间服从均值 36.72s、方差 1 3.798s正态分布。调查显示 70 .2 %的被试者认为头盔显示器的立体效果明显 ,可以产生一种沉浸感 ,作业感受与真实世界一样。结论建立虚拟环境进行人机界面的工效评价或操作虚拟训练时 ,首先应使系统硬件能够模拟真实任务背景 ,关键是头盔显示器和数据手套的交互性满足需要。这样 ,人在其中的判断及反应操作与真实世界就可以类比 ,从而可保证评价或训练效果的有效性。

摘要：目的研制环控生保集成演示验证系统 ,为未来中长期环控生保系统技术的研究创造一个先进的地面研究试验环境。方法将固态胺二氧化碳收集浓缩、Sabatier二氧化碳还原、全氟磺酸热电综合膜蒸发尿处理和固态聚合物水电解制氧等再生式生保技术、集中通风温湿度控制技术、测量控制等非再生式技术集成在一密封绝热环境中 ,并通过试验考核。结果系统及再生式各分系统主要技术指标满足要求 ,系统总体及各分系统的整合是成功的 ,基本上达到了系统整合部分闭环。结论系统方案设计合理 ,系统的主要性能技术指标满足要求。系统总体及所属各个分系统之间匹配与协调性良好 ,系统运转正常 。

摘要：目的研制成空间蔬菜栽培装置地面实验样机,以便解决空间环境条件下栽培蔬菜的若干关键技术,为下一步研制空间蔬菜栽培装置样机和上天产品,并最终为在我国空间站实现空间蔬菜生产的实验与应用奠定基础。方法在详细技术方案论证与设计的基础上,进行了部件图纸设计与投厂加工、整机设备安装、调试、试运行和验证实验等。结果该样机栽培室内的温度、相对湿度、风速、总压、O2分压、CO2分压和栽培基质水分含量均实行自动而有效的控制;光源为高效电子荧光灯;平均蔬菜生产量可以 达到60g鲜重·d-1。结论该样机运行平稳,实际性能基本达到了预定的技术指标,部分组件的工作原理能够适应空间微重力环境,从而为今后研制空间蔬菜栽培装置打下了良好基础。

摘要：目的考验固态胺CO2控制系统主要功能和性能指标是否达到设计要求,同时考核系统与舱内环境的匹配性及工作协调性。方法在逼近真实负荷条件下,在模拟试验舱内进行了15 d连续试验.测量并定时记录直接反映固态胺CO2控制系统对舱内大气与环境影响及控制的主要因素,通过这些因素的变化评价系统的性能。结果系统解吸的平均功率500 W,平均排湿量为46 g/h,3名乘员生活的舱内CO2浓度最高不超过0.6％,在所定的温、湿度控制条件下,舱内温度维持在25℃、相对湿度在45％。结论系统的性能基本达到了设计要求,流程改进方案合理,既实现了废热的合理利用,又满足了密闭舱内环境对系统的温、湿度的限制,系统无故障工作15 d,已具有进行长时间工作的品质。