东华大学设计的航天服,已在天宫二号静待取用
姜澎 2016-10-16 12:48

 

▲“神舟十一号”航天员景海鹏和陈冬身着东华大学航天员服装研发设计团队研制的秋冬常服

【导读】“神舟十一号”载人飞船将发射升空,即将与“天宫二号”空间实验室进行对接,两名航天员将在轨驻留33天,这是迄今为止我国载人飞行时间最长的一次任务。今天(16日)上午,在“神舟十一号”载人飞行任务航天员与记者见面会上,而景海鹏和陈冬两名航天员身穿的正是东华大学航天员服装研发设计团队研制的秋冬常服帅气亮相。

而东华大学设计研发的中国航天员在轨运动锻炼服装、失重防护服、非工作日休闲服等成果,在“太空180”大科学试验中得以应用,并在9月15日已搭载于“天宫二号”进入太空,静待神舟11号搭载的航天员前来取用。这一系列航天服将伴随航天员们未来33天征程。

提起航天员,人们的脑海中首先浮现的便是包覆于厚重硬挺的宇航服中在浩瀚太空中缓慢移动的形象。而回到地面,无论春夏秋冬,中国航天员们总是一款灰蓝连体长袖服装出现在公众面前,过去,他们在例行工作、任务训练时都是穿着这同样的服装。

承载着中国精神和中国力量的航天员需要怎样的着装,塑造怎样的外在形象,才与中国令人振奋和期待的航天事业相匹配呢?

东华大学航天员服装研发设计团队正在设计研发保障航天员太空和地面工作生活全过程的系列专用服装,其中,既包括航天员在轨工作生活的工作服、锻炼服、休闲服、失重防护服、睡具等,还有常服、任务训练服、专用服饰等地面任务服装等数十个种类。

科技+时尚:解密太空人的“穿衣经”

中国航天员专用服装是以功能性和工效性优先,兼具美观性的多功能服装,东华大学航天员服装研发设计团队在设计上紧扣“飞天梦”和“中国梦”时代主题,展现中国航天员作为中国梦的太空筑梦人和守护者的美好形象。

特别是此次执行“神舟十一号”飞行任务的航天员穿着的秋冬常服,据该服装的主持设计者东华大学周洪雷副教授介绍,服装突破以往单一用色模式,在天空色湖蓝基础上加入象征地球天际线和外太空色调元素,让服装看起来更立体饱满,更有层次感。而工艺上多以立体直线条为主,前肩隐喻航天飞行轨迹的“S”型弧线与前胸象征胜利的“V”型直线拼条呼应,呈现粗细曲直和谐之美。男款服装展示中国航天员威武庄重,女款服装展现中国女性飒爽英姿的同时也突出了东方女性的柔美气质。

东华大学设计研发的夏季常服,由执行“天宫一号”与“神舟十号”载人飞行任务的女航天员王亚平穿着首次亮相在央视的“开学第一课”节目里讲述我国载人航天工程计划实施过程中体现出的新长征精神。中国首位女航天员刘洋也曾身着该系列常服在央视节目中讲述载人航天相关科学知识。

▲航天员王亚平身着东华团队设计研发的中国航天员夏季常服现身央视“开学第一课”节目

▲航天员刘洋身着东华团队设计研发的中国航天员夏季常服亮相,讲述太空跑台运动相关科学知识

航天服装设计“克克计较”

航天员进入太空后穿什么?除了发射和返回阶段,航天员在天空实验室都将根据工作任务的不同阶段和场合换上不同类型的专用服装,开展在轨工作、生活和运动。

为保障航天员正常工作与生活健康,航天员的太空实验室任务类服装看似平常,实际上也是大有讲究的。

不同于普通服装,进入“天宫二号”空间实验室用于保障航天员健康的运动锻炼服装对舒适工效等功能要求特别高,而且航天员的连体服装,需要较大活动自由度并兼顾美观合体性。因此每件衣服重量误差超过1克就为不合格,特殊部位的尺寸误差超过2毫米就要返工,要满足所有的这些技术指标要求,不仅仅是服装艺术设计领域,更需要工程技术学科力量的加入。

据东华大学航天员服装研发设计团队负责人、服装学院院长李俊介绍,因为航天任务对产品的高度可靠性要求,团队花在测试和风险控制上的时间要远远多于正常任务的时间。团队通过对航天员专用服装进行上千次各类整体和局部测试,慎之又慎,尤其是更加注重服饰细节对整体状态的影响。严格的质检要求,让教授们亲自上阵踩起了缝纫机、站在了烫台前,对每一根缝迹线都“丝丝入扣”、“克克计较”。

以此次东华大学航天员服装研发设计团队刘灿明副教授主持设计的运动锻炼服装为例,由可拆卸组合式上衣与裤装构成,用于航天员在“天宫二号”空间实验室进行“太空跑台运动、骑自行车运动”时穿着。在设计运动服时,既要在服装结构上满足失重状态下航天员肢体运动的动作变化和舒适度要求,又要兼顾狭小空间实验室内的视觉感受。

为了设计这一系列运动锻炼服,课题组研究了失重着装感觉模拟舱中视觉心理学实验分析结果,还用上了前期的中国男性人体出汗分布图谱等服装生理学基础科研成果,给仿生出汗假人穿上了运动锻炼服,进行各种模拟运动状态下的生物物理学测评分析。

最终采用了不同纯度蓝色色块匹配使用,通过动感的线条分割使得衣服符合人体工学的需求。同时,衣摆、袖口、裤口的宽松度都可以自由调节,衣袖、裤腿可自由拆卸组合,特殊针织面料还必须具有良好的热湿传递性、接触舒适性、卫生清洁性能。

▲着装状态仿生假人生物物理学模拟研究

▲服装结构设计

如何在地面研发太空衣?只有靠创新——宇航员在太空中是呈现自由漂浮状态,而服装同样也是如此,现有服装实验设备都只是地面状态,根本不可能满足航天员专用服装的研发。东华大学团队为此专门设计了“着装失重感觉模拟舱”,可以在地面模拟测量航天员在失重操作状态下服装的表现及航天员生理响应、心理感受。

据航天员专用服装系列化设计项目技术总指导、中国工程院院士、东华大学俞建勇教授介绍,“从90年代,我国正式宣布开启载人航天工程伊始,24年间东华大学先后完成航天级高纯粘胶基碳纤维、舱内外航天服暖体假人研制、航天员尿收集装置研制、半刚性太阳能电池帆板玻纤网格基板、中国航天员专用服装系列化设计等十余项科研成果,成功应用于国家头号战略武器研发、神舟系列载人航天工程及‘天宫一号’、‘天宫二号’工程中”。

如今,东华大学快速响应创新科研平台,组建成立由著名科学家领衔的先进低维材料中心和国际时尚科创中心,对接航空任务。当“神舟十一号”与“天宫二号”对接后,将对上述科研成果的各项技术指标与稳定可控性进行验证,同时为下一步工作积累科研数据。

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