银河科技帝国
时间:2023-05-22 来源: 作者:岭南仨人
那么人体最多可以接受多大的加速度?
以飞行员载荷为例子,飞行员载荷就是飞行员在飞机做动作时受到的加速度即过载,以多少个g来表示,就是相当于受到多少个重力加速度。
飞行员所受的过载有别于飞机过载,但是一般情况下是一样的数值,毕竟飞行员是在飞机里的。
飞行员过载分为正过载和负过载,如俯冲时受到负过载,向上爬升时受到正过载。
战斗机飞行员对于过载的要求比其他飞行员更高,因为战斗机经常要做机动动作,都是大过载动作,要求飞行员在起码能耐受8g过载,最好达到9g。
这样在穿戴抗荷服以及做好准备的情况下,才能安全地做动作,这也是从战斗机飞行员中选拔宇航员的原因。
而这个8~9g的人体极限,也是在一定时长内的,瞬时过载的话,人体还能承受更高一些。
人体一般可承受的加速度在10g左右,比如第一个进入外太空的宇航员加加林,他就承受了11g左右的过载。
这个是由于早期宇航设备的落后,早期的火箭加速度极大,经常在起飞之后的三十秒内过载达到10g左右。
现代运载火箭由于采用了先进的计算机控制,运动轨迹更加合理化,升空以后一般是3g左右的加速度。
而过载对心血管循环系统的影响最大。
过载期间不断增加的加速度,会影响人体因血液和其他体液的压力分布。
当航天器迅速上升时,人体内的血液就会像乘电梯脚下沉一般,血液也迅速向下部集中,使下部血管膨胀,血管壁受到很大的压力,继而导致血管中的液体向四周的组织渗透漏,使下肢肿胀刺痛。
血液向下部集中,还将使心脏和头部出现缺血的现象,出现视力减退、反应迟钝;严重的情况下,甚至出现神志不清的现象。
为了避免这些后果出现,宇航员会穿着抗荷服装置来干扰血液的流动。
过载会使血液向身体的下部流动,而这种装置可以避免血液在腿部过度集中。
同时让宇航员采
第二百三十九章 抗荷液体
李仲庭有些担心的问道:“这个东西成熟吗?”
常严己解释道:“我们的维生液含氧量十分丰富,就算是普通人经过一两个小时的适应,也能够在液体中直接进行呼吸,而在呼吸过程中,维生液会充满肺部,再依次充满各个脏器。”
“你们进行过人体测试?”赵红星突然问道。
“额……”常严己看着赵红星,又看了看黄豪杰。
他不知道怎么说才好,这个问题真的难以回答,难道我说拿老板当小白鼠,不知道说出去会不会被打死?
赵红星看着吞吞吐吐的长严己,以为生命研究所在搞秘密的人体实验,顿时脸色难看的质问道:
“常所长有什么难言之隐吗?”
黄豪杰不得不开口:“这个问题,我解释一下,维生液确实做过人体应用。”
“什么?这……”现场众人一片哗然,毕竟人体实验这种东西,可是一个禁忌。
“当时那个使用维生液的人就是我,之所以使用维生液,是因为我身体出现了一点突发状况。”黄豪杰只能将一些情况说出来,免得这帮家伙胡思乱想。
“实验者竟然是老板……”
“太乱来了。”
“万一出现问题……”
黄豪杰阻止了众人说下去:“咳咳!当时是迫不得已,使用维生液是主动要求的,好了!这件事就不要再提了。”
众人面面相觑,他们只能说:你真是一个狠人,敢拿自己来实验的人,毕竟那真的需要非常大勇气和自信。
黄豪杰示意常严己继续说下去。
常严己连忙给众人科普:
“具体说就是在维生仓中注入维生液,将人体完全浸泡在液体环境中,包括肺部、呼吸道和其他人体脏器。
这种液体应该能直接为人体提供氧,在控制好渗透压的条件下,人体体液、细胞将与维生液融合。
这种方法填充了人体和维生仓之间的空隙,也包括人体本身的空隙,将质量分布均匀化,优化受力结构。
由于液体很难被压缩,这样可以大大降低在高加速度下人体组织的形变,可以极大地提高人体对高加速度的忍耐力。”
说完之后,常严己又点开全息投影显示器,将一些测试报告发给在场的所有人。
“这个报告是我们生命研究所,对于维生液的测试报告,具体就是在多大的加速度下细胞不会因为沉淀作用而破裂,我们采用了生物学中的离心分离法进行测试。
生命研究所的离心机最大转速为5500rpm,最大相对离心力为5310g,根据公式2=5310g/r,计算得出离心机的转子半径r=0.157m。
通常在10001500rpm的转速下离心20分钟收集活细胞,我们用转速1000rpm来进行测试。
2=rcfg/r,得出此时的相对离心力rcf=174g。
也就是说在174g的加速度下20分钟,细胞并没有发生破裂现象,考虑到人体是一个整体,不是松散状态的细胞,对于加速度的抵抗力应该更加高。”
所有人都在仔细的看着眼前的测试报告。
在航天局精打细算的习惯,让李仲庭不由自主的问了一个问题:“维生仓需要的多大?或者说可以做到最小是多少?”
“我们实验用的维生仓,高2.4米,长宽都是1.2米,注入维生液之后,整体重量大概3.4吨左右,缩小应该不行。”
“为什么?”
“主要是上面需要安装人体实时监控设备和维生设备,这些是不能压缩的,另外维生液的注入量也是经过严格计算的。”
“3.4吨,这个维生仓有点重啊!”李仲庭真的航天飞船都是锱铢必较的,每一克重量都要精打细算。
“可能3.4吨还不够,维生仓还需要一个外部循环系统,这个加上去,可能需要4吨左右。”
马院士插了一句:“或许4吨也不一定可以,毕竟咱们的投射飞船需要承受的加速度非常快,维生仓的结构需要强化,我估计一个维生仓5吨左右吧!”
“5吨
第二百四十章 调研报告
尽管蓝星上面,拥有运载火箭技术的国家不在少数,但是技术相对完善,而且安全程度高的,就米粒家、毛熊和东唐。
而载人航天技术的难度,比运载火箭更上一层楼。
宇宙飞船虽然是最简单的一种载人航天器,但它还是比无人航天器(例如卫星等)复杂得多。
宇宙飞船与返回式卫星有相似之处,但要载人,必须增加许多特设系统,以满足航天员在太空工作和生活的多种需要。
例如,用于空气更新、废水处理和再生、通风、温度和温度控制等的环境控制和生命保障系统、报话通信系统、仪表和照明系统、宇航服、载人机动装置和逃逸系统等。
除此之外,宇宙飞船都有基本的结构系统、通信系统、电源系统、温控系统、遥测系统、姿态控制系统、变轨系统和推进剂等。
通常宇宙飞船由二、三个舱段组成,如乘员舱、服务舱、轨道舱等。
乘员舱是航天员在飞行过程中生活和工作的地方,除结构外,它包含了全部环境控制与生命保障系统。
服务舱用于装载各种消耗器、安装姿态和轨道控制系统发动机。
轨道舱主要用于装载各类仪器。
“我看过你们的投射器设计模型,可以容纳一个边长3米,高度12米的正六边柱体宇宙飞船,这个大小是否是固定的?”一个航天局的宇宙飞船设计专家先开口。
马院士回道:“原型机是固定的,但是我们已经改进了设计方案,考虑到真空管道的加成,未来的投射器导轨是活动式的,计划有三个规格,分别是边长3米高12、边长4米高16米、边长5米高20米。”
飞船专家默算一下,三个规格分别拥有约280立方米、498立方米、779立方米的空间。
而280立方米级别拥有34吨的质量,这个质量显然并没有完全利用到全部空间。
以初始型号的神舟载人飞船为例子,前面的几个型号的参数都差不多,全长8.86米,最大处直径2.8米,总重量达到7790公斤。
也就是初始型号的神舟飞船体积大概是40立方米左右,平均每立方米约200公斤。
而体积280立方米的投射飞船,按照神舟飞船的体积重量比来计算,将达到56吨左右。
飞船专家想了想问道:“马院士,不知道你们实验飞船的燃料和死重是多少?”
“飞船本身的结构和设备是20吨左右,燃料和氧化剂是8吨左右,有效载荷为6吨,剩余空间约220立方米。”马院士翻开笔记本回道。
“这样吗?”飞船专家思考起来,一会之后,他开口说道:
“考虑到投射飞船的速度进一步提升,我们必须增强飞船结构,不然飞船可能会因为无法承受太高的速度而解体。”
“这个可能非常大,毕竟飞船在海拔60~100公里这一段距离之中,大气密度依旧相对较高,必须增加隔热层和强化整体结构。”黄豪杰赞同这个可能性。
“或许可以采用石墨烯、碳纳米管和纳米复合材料来制作飞船,以此减少飞船的死重。”李想建议道。
听到石墨烯、碳纳米管和纳米复合材料,李仲庭连忙问了一个问题:
“用这些材料,那飞船的整体造价会不会太高?”
毕竟和纳米、石墨烯、碳纳米管这些名词沾上边的东西,一看就知道不是便宜货。
“贵一些没有关系,投射飞船本身就是要设计成可以重复使用的,我考虑投射飞船至少要可以重复使用一千次以上。”黄豪杰点开显示屏,一个正六边柱体飞船的模型浮现出来。
“一千次以上?”
飞船专家和李仲庭等人感到压力山大,就算是米粒家号称可以重复使用上百次的航天飞机,五架航天飞机加起来还没有一百次的使用次数,而且期间还有两架光荣了。
要设计可以重复使用上千次的宇宙飞船,这个难度真的有点强人所难。
“我知道这个要求非常难,但是万事开头难,只要按照目标进行下去,办法总比困难多。”黄豪杰说完,从飞船模型之中,点出一份报告发给所有人。
“这个报告,是银河科技调查统计了全世界所有的航天事故,得出来的报告。”
众人仔细的翻看起来,而作为航天局一方的人,他们当然要类似的研究报告。
事实上航天器最容易出现的故障是操作系统故障,主要是电子元器件在外太空之中,受到了宇宙射线的影响,老化和故障率急剧攀升。
无论是毛熊还是米粒家,他们的航天器就曾经多次出现控制系统故障,而导致事故的发生。
那么人造卫星、空间站等航天器受的辐射到底是什么
这要从上个世纪“太空竞赛”开始说起。
1957年,老毛子发射了人类第一颗人造卫星--sputnik1。
作为跟进,米粒家在1958年也发射了其第一颗人造卫星--explorer1,这颗卫星上装在了用来测量辐射剂量强度的盖革计数器。
范??阿伦在观测到地球周边辐射现象后发出了:bsp; is
radioactive(大意是:天哪!太空竟然是放射性的)的感慨。
因此,蓝星周边的这一辐射带被成为van
allen
belt
(范??阿伦带)。
范??阿伦带分为内带和外带,宇宙射线或太阳风造成的带电粒子在到达蓝星时,在蓝星磁场的作用下受到洛伦兹力作用,被束缚在蓝星周边。
内带主要是带正电荷的质子组成,外带是带负电荷的电子组
第二百四十一章 解决方案
如果说宇宙射线、太阳风暴、高能粒子是让航天器故障的第一大要素。
那么燃料或者氧化剂的燃烧、爆炸或者泄漏,就是航天器事故之中的第二大因素。
而且第一大因素和第二大因素,可能会相互影响,引发连锁反应,从而让航天器发生事故。
就像阿波罗13号的那一次事故一样。
阿波罗13号是米粒家阿波罗计划中的第三次载人登月任务。
1970年4月11日米粒家用土星5号运载火箭将阿波罗13号飞船发射升空,在升空后接近56个小时的时候,阿波罗13号飞船2号贮氧箱发生爆炸。
幸好在经过地面指挥中心的抢救之后,阿波罗13号上的3名宇航员在与各种恶劣环境斗争之后,成功的于1970年4月17日顺利降落。
那当时阿波罗13号飞船的情况究竟是什么样的
究竟是氧气瓶事先就有缺陷还是在飞行过程中操作不当导致爆炸?
事后,米粒家成立了事故调查组,查明了事故原因。
原因是安在服务舱液氧贮箱中加热系统的两个恒温器开关,由于过载产生电弧放电作用,将其连成通路,使加热管路温度高达500度,烤焦了附近的导线,最后引起氧气爆炸。
不要认为作为氧化剂的氧气不会爆炸,高压低温的液氧,就算是没有燃料,一旦维持低温的设备失效,液氧会急速气化膨胀,从而撑爆液氧瓶,这就是典型的物理爆炸。
“从全世界各个国家的航天事故之中,我们可以分析出电子元器件的故障、燃料和氧化剂爆炸是航天器事故之中的主要因素。”黄豪杰点开这两个因素,然后放大出来。
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