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飞船再入大气层时,航天员为什么要坐在返回舱的“倒座”上?
    日期:2011年08月16日    字体:【】【】【
  在公交车上,大部分的座位都是朝前的,但是也有少数的座位是朝后的,人们把这些朝后的座位叫做“倒座”。

  返回舱再入大气层时,航天员乘坐的座椅方向与返回舱的飞行方向相反(下图),可以说,航天员是坐在返回舱的“倒座”上。航天员为什么要选乘“倒座”呢?这是因为,返回舱在再入过程中,由于空气阻力D的作用,一直处于减速状态,就好像公交车处于“刹车”状态,采用“倒座”可以使航天员的头部和上身紧压在带有赋形坐垫的座椅靠背上,使航天员便于承受较大的过载。座椅与返回舱的“地板”呈20°夹角,这样由升力L产生的过载使航天员的臀部和大腿紧压在座椅上,可以提高航天员对承受较大过载的耐受性。

  返回舱以配平攻角飞行时的气动力和航天员位置图

  V——飞行速度;R——气动力合力;L和D——升力和阻力;

  N和T——法向力和轴向力;M——气动力矩;atr——配平攻角;

  Φ——气动力合力与人背的夹角;Ψ——气动力合力与返回舱纵轴的夹角;

  δ——质心偏离纵轴的距离;Xa,Xg——气动力中心和质心坐标


  有趣的是,航天员坐在“倒座”上,在飞船待发段和上升段也很舒服。因为航天员在发射前2~3小时就要进入返回舱,并坐在座椅上进行各种准备工作,此时飞船呈垂直竖立状态,航天员躺在靠背与地板成20°的“躺椅”上,相当于男士在理发店内剃须或女士在美容院美容时的半躺姿态。在上升段,火箭给飞船以推力,飞船将推力传递到航天员的座椅上,航天员感受到座椅的“推背力”,相当于驾驶有强劲动力的汽车在加速一样,能承受的力较大。

  那么在轨道运行段呢?在轨道运行段,航天员处于失重状态,身驱前倾20°和其他状态一样,都是相同的感受。

  来源:《中国载人航天科普丛书•巡天神舟》

  
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