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美国国家航空航天局的逃生飞船被安全气囊设计师看中

新的安全气囊技术模仿自然保护种子胚胎的摇摆,可以消除航天器着陆时的颠簸。

该系统由四个圆柱形气囊组成,设计用于在发射和着陆过程中完全充气,并在其间部分充气,为宇航员飞行提供座位。到目前为止,使用假人对700磅重的原型进行的测试鼓励了它的开发者,他计划在秋天向NASAthis展示他的结果。

猎户座太空舱最初是美国国家航空航天局星座计划的一部分,旨在将宇航员送回月球。随着月球任务不再列入美国国家航空航天局的议程,猎户座将仅作为紧急情况下从国际空间站搭载宇航员回家的逃生飞船。

作为一种应急飞行器,猎户座将需要为意外的“着陆”做好准备,而不是在海洋中。最初设计用于在水上着陆时保护猎户座宇航员的1100磅重的系统对陆地来说太重了:据该新闻系统的首席开发人员Sydney Do称,从本质上讲,地面几乎没有减震能力,重量越重意味着撞击时的损坏越大。

麻省理工学院的研究生助理Do说:“气囊式系统的优点是,它可以执行同样的功能,但系统更轻。”

仿生学

Do's bio-inspiration从种子的内部运作中开花,在种子的内部工作中,一种称为胚乳的液体包围并保护胚胎在被风或其他方式驱散时免受冲击。杜和他的团队使用的不是空气。

Dotold TechNewsDaily表示:“他们的想法是将每位乘客视为‘胚胎’,并将他们包围在由空气组成的个人安全气囊中。”

“当在系统设计中考虑到新的定位和碰撞保护要求时,这个想法最终演变成了‘安全气囊座椅’,然后演变成了由安全气囊支撑的座椅。”

基本上,该系统由一个座椅组成,四周环绕着四个圆柱形安全气囊,“每个气囊大约有两个垂直堆叠的皮卡轮胎大小”,以2x2的配置排列。

愚蠢的测试

为了测试原型,Do首先创建了一个计算机模型来分析安全气囊大小等特性如何影响系统的保护能力。接下来,他建造了一个座椅,周围有四个由Vectran制成的安全气囊,Vectran是一种高强度合成纤维,用于包裹着陆在火星上的漫游车的气囊。

Dohen进行了真实的跌落测试来验证他的数学模型。一个假人被连接到原型上,从不同的高度跌落,以模拟宇航员在撞击前的速度。这些模拟降落导致了特殊阀门的设计,使圆柱形安全气囊在撞击过程中能够排出空气。

结果:安全气囊系统在数十次降落中幸存下来,这表明该技术应该适用于猎户座着陆。

但是,do说,还有很多工作要做。虽然跌落试验是成功的,但结果表明安全气囊系统仅对垂直跌落有效。如果猎户座在一个角度下降,系统可能会失败。

该项目由美国国家航空航天局资助,Do将在今年秋天向航天局提交他的研究结果。


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