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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?

科普小知识2021-08-31 08:00:56
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在公共汽车上,大多数座位面向前,但也有少数座位面向后。人们称这些后排座椅为“倒置座椅”。

当太空舱重返大气层时,宇航员座位的方向与太空舱的飞行方向相反。可以说宇航员是坐在太空舱的“倒置座位”上。为什么宇航员选择“倒置座位”?这是因为在再入过程中,由于空气阻力D的作用,再入舱一直处于减速状态,就像客车处于“制动”状态一样。使用“倒置座椅”可以使宇航员的头部和上身紧紧地压在带有成型坐垫的座椅靠背上,使宇航员容易承受较大的过载。座椅与返回舱的“地板”成20度夹角,升力L产生的过载使航天员的臀部和大腿紧紧地压在座椅上,可以提高航天员承受较大过载的耐力。

再入舱在配平迎角飞行时的气动力和宇航员位置图。

有趣的是,宇航员坐在“倒置的座位”上,在飞船的出舱和上升阶段也很舒适。因为宇航员将在发射前2 ~ 3小时进入太空舱,坐在座位上做各种准备。这时,飞船处于垂直直立状态。宇航员躺在“躺椅”上,靠背与地面成20度角,就像男人在理发店刮胡子或者女人在美容院半卧一样。在上升阶段,火箭给宇宙飞船提供推力,宇宙飞船将推力传递给宇航员的座位。宇航员感受到座椅的“向后推力”,就像驾驶一辆加速能力很强的汽车,可以承受更大的力。

轨道部分怎么样?在轨道上,宇航员处于失重状态,身体前倾20度,位移与其他状态相同,他们都有同样的感觉。