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2016年10月31日 星期一

 
 

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“神舟十一号”航天员太空之旅已过半本报今推“上海绿叶”系列报道

年轻东华“裁缝”为飞天“克克计较”

10月17日7点30分,“神舟十一号”载人飞船发射升空,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。万丈高楼平地起,上九天的先决条件是“接地气”,航天员在太空的一举一动,都离不开地面工作人员的默默支持,其中不少是上海的青年科研人员。今天起,本报将推出系列报道,讲述飞天背后的精彩故事。

你知道“神舟十一号”的航天员景海鹏和陈冬的5款服装是由东华大学航天员服装研发设计团队出品吗? 这支团队的平均年龄还不到40岁。青年报记者采访获悉,除了已经和即将亮相的5套服装外,他们此次的任务还包括设计研发保障航天员太空和地面工作生活的其他系列专用服装。

青年报记者 刘昕璐

在太空工作和锻炼有不同的专用服装

在“神舟十一号”载人飞行任务航天员与记者见面会上,景海鹏和陈冬两名航天员身着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外,他俩在“天宫二号”空间实验室运动锻炼服装、休闲服装,以及返回地面后穿着的大衣,包括作训大衣,也都是“东华设计”、“东华智造”。

此次东华大学航天员服装研发设计团队担纲的任务是设计研发保障航天员太空和地面工作生活的系列专用服装,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,这些专用服装不仅要确保实现多项特殊功能,还要融入中国特色设计元素,为航天员增添时尚气息。

东华大学航天员服装研发设计团队是一支平均年龄不到40岁的设计团队,由14人组成,负责人是一名“70后”,最年轻的是一名“85后”海归女博士。他们依托纺织、服装、艺术设计、材料等特色优势学科,以及坚实的校企合作基础,组建了一支集合自然科学与人文艺术、工程技术与创意设计领域设计师与专业人士的跨学科航天员服装研发设计团队。

1986年出生的翟佳是一名海归博士,去年刚刚入职,有幸被选为设计辅助工作人员之一,亲眼见证参与服装样件试制环节,对她来说是机遇也是成长。在今年暑假,团队成员全部投入最为热火朝天的工作,每日无休的日子很是难忘。刘灿明副教授如今看起来生龙活虎,但在暑假他却因连续熬夜而突发肾结石,在医院等待手术的时候,依然不忘抱着电脑做设计工作。手术后第二天他就迫不及待回到了岗位。

衣摆袖口自由拆卸 既要考虑太空失重又兼顾幽闭空间

据了解,除了发射和返回阶段,航天员在空间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。

此次在轨时间史上最长,航天员的行头丝毫不容怠慢。同时,为保障航天员正常工作与生活健康,航天员的空间实验室任务类服装看似平常,实际上也是大有讲究。

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,是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。“这样一来,航天员就能根据自己的体感随意调节,搭配出长袖长裤,短袖长裤,短袖长裤,以及短袖短裤四种搭配了。”

其实,这些服装从设计理念、样件试制到最后的成品,需要经历“着装失重感觉模拟实验室”、“服装生理学实验室”、“出汗假人实验室”等多个实验室的测试分析,被否决的方案不计其数。

东华大学航天员服装研发设计团队负责人、服装与艺术设计学院院长李俊教授告诉青年报记者,航天器与地面最大区别之一在于失重,同时航天器还具有空间狭窄幽闭、物品多样等特性,因此,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,又要兼顾与狭小空间实验室内部环境相融的视觉感受。

李小辉副教授曾亲自穿上专用服装,连接上各种生理参数监测传感器,测试模拟失重条件下专用服装的各项技术表现,“相当于把天上的任务先在地上进行演练,把问题发现、解决在地面。”

经过反复测评比对,最终,该系列运动锻炼服依据失重着装感觉模拟舱中视觉心理学实验分析结果,采用了不同纯度蓝色色块匹配使用,动感的线条分割符合人体工学,衣摆、袖口、裤口宽松度都可以自由调节,衣袖、裤腿可自由拆卸组合,特殊针织面料具有良好的热湿传递性、接触舒适性,让运动锻炼服既符合功能科技要求,帮助航天员通过运动对抗长时间太空失重可能导致的肌肉萎缩,同时呵护航天员调节他们的情绪和心情,在舱内光线环境下也具有时尚的外观设计效果,成为了“太空酷跑服”。

设计过程中,为了测评验证运动锻炼服的热湿生理舒适性、肢体运动时的工效性等指标,结合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,团队还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。

每天工作超18小时花于风险控制的时间远超正常任务

“曾经设计过那么多服装,被要求严格控制服装重量还是头一次。每件服装重量超过规定1克就为不合格,特殊部位的尺寸误差超过2毫米就要返工了。”王云仪教授直呼“没想到”。

这是挑战、是军令,也是大家必须完成的任务。“冷静下头脑,我们分析发现,要满足所有的这些技术指标要求,其实,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。从面辅料的遴选配伍、款式的造型构成、缝纫线迹的工艺设计、配件的定制搭配,每个细节都马虎不得。”

就这样,因为载人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。在美观性、舒适性、防护性、工效性等工程化测试平台中模拟各种场景和使用状况,通过对航天员专用服装进行上千次各类整体和局部测评分析,慎之又慎地力求精准完成每项工作,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”。大家根据人体肢体活动功能的规律将服装分解为多个设计区域,针对各个区域的特征进行分区设计,反复修订板型弧线角度,以达到肩部、腰部等各部分尺寸之间的平衡。在连续几个月的时间里,团队老

师们每天的工作时间经常超过18个小时,晚上进行设计仿真确定结构和工艺方案,白天守在工厂进行打样,工厂的师傅们都笑称他们“上得了讲台,下得了车间”。

由于在轨运动锻炼服装、休闲服早在9月15日已搭载于“天宫二号”空间实验室先行进入太空,静待“神舟十一号”搭载的航天员前来取用,而当时并没有确定航天员乘组最终人选,所以,如何既要保持具有特色的款型设计,又必须结合一些尺寸可调节部件实现合体性,是东华团队必须考量的问题。

在北京接受验收通过的那一刻,率队前往的王云仪教授才终于稍稍放下那颗悬着许久的心。

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青年报