地面模擬設備--模擬訓練

2015/12/13

　　這是一項非常重要和有效的訓練。內容包括在航天因素模擬器上的訓練和飛行操作練習器上的訓練兩項。
　　航天因素對于人類來說是異乎尋常的。這些因素主要有：飛船上升段和下降段的超重、震動、噪音；軌道飛行段的失重、真空、輻射和懸殊的溫差變化。為了使航天員熟悉和適應這些獨特環境狀況，在地面條件下建立了一系列的模擬設備，諸如大型離心機、失重飛機、震動臺、噪音模擬器、變溫艙、變壓艙、隔絕室、輻射室和彈射設備等，現分別介紹如下：
　?。?）宇宙空間條件模擬艙。除了低壓外還要模擬宇宙中的亮度和溫度變化。
　?。?）超重模擬器——離心機。這是航天員最有價值的訓練設備之一。離心機臂端的吊籃里有躺椅、儀表板、手控制器和聯動裝置及環境控制系統、加壓服和生物醫學儀器。吊籃密閉后可減壓到實際飛行的座艙壓力。運轉時可模擬正常發射、再入及可能的失敗再入情況。
　　休斯頓研制載人飛船科研中心修建的離心機，其臂長15m，在以7.5g/s的速度增加超重時可達30g的超重狀態。臂端上的艙直徑為3.6m，容積14m3，重3624kg，可容納3名身穿航天服的航天員。艙內壓力可在1～0.35atm①范圍內變化。相對濕度為40%～60%，溫度10～100℃。艙有3個自由度，因此可以建立不同方向作用于航天員的超重條件。改變離心機旋轉的角加速度可以獲得飛船發射過程中第一級火箭分離時刻、第二級火箭工作及分離時刻和第三級火箭發動機工作時出現的加速度。艙內設有生物遙測設備和電視機。
　　通過在離心機上的訓練可以提高航天員對超重的耐力及在超重條件下操縱飛船和通信的能力。
　　失重模擬是在飛機沿拋物線軌跡飛行時實現的。航天員在這樣的失重飛機上練習失重狀態下飲水、進食、通話、定向和完成各種精細的協調動作的能力。
　　由于在失重飛機上模擬的失重時間較短，自1966年開始美國的航天員開始在特殊的"失重水池"中訓練。盡管身體在液體中移動時仍會遇到阻力，但潛水時所出現的中和飄浮現象可使航天員熟悉具有3個自由度的人體動態。飛行前在這種水池里經受過訓練的航天員對這種訓練給予很高的評價（這是后話）。
　?。?）航天練習器。包括從簡單的操縱臺到極復雜的全程序動、靜態模擬設備。按其用途的不同可分為三組。第一組是靜態裝置。它實際上就是讓航天員熟悉飛船上所有系統的精密制作的教具，這種練習器對于航天員掌握飛船的電力系統、燃料系統、生保系統和操縱、導航系統的工作是必不可少的。第二組練習器幫助航天員了解他即將要完成的任務并獲得相應的經驗。它們或是動態，或是靜態，可能比較簡單，也可能相當復雜，這取決于它們的用途。第三組練習器是靜態設備。模型內部精確地復制真實飛船內部的設備，可以發生發射飛船時的噪音，投影機和反射鏡系統可以逼真地顯示星空地貌及飛船按假定軌道逐漸運動的變化，操縱臺上的儀表向航天員提供必要的信息，由計算機調節儀表顯示、與給定顯示進行比較并使這些顯示發生相應的改變。借助于這個計算機裝置，設計師可以模擬應急情況，從而考驗和鍛練航天員采取正確的解決方法、排除故障的能力。這種練習器對于訓練航天員和地面飛行控制中心的操縱員來說都是必要的，對于他們協同完成飛行任務起著重要作用。
　?。?）多軸旋轉慣性裝置。主要用于姿態控制的訓練，以便在飛船自動控制失靈時航天員建立信心，并通過手控停止飛船翻滾和恢復原來的姿態。