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淺述航空航天發展史

科技 更新时间:2025-07-28 15:48:14

  10月16日,神舟十三号載人飛船順利将翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空。他們将開啟為期6個月的在軌駐留。好奇心強的小夥伴可能會問,他們在天上都戴啥表?愛美的女航天員,表又有啥不同?今天,答案來了——

  他們佩戴的是航空工業旗下飛亞達專門為載人航天任務研制的航天員專用手表。自神舟五号開始至今,飛亞達航天表已經8次進入太空。

  淺述航空航天發展史(航天員随身攜帶着的航空科技)(1)

  航天員專用手表長啥樣?

  淺述航空航天發展史(航天員随身攜帶着的航空科技)(2)

  航天員專用手表搭配飛亞達自主機械機芯,具備多功能計時功能,腕表獨特的AM/PM顯示框,能夠方便航天員在日夜混沌中及時辨識地球時間;以45分鐘為計時單位的“特征計時”,已成為飛亞達航天系列獨有标志,該功能本是針對太空飛行任務而設置,以藍色和綠色的扇面警示任務完成的進度;還有100米防水等性能,都确保航天員能分秒不差地完成每一項嚴謹操作。

  航天員專用手表有啥要求?

  身手不凡 衆望所系

  艙外航天服手表佩戴在艙外航天服外,直接面對複雜和嚴酷的太空工作環境,包括太空溫度環境、輻射及磁環境、力學環境和真空環境等。

  太空是一個溫度為4K,吸收系數為1的冷黑空間,全日照時溫度最高,處于陰影時溫度最低。航天器繞地球運行,處于溫度交變的環境中,溫度範圍在-100~80℃之間,艙外航天服手表也需要承受相應的溫度環境。

  淺述航空航天發展史(航天員随身攜帶着的航空科技)(3)

  太陽是一個強大的輻射源,它的輻射包括γ射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線、微波和無線電波等各種波長的電磁波。對載人航天構成較大輻射危險的是伴随太陽爆炸的太陽宇宙輻射。地球和近地空間存在磁場,稱地磁場。在高空的地磁場如同一個放在地球中心的磁偶極子産生的磁場。艙外航天服手表佩戴在艙外航天服外,直接面對太空中的輻射環境和磁環境,須通過防磁屏蔽隔絕太空輻射環境和磁環境對其的影響。

  航天器在起飛着陸階段會受到不同狀态的振動、随機振動和不同的加速度影響。正弦振動環境是由飛行期間在運載工具或航天器上所産生的正弦載荷和窄帶随機外力所引起的。随機振動環境主要是由于起飛聲場、氣動力激振和結構傳遞的振動、返回艙再入和着陸環境所引起的。載人航天器在發射和返回,或者逃逸救生時會産生最大加速度(過載),最大可達10g以上。艙外航天服手表在起飛着陸階段需跟随飛船承受各種振動、沖擊和加速度環境。

  載人航天器運行軌道是高度數百公裡的軌道,大氣密度稀薄到隻有地面的十億分之一,其真空環境真空度在10^-5Pa以下。艙外航天服手表除了正常防水氣密性以外,還需要在複雜力學和溫度環境下,确保承受内部正常大氣壓、外部高真空的負壓環境。

  為抵禦惡劣環境,經過飛亞達三年多技術攻關,在幾乎沒有任何技術資料可參考和借鑒的情況下,攻克許多科研和技術難關,完成了艙外航天服手表的研制。研發了飛亞達首枚機械計時機芯、實現了多種強悍的腕表功能。

  淺述航空航天發展史(航天員随身攜帶着的航空科技)(4)

  機械計時機芯特殊功能創新

  為便于航天員在太空中與指揮系統保持時間同步,便捷識讀地球時間,為了不增加機心的厚度和重量,避免過多的指示窗口和非常規的24小時制指示方式,飛亞達在原有12小時顯示的基礎上,艙外航天服手表機械計時機芯另行設計增加AM、PM指示。

  根據航天員出艙工作需要,艙外航天服手表機械計時機芯計時累計具有30/45分鐘特征時間計時和指示特殊功能。為滿足出艙太空行走的45分鐘累計計時直觀識讀的需要,研制出具有“45分鐘特征計時”顯示的新機芯,這是目前世界上第一個具有計時累計45分鐘指示的機械計時機芯,突破了傳統機械計時機芯計時累計功能的局限。

  溫度性能

  艙外航天服手表鑒定級産品通過-80~80攝氏度真空溫度鑒定試驗。有關潤滑技術申請發明專利1項。與之對照的,瑞士同類産品試驗數據為-18~71攝氏度,德國類似産品試驗數據為-45~80攝氏度。

  防磁性能

  艙外航天服手表通過48000A/M防磁試驗,為國标(國家标準)十倍。

  特殊力學結構

  艙外航天服手表采用彈性懸挂防震結構,解決了機械機芯力學性能。可以承受發射着陸階段的振動環境、加速度環境和沖擊環境。

  特殊耐負壓結構

  艙外航天服手表采用倒楔結構表殼和前圈,保護玻璃,并可以承受正負壓,确保氣密性,可承受快速減壓至真空的劇烈環境變化。

  人機工效

  艙外航天服手表外觀設計簡潔、有力;表盤強化主要刻度和分段計時的色彩顯示,非常醒目;時間刻度、指針和特征時間警示扇區均具長效夜光性能;通過外觀表面砂面處理和玻璃鍍膜增透處理,避免強光反射光線幹擾航天員操作。

  可旋轉圈口及防斷條柄頭

  艙外航天服手表具有雙向旋轉和鎖定功能的腕表圈口,提供出艙累計計時功能。與之對照的,現有的潛水計時活動前圈都是單向旋轉,不帶鎖定功能的。為解決艙外航天服表在手動上條達滿條狀态下,螺紋柄頭鎖緊時可能産生的斷條問題,創新設計了離合式防斷條柄頭裝置。

  而當古老的“飛天”神女與現實中的女航天員疊加在一起,更是碰撞出了最恰到好處的靈感。飛亞達航天女表,全程伴随我國首位女航天員開創太空探索新旅程,除了卓絕的制表技藝,完美的藝術造詣更不可少。因此,針對神舟飛行任務,飛亞達專門開發出世界首款可适用于太空環境的手工掐絲琺琅航天女表。

  淺述航空航天發展史(航天員随身攜帶着的航空科技)(5)

  腕表擁有手工掐絲琺琅盤面:工藝師在銀質底盤上以24K黃金線精妙掐絲,勾勒出來自敦煌壁畫的曼妙“飛天”形象,而作為主背景的純黑色琺琅面,如夜幕一般深沉甯靜。整個表盤,仿佛飛天神女翺翔于浩瀚夜空;表盤上銘刻有神舟系列火箭的代号——“飛天”兩字,這一刻,古老的飛天夢想與現代科技實現完美碰撞。

  沒想到吧,一塊“計時神器”蘊藏着那麼多黑科技,航空工業助力載人航天的事例還有很多,關注我們聽我們慢慢道來!

  祝航天員工作順利,平安歸來!我們的征途同樣是星辰大海!

  淺述航空航天發展史(航天員随身攜帶着的航空科技)(6)

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