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因为这个东西与气动有关，所以就放到这里吧. ' ]$ d; k( e6 X" z: q
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<<写给飞船系统总设计师张柏楠的信>>
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. L1 E# n) d" r8 S* K# T f4 g
张总：您好！
. d, _6 Q/ u+ v$ u6 O, Y7 X* S' S
从神洲七号奔向太空的那一刻起，我们就一直在为三位英雄们祝福和加油。神洲七号成功的发射、入轨、太空行走和安全返回，为我国的航天史写下了光辉的一页，举国上下无不感到欢欣鼓舞。. M s ]) b8 e$ Z
当看到航天员在打开舱门时是那么的费劲；当看到航天员打开舱门有几个物体漂向舱外时，大家的心不禁一下子提了起来，同时也引起了我们的注意和思考。
9 l# p! [& f* S c$ B( S- o" M/ x 下面就把这份想法报告呈递给您，不知是否能够起到一点参考作用。因专业不同，我们对航天技术可以说是一无所知，所以错误之处还请您多多指正。: a J. _& d/ {% c7 r4 ^
. e4 K2 n8 `5 p9 L K1 分析% |4 ~8 s) P) A* l
1.1
. }$ G T( r* E! q9 C0 [1 K为什么打开舱门那么费劲呢？
- R4 I7 j3 e* ~这有两种可能；
" E% N- B. i4 S% k第一种可能是因为开门的装置有点问题；
- a8 B! u) h. r第二种可能是因为舱内的压力较大。
3 c& U" F6 P% @3 {$ T( q根据舱门开启后有不明物从舱内迅速飘向舱外的情况来判断，我们推测第二种的可能性较大，即舱内的压力较大。, D# _0 ~* F# b+ z
1 B1 ?- N. `9 \; H7 t0 a1.2
@+ y7 F$ @0 w% z% O+ n航天员开舱门的拉力估计有多大？+ S& M7 ^( l9 w" N/ [
宇航员在太空失重环境和穿着宇航服的情况下开舱门会感到很费劲，我们假设这个力（当一只手顶住气闸舱壁另一只手用力拉舱门把手）在10 kgf左右。
, R3 j1 t2 }$ M% P! T: q* Z0 r) Y+ R" H- R0 B: i! ?
1.3( x, D' F% S2 A$ P0 n
漂浮物飞出舱外时的速度大约是多少？
- G: E% e9 W& ]& s( r" W! ]# \" g, C* e% _; y
A）从看见飘浮物的位置（约在航天员臀部附近）到舱门口约1.5米（航天员当时是向前伸着手臂的）。5 t1 n+ e" W: Z. M% \( L
B）飘浮物从被看见的位置飘移到舱门口的这段距离，所用的时间大约是2秒。
R9 @: W% n8 G( i% o于是：漂浮物飞出舱外时的平均速度=1.5米/2秒=0.75米/秒=2.7公里/小时。
$ m G% Y$ u2 C( v8 v
0 g" z' ]; R: I6 h1.4/ d7 V0 B8 }4 ^6 R! z5 L: c
在1.2的条件下，气闸舱内的残余气压是多少？
0 p+ |, ?; ^% D" \0 \& J' W9 HA）舱门的内侧直径估计是φ90cm O0 A( u6 M$ u
所以，舱门的内侧面积S=（90/2）2π
8 n. p' C1 ]( ]" n/ } J' ?4 fcm2。
% ]6 G$ R; @- h: \* j4 J
# _) G! X# r/ q& h2 Q$ zB）舱门内侧所受到的垂直压力F约10×2 kgf（是航天员拉力的2倍）。
, u9 `/ R* a/ I. B8 N# R$ d+ S w3 A5 F
C）求残余气压强度p。* H1 G6 [2 G5 d" r8 W3 v+ O. V
' U6 P6 `' j6 L
根据 d=F/S3 _7 ?9 c7 R1 i! k5 V
有3 E7 h1 r7 [* U
; F" L: {$ {+ Z4 |* i4 f" J8 x5 s
d=（10×2）/(452π) {1 x9 U% K( c9 w
: b0 K' U$ S/ m/ D; g3 ~6 V
2 G1 \9 \4 ~( X7 o7 k=20/(2025π) kgf/cm26 N4 U/ Q- h! e, i4 `0 v( v
0 f9 t. N* P$ M又
" b- S& J" V. M* }7 N) V% b; l1kgf/cm2=98.07 kpa
. C/ y9 ^, i; E p* r. [' J
+ a; _, `# i M) Y# T; ~$ v所以 p=98.07d
6 K; ~7 K' |- W; @6 \& m }" H% F% r3 \) C5 u
计算得 p=(98.07×20)/(2025π); g' W1 N* s" G' i& N4 L
+ B1 v9 p" J, d# g
≈0.3 kpa
) B( r- g5 x6 k n. M1 r0 L 由此可以看出，舱内这个时候的残余气压强度大约有0.9250 kpa，是开舱门要求值的7.5倍。所以还应该等到压力降到要求值后再去开舱门。
( W7 [& y; A) Y4 w+ T& b6 z" f5 ?
2 解决方案
4 Z' v4 q! ]3 q0 e" r2.1 设想：在气闸舱里安装一个手动泄压阀（见《手动泄压阀简图》）
z! b) Y' P$ J: a- s: M
. f: L: } o3 p$ i
; ?% f. A. A; M, c3 p- b% c2.2 说明：这个装置无需任何动力，在需要泄压时只要轻轻按住按钮就可以了（手动泄压阀体上的泄气管是接到4个对称出气口之前的总管管路上的，这样就保持了原有的抗扰动性设计，使飞船维持在正确的轨道上运行）。这只是一个草图，外形可以是其他形状而原理不会变。具体结构和使用材料由航天专业人员决定，但不会比泄复压泵麻烦。
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) `- f4 V& R1 Z- r, J3 p4 Z) y2 a2.3 联想：
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# X/ m: x' B2 }% S" B& A- La 是否也可以将气闸舱里的泄复压泵作为驾驶舱的救命泵来利用？既当驾驶舱里的泵一旦出现问题时，气闸舱里的泄复压泵就能够派上用场，对驾驶舱进行复压（也许正是这样设计的）。# N' B8 H8 X, s! p$ y/ ~
b 也许气闸舱里根本不需要真空泵来抽真空。即只需要一个复压泵和一个手动泄压阀就可以了？
7 W3 H7 n4 s% Z& M, h% ^c 同样地，是否也可以把驾驶舱里的压力维持泵作为气闸舱的救命泵来利用，一旦气闸舱里的泵不能复压时，驾驶舱里的压力维持系统就能够派上用场（如果在驾驶舱里也安装一个手动泄压阀同样可以起到往气闸舱里注压的作用。因此时的操作存在极度的危险，驾驶舱里的压力决不可以降的太快，所以，这个阀一定要小很多才会安全。），使气闸舱通往驾驶舱这道“生死之门”更加安全呢？
" E2 {% @* E/ L2 ~2 Pd 如果c可行，那么气闸舱里似乎可以不安装泄复压泵。
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祝您, _! i2 e: i. H% K6 s# C& w
7 d5 s/ m" D8 S/ Y 身体健康，工作顺利！
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一个陌生朋友$ {3 [! J$ p3 Z l0 T8 T1 ]
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08.10.075 X* e }$ A8 S4 x" N/ w5 L
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. E( W0 n3 }, [& Y[ 本帖最后由 洪哥 于 2009-3-29 14:35 编辑 ] |
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发表于 2009-3-29 14:30:18
发表于 2009-3-29 14:37:37
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