标题：舱外航天服
舱外航天服简介
在舱外活动（EVA）早期，如苏联“上升-2”号、美国“双子星座”号和“阿波罗”号软式航天服，  其中的压力服主体部件，既用于舱内使用，也用于舱外使用。当航天服与舱内生命保障系统联合使用时，在舱内应急时保障航天员的生命安全，为舱内航天服；当航天服配置真空屏蔽隔热服，与便携式生命保障系统联合使用时，作为舱外航天服（EMU），用于舱外活动。这种多用途方式的航天服，在作为舱外活动使用时，可靠性下降；而作为舱内航天服使用时，又增加了不必要的复杂性。为此，美国从航天飞机开始，苏联从“礼炮”号航天计划开始，改变了这种设计思想，将航天服分为舱内航天服和舱外航天服两类。舱外航天服结构更复杂，除了具有舱内航天服的功能结构外，还具有隔热和防微流星/碎片冲击等功能。另外，航天服内尚增加有液冷服，用于排出身体代谢产热，保证体热平衡；除此以外，还配置出舱面窗组件（滤光器），具有防紫外线功能。
目前，俄罗斯使用的“KB-2”舱内航天服和美国使用的航天飞机发射/再入服仍采用传统的软式服装结构，而舱外航天服则采用高可靠性、可重复使用的半硬式服装结构，即硬质的上躯干和软质的裤腿与袖子。美国于1980年和1988年先后研制出高压、半硬式（AX-5型）和全硬式（Mark III型）舱外压力服样品。AX-5型压力服是由铝合金和不锈钢制成。Mark III型压力服硬体部分采用铝合金和不锈钢材料，软体部分采用聚氨酯涂层的纺织材料制成。工作压力为57.2kPa，在出舱前不需要吸氧排氮。服装使用简单、可靠，工作寿命长。但由于这种服装结构尺寸、容积和质量较大，穿着工作时需要施加的力大，易导致航天员快速疲劳，目前尚未用于航天飞行使用。
美国在“阿波罗”计划以后，重点发展舱外航天服。“双子星座”号舱外航天服采用脐带式生保系统，由舱内通过脐带（长约8m～18m）向舱外航天服供氧和控制各种环境参数。从“阿波罗”开始，舱外航天服采用了便携式（背包式）生保系统。航天飞机舱外航天服由量体裁衣改为组合式，由10个不同尺码标准的部件组成，每个部件有5个尺寸供选用，连接部用锁栓固定，便于更换和维修。活动关节采用气密轴承和铝制卡环。随着舱外活动的次数增多、时间和距离的延长，发展了载人机动装置，运载航天员离开航天器，可在太空巡游。
苏联发展EMU的步伐和美国相似。在20世纪70年代研制了半硬式舱外航天服（ORLAN-D）1977年12月在“礼炮6”号上进行舱外活动试验，主要检验进、出舱的能力以及在舱外操作和修理的能力。在此基础上经多次改进，形成了“和平”号用的舱外航天服（ORLAN-DMA，M），可在舱外连续工作6～7小时。
美国和俄罗斯到目前为止，在载人舱外活动中使用的各种舱外航天服及其结构特点如表1～4所示。
中国的舱外航天服
​“飞天”舱外航天服
重量：120公斤  &amp;#39
颜色：白色 
造价：约3000万元 
组成：用料软硬结合，从上到下依次是头盔、上肢、躯干、下肢、压力手套、靴子 
适用：四肢装有调节带，通过调节上臂、小臂和下肢的长度，身高1.60米-1.80米的人都能穿上 
耐力：可支持4个小时舱外活动，并可重复使用5次 
上肢关节 
巧妙地利用仿生结构，使关节活动更加自如。 
腕镜 
手腕处装有一面小镜子，航天员可以通过它随时察看自己身上的各种开关。 
背包 
高1.3米，是航天服穿脱(进出)口的密封门，在背包壳体内安装舱外航天服生保设备，背包壳体下端安装有挂包、备用氧瓶等。背包关闭通过拉紧钢索和操作关闭手柄完成。 
头盔 
经过科研攻关，“飞天”航天服头盔的视野比其他同类产品要大。 
摄像头 头盔还有摄像头，可拍摄航天员出舱操作。 
照明灯 两侧各一照明灯，可照亮服装胸前部分，方便航天员在阴暗面操作。 
报警指示灯 两侧有报警指示灯，一旦服装出现泄露报警灯闪。同时还有语言报警。 
面窗 其面窗4层，2层充压结构，2层之间充高纯氮气，防结雾，外面是防护面窗，外层是滤光面窗，对太阳光折射率低，迎着光照面可拉下它。 
手套 
为每位航天员量身定做，看上去特别厚实，有点像拳击手套。 
外层 热防护手套外层为纤维织物，有两层气密，使用特殊隔热橡胶材料，能耐受高温到100℃。 
指尖 指尖部分，只有一层气密层，保持触觉。手指背部位内有两层真空屏蔽隔热层。 
手心 在手心握物部位设置有凸粒状橡胶，主要为防滑。手套可握住25毫米的铅笔粗细的东西。 
热防护盖片 在手背有可翻折的热防护盖片，用于覆盖手指部位，提高此部位的热防护能力和保证手指的关节活动性。 
手表 
专门设计的航天手表，材料适合航天特殊环境。 
外观 它比一般手表表盘大，实现功能也比普通手表多，上有三个小表盘，分别是小时、分钟、秒。可以读北京时间和飞行时间，另外可以转动表盘记时。 
用途 航天手表可让航天员在漆黑的太空中，清楚地知道地球的昼夜之分。保障航天员的生活规律与地球同步，不至于打乱生物钟。 
衣料 
航天服须真空屏蔽隔热，所用织物要多种织法结合起来才能达到强度要求。 
层次 航天服6层：由特殊防静电处理过的棉布织成的舒适层、橡胶质地的备份气密层、复合关节结构组成的主气密层、涤纶面料的限制层、通过热反射来实现隔热的隔热层、最外面的外防护层。躯干达到7层，最厚的是挂包有20层。（本段资料由无常冥使供）
俄罗斯舱外航天服
海鹰-D型出舱活动航天服
海鹰-D型出舱活动航天服是在苏联登月用的海鹰航天服的基础上经改进而成，主要在礼炮6号太空站上使用，但在礼炮7号的早期也曾经使用过。 　海鹰-D型航天服由硬的胸甲和软的织物构成。服装背部有背包，背包里是生命保障系统，同时又是进入服装的入口和密封盖。硬的胸甲由1毫米厚的铝合金制成。胸甲上还装有带玻璃面窗的头盔。服装的软体部分由10层织物构成。这10层织物从外向里分别是：(1)用耐热尼龙制作的外防护层；(2)用多层织物制成的隔热和防流星体层；(3)外限制层，用聚酯纤维织物制成，限制下面的气囊在加压时向外膨胀；(4)主加压气囊层；5)辅助加压气囊层；(6)加压层的衬里；(7)氧气输送管道；(8)气体循环空间；9)液冷服；(10)耐穿衬衫。 　整套服装重量，包括各种消耗品在内，为70千克。早期服装的灵活性很差，航天员在几小时的太空行走后，体重平均下降3千克。主要是在太空工作时，为克服服装的阻力而大量用力，引起大量出汗，最后导致身体的水分丧失。这种服装只能在舱外工作3.5至5.0小时。服装在舱外工作时间不长的原因是热调节系统存在问题,因此在后来的海鹰-DM航天服上进行了重新设计。服装还带有一根25米长的脐带，用于供电和通信。 　海鹰-DM航天服在很多方面做了改进，特别是增加了服装的自主性和提高了灵活性。例如服装的髋关节经过改进后不仅更加灵活，而且简化了裤子的设计，减少了服装的臀围。但是航天员认为，礼炮7号空间站上太空行走的任务比较简单，因此提高髋关节的灵活性没有多大意义。
海鹰-DMA型出舱活动航天服
海鹰-DMA型出舱活动航天服于1988年10月20日在和平号空间站上首次使用。两名苏联航天员穿着这种新型航天服在舱外工作4小时零12分钟。这种新型航天服的使用寿命仅为4年。使用寿命不长的原因是用了很多橡胶、皮革和棉纺织品，这些天然服装材料没有人工合成纤维耐用。这种服装的一个特点是可以在空间站上由航天员自行维修，而且不需要地面上的技术人员指导。穿着这种服装，苏联航天员每次太空行走时间大约5小时，总共可以完成50小时的太空行走。但是如果对服装上的软材料能定期维修和更换，这种服装能在轨道上完成15至20次太空行走。 　每次太空行走以后，必须将服装的上下都擦拭干净，晾干，并挂在气闸舱内用通风设备进行通风，以防止生长细菌和真菌。超过使用寿命的服装，被放进进步号货船内，当货运飞船再入大气层时与货运飞船一同烧毁。 　苏联设计的所有海鹰型航天服都是从背后穿脱衣服。这就是说，服装的背包既有生命保障系统，又有服装的进出口，以供航天员穿脱服装，而且背包上还有关闭进出口的密封盖。进出口高792毫米，宽396毫米。背包是从左侧用铰链与服装的刚性上半身相连。在密封盖关闭时，服装进出口处的密封装置能可靠地将进出口密封住。 　服装的刚性上半身是用铝板经冲压和焊接而成。冲压时使用特制的金属模型，冲压件上焊接有各种机加工的金属环，如腰环、背部的进出口环和肩部的袖孔环。在冲压件的里面还涂抹一层橡胶，以便对打眼孔和焊缝等进行密封。在一些关键部位又用橡胶片进一步密封。焊接采用氦弧焊和接触焊两种，焊接后还要用X光机和染料进行测试。相比而言，服装刚性上半身的这种制作方法既简单又经济。 　海鹰型服装的液冷系统使用一种多孔的盘式升华器，这种升华器每小时能带走航天员的代谢产热300至460瓦，但峰值速率在短时间内可达到698瓦。航天员在太空行走时，代谢产热一般是400瓦。冷却液入口的温度在2℃至31℃之间变化；冷却液循环泵的工作压力可以从20到30千帕。 　海鹰-DMA型航天服的液冷服只有冷却功能，没有通风功能，因此服装内还缝有3根并行的聚氯乙烯通气管，专门作为通风用。 　这种服装的生命保障系统跟以前的服装相比，虽然还保留脐带，但是服装的自主性明显提高。特别是生命保障系统的分系统和结构，很容易就在轨道上进行维修和更换，如氧气瓶、电源、无线电通信设备和天线等，因为这些东西是直接安放在背包的密封盖上的，仅简单地用带子扣住。另外在密封盖上还安装有加压、通风和呼吸用气体的循环回路以及冷却液回路。
海鹰-M型出舱活动航天服
海鹰-M型出舱活动航天服是在海鹰-DMA型航天服的基础上发展起来的。海鹰-M型航天服最初是为和平号空间站设计的,从1997年4月开始有3套服装在和平号空间站上使用过,曾经完成3次太空行走,每次太空行走时间在5小时左右。 　俄罗斯参加美国的国际空间站计划以后,为了适应国际空间站的特殊要求，美国希望俄罗斯进一步提高海鹰型出舱活动航天服的性能，因此俄罗斯对海鹰-M型出舱活动航天服进行了改进。2001年这种专门为国际空间站生产的出舱活动航天服开始在站上使用。 　海鹰-M型航天服虽然也是半刚性结构,但与海鹰-DMA型服装相比,其性能有很大提高。除了部分满足国际空间站的要求、有较高的可靠性、增加了太空行走的次数和改进了电子通信系统的性能以外,最重要的是提高了服装的活动性,特别是提高了手臂、躯干和髋关节的活动性,同时对服装的胸甲和手套也做了很大的改进。 　不过目前的海鹰-M型出舱活动航天服并没有完全满足国际空间站的要求，特别是很多女航天员还没有合适的航天服穿用;航天服的一些关节部位,灵活性还不够理想。