作者:  来源:中华机械网

上篇论文:注塑机压力、速度、温度之PID参数原理
下篇论文:PLM 给设计工程师带来的价值

最好的材料和最优秀的机械设计理念
　　帮助宇航服制造者在相冲突的工程要求中取得平衡。

　　NASA的宇航员返月计划，以及最终的火星旅行计划提出了一个服装设计方面的重要问题：宇航员究竟该穿什么呢？现在宇航员离开航天器对卫星以及其他设备进行操作时穿的宇航服，也就是舱外宇航服（失重宇航服），并不能满足宇航员在行星表面进行几个小时步行工作的要求。NASA 约翰逊宇航中心高级舱外宇航服计划的负责人Lara Kearney说，“最大的问题是灵活性。在行星表面，宇航员需要行走，移动以及弯腰。”行星服还应更加轻便，而普通宇航服，连生命保障系统的背包算在内，重量超过100磅，尽管火星上的引力小于地球，这样的重量对宇航员来说仍然是个沉重的负担。

　　由于在行星表面执行任务的时间要长于航天器的航程，新一代的宇航服还应更加坚固耐用。Kearney预言，在两次拆卸检修维护之间，行星服至少可执行100次或相当的外出任务，与之相比，舱外（失重）宇航服使用4、5次后就需要大修。然而，月球和火星上的尘埃将会使宇航服的维护更加困难。月球和火星表面均覆盖着大小介于滑石粉与粗砂之间的尘埃，月球表面的尘埃“粗糙的像碎玻璃一样，” NASA负责高级宇航服的高级工程师之一Joseph Kosmo这么形容。

　　为准备我们航天史上下一次重大飞跃，NASA的工程师们要求宇航服柔软部分的两个制造商——ILC Dover和D.Clark公司拿出行星服的样品。两家公司的样品有意识地用略微不同的方法设计，轻便、灵活，但它们的功能与压力舱并无二致。Kosmo强调，这些宇航服雏形均未达到使用要求。“我们还没有火星服，”他说，“我们只有一些技术，希望在火星上能用得着。”

　　然而就以它们目前的情况而言，这些宇航服雏形就已经使从事地面产品设计的工程师们获益匪浅。以ILC的I型宇航服为例，宇航服的旋转轴承所采用的顶尖的材料以及巧妙的机械设计减少了通常要在强度、重量、灵活性等方面的妥协和让步。“在我们的世界中，高强度和高灵活性通常是相互冲突的，而我们已经成功的使这些冲突减低到最小了。”ILC旗下I型宇航服的首席设计师David Graziosi这么说。
坚固与灵活并重

　　人所共知，宇航服需要在极端恶劣的环境下使用，但这些高科技服装还要承载巨大的结构负荷，这并不为大多数人所了解。Graziosi说，“宇航服要承受的结构负荷，特别是织物要承受的负荷，远超过大多数工程师的想象。”

　　他将这些负荷分为三种类型：第一种是由轴向和环向应力组成的压强负荷，轴向和环向应力主要是在宇航服充气加压到压强在4.3psi至8.3psi的范围内时产生的，操作压强的极低值和极高值的防护压强均在此压强范围之内。第二种是“等量人负荷（isometric manloads）”或指宇航员在宇航服内产生的对宇航服的作用力，这些力是在做一些简单的动作时产生的，例如制动膝部，或试图将手塞进一只过小的手套（NASA称之为“负型手套”）。最后一种是“卫星负荷（Satellite Loads）”，它是在宇航员手动操作宇宙空间内的大型设备时产生的。Graziosi指出，尽管处于失重状态，这些设备“仍然具有很大的质量和动量”而且由于宇航员一般不会轻易放弃昂贵的太空设备，在他们用力工作时巨大的应力将会由手套和脚部约束传递到宇航服的其他部分。