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摘要
目的探讨飞船从月球轨道跳跃式返回地球过程中体位姿态对人体动力学响应的影响,明确内脏器官的位移和变形情况,为返回舱内乘员姿态的设置提供依据。方法利用人体生物力学模型HUMOS作为乘员替身,分别建立了卧姿神舟座椅和躺姿阿波罗座椅的有限元模型。在Hyperworks有限元分析平台上进行了人体动力学响应的仿真分析,利用离心机实验数据对模型进行标定后,分别以类嫦娥和类阿波罗跳跃式返回过载曲线为上述模型的输入,进一步仿真分析人体的动态响应,包括重要内脏器官的位移和变形分析。结果躺姿模式下人体重要部位头、胸骨、骶骨的合加速度响应曲线的形状和峰值均与输入相一致;而卧姿模式下虽然这些部位曲线的形状相似,但骶骨处的峰值相对较低。躺姿模式下内脏器官的受力状态和变形以胸背向受压为主,而卧姿模式下内脏器官在+Gx和+Gz的共同作用下产生位移和挤压变形,且人体内脏器官位移和变形大于躺姿模式。结论从人体内脏器官位移和形变最小的角度考虑,建议飞船从月轨再入返回过程中乘员的姿态设计应优先选择躺姿。
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单位江苏大学; 中国航天员科研训练中心; 中国人民解放军装备学院
