王海亮
- 作品数：10 被引量：17H指数：3
- 供职机构：中国航天员科研训练中心更多>>
- 发文基金：中国载人航天工程基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术医药卫生自动化与计算机技术生物学更多>>
- 舱外航天服主动热控与人体舒适性实验研究
- 2021年
- 为了探究舱外航天服人体舒适性与主动热控的关系,采用10名男性志愿者参加的人体舒适性实验方法,研究了舱外航天服液冷服入口水温对人体舒适性的影响。实验结果表明:随着运动负荷增加,人体热舒适需要更低的液冷服入口水温,航天服可通过液冷服入口水温调节改善高代谢状态下人体舒适性,但在低代谢状态下,当前的热控方案不能满足所有志愿者静息状态时的人体舒适性。按照研究结果提前预设液冷循环状态,可提高航天员舱外操作工效和人体舒适性维持效率。
- 李金林王海亮廖前芳
- 关键词：舱外航天服主动热控舒适性
- 基于有限面积及漫射体假设月面模型的月表红外辐射外热流计算误差分析
- 2024年
- 月面外热流分析是月面航天器热控设计的前提,而月面红外辐射是月面外热流的重要组成部分。就目前研究而言,月面辐射外热流计算所采用的几何模型及光学参数并不相同,计算结果相差较大。本文针对有限面积的月面几何模型及采用漫射体假设的辐射参数模型开展误差分析,旨在提高月面红外辐射外热流计算精度。笔者依据热辐射原理及月面环境特点建立了月面红外辐射外热流模型,面对具体案例,利用理论计算及仿真分析进行求解,最后针对有限面积及漫射体假设两种影响因素开展误差分析,分析结果能够为月面外热流计算提供依据。
- 刘秀斌李猛朱晔王海亮尚坤
- 关键词：外热流误差分析
- Tanabe模型和Smith热调节模型结合预测皮温效果分析
- 2022年
- 人体热调节模型用于描述人体内外热传递现象,预测热生理参数值。为利用人-服热模型评估室温环境控制,抓住人-服-环境传热的主要因素提出了人体热调节与服装热阻的耦合模型。所提模型由受控系统和热调节控制系统构成。受控系统采用Tanabe模型,把人体分为16个节段,每个节段由内到外分成核心、肌肉、脂肪和皮肤4层,外加与各组织层传热的中心血池,共65个节点,每个节点上利用Pennes生物热方程计算传热量。热调节控制系统采用Smith热调节模型中利用生理数据获取的经验控制方程描述血管舒缩、出汗率和寒颤3种人体基本热调节控制方式。结果表明:所提模型对皮肤温度的预测值与试验结果绝对误差最大值小于0.8℃,绝对误差平均值约为0.5℃,对试验工况下的人体皮肤温度有较好的预测结果。
- 王涛张万欣李猛卜雪琴张宸王海亮
- 关键词：皮肤温度
- 出舱活动手部温控设计分析与验证
- 2025年
- 在长时间舱外活动中,航天员曾多次出现手、足等肢体远端部位偏冷的局部不舒适问题,主要原因是设计航天服手套时,考虑到最大限度提升操作灵活性,在局部区域减少了被动热防护结构的配置,局部热防护不足,容易导致手部在长时间的冷环境中代谢产热散失快而出现冷应激。因此,有必要针对出舱活动中航天员手部的热舒适性需求开展温控技术研究,通过有效的主动温控措施,扩展航天员出舱活动手部作业对低温工作环境的适应范围,提升手部热舒适性,保障手部作业能力,避免因过冷超出医学要求范围而影响出舱任务。本文结合人手的代谢产热,深入分析舱外手套温控需求,开展电加热结构布局方案设计,通过搭建舱外手套热仿真模型,评估舱外手套电热系统方案的可行性。通过开展试验样机真空热试验对比,实现舱外手套电热模块温度控制的全面验证,结果表明温控系统设计具有可行性和有效性。
- 尚坤刘秀斌王海亮王海亮贾蕊溪朱晔
- 关键词：出舱活动热舒适手部温控
- 航天员舱外活动安全绳虚拟现实操作仿真方法研究被引量：8
- 2018年
- 为了解决航天员舱外活动虚拟现实训练仿真中安全绳的逼真仿真问题,分析了安全绳的结构组成和神七任务航天员出舱过程微重力下的安全绳变形规律,对安全绳采用质点-直线弹簧-弯曲弹簧模型建模,使用基于位置的仿真方法计算了安全绳的变形,给出了安全绳的仿真参数,建立了航天员舱外活动安全绳操作仿真系统。开展了受试者试验,仿真结果表明,仿真方法实时有效,可为航天员虚拟现实舱外维修仿真提供基础算法。
- 陈学文黄鹏张炎杜芳王海亮
- 关键词：质点-弹簧模型虚拟现实
- 舱外航天服液温调节特性试验研究被引量：4
- 2014年
- 目的研究舱外服的液温调节特性与换热量的对应关系，为液温调节阀的档位设计和自动温控设计提供依据。方法舱外服置于温度舱内，尽可能减小其与环境的热流；暖体假人着液冷服穿入舱外服内，模拟人体代谢产热；舱外服加压并控制余压40kPa。开启风机和循环泵，保证通风和液冷循环并实现设备产热；净化装置采用模拟件；利用地面设备模拟改变水升华器出口水温和冷路流量。热平衡时计算系统换热量。结果液冷换热量随着冷路水流量的增大和水升华器出口水温降低而增大；通风换热量随着冷路水流量的增大而减小，随水升华器出口水温降低而增大。结论舱外服换热量与冷路流量为非线性变化关系；舱外服液温调节阀的分流特性应分段设计；在满足最大换热量的前提下，水升华器出口水温应控制在5～7℃。
- 张万欣王涛王海亮李冰周晓晶
- 关键词：舱外航天服
- 失重条件下舱外手套外骨骼助力效果的评估方法
- 2023年
- 目的 建立多指标融合的手部抓握疲劳度预测模型,评估舱外手套外骨骼样机的助力效果。方法 采用BP神经网络算法建立手部疲劳度预测模型。通过等距抓握疲劳实验确定手部疲劳度的影响因素,确定BP神经网络的输入变量分别为圆柱直径、抓握力、抓握持续时间和肌电均方根值;通过实验和主观疲劳度量表获得每组变量对应的疲劳度数据,建立基于BP神经网络算法多源融合的疲劳度评估模型;建立疲劳度和助力效果关系模型,通过对疲劳度缓解程度评估外骨骼样机的助力效果。结果 模型预测值与目标值的相关性r=0.974,并有效预测了不同样机的助力效果。结论 结合抓握强度、抓握对象参数和人体肌电建立预测手部疲劳度的BP神经网络模型,可用来评估舱外手套外骨骼和其他手部助力装置的助力效果。
- 张瑞明王凯尹锐王海亮莫言
- 关键词：出舱活动神经网络
- 航天员出舱可伸缩安全系绳设计与验证被引量：3
- 2021年
- 随着中国神舟飞船系列任务和空间站建设任务的稳步进行,中国航天员将面临频繁的在轨出舱作业任务,航天员出舱活动范围将逐渐增大,作业位置也将频繁变换,传统安全绳已无法满足使用要求。提出了一种基于恒力矩弹簧驱动的航天员出舱可伸缩安全系绳设计方案,并优化设计方法。对可伸缩安全系绳的核心部分——驱动单元进行设计,研制航天员出舱可伸缩安全系绳样机,并完成功能性能、环境适应性和驱动单元寿命试验验证。结果表明:所提方案可顺利完成钢丝绳收放,且实测收绳力、放绳力与理论值基本吻合。方案具有体积小、质量轻、可耐大量级振动和高低温环境等优点,其驱动单元满足10000次的长寿命使用要求,可用于后续工程产品中。
- 孙启臣姜坤王海亮张子岚秦俊杰王露斯
- 关键词：航天员可伸缩长寿命
- 水下训练服通风散热特性分析与验证被引量：2
- 2012年
- 目的研究水下训练服的通风散热特性。方法采用环形夹层的混合对流传热模型,夹层两侧分别为等温壁面和对流条件,建立水下训练服通风散热计算模型。同时利用现有水下训练服,以暖体假人模拟人体代谢产热,开展水下训练服通风性能实验,验证计算模型的正确性。结果理论计算值与实验数据一致,水下训练服的通风散热量在30～60 W范围内,上下肢及躯干散热量比为4∶3∶13。结论本文建立的计算模型正确,可以应用于水下训练服通风换热系统的设计计算与分析。
- 王海亮张万欣司怀吉李金林
- 关键词：舱外航天服通风散热
- 一种密闭服通风流量分配系统的设计与验证
- 2025年
- 针对医用隔离服、防化服、消防服、航天服等密闭服的通风散热需求,设计了一种密闭服的通风流量分配系统。采用数值模拟方法,建立了通风管路的三维CFD模型,根据流量分配设计目标,计算选取合适的管径,并进行试验验证。分析了通风总流量、管路弯曲半径等因素对通风流量分配的影响。结果表明:管径是影响流量分配的主要因素,头部、四肢支路管径分别为13 mm、7 mm时分流性能满足设计目标,通风总流量的影响不明显;对于90°弯管,弯曲半径为3倍管径时局部流阻最小。
- 贺双喜王海亮席林斌
- 关键词：通风CFD
