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우주복 공군조종사복 무진복 우주복 • 우주를 여행하는 것은 인간의 오랜 갈망 • 1957년 10월 4일 소련이 발사한 인공위성 제1호 스푸트니크 1호가 시초가 되었음 • 1961년 소련은 사람을 태운 인공위성이 지구를 돌게하는데 성공 • 미국은 우주비행사의 달 착륙과 지구에 안전한 귀환을 목표로 아폴로계획을 진행시켜, 1968년 12월 F.보먼이탄 아폴로 8호가 달을돌아 지구와 달까지의 왕복여행을 함으로써 인간은 우주여행 에 성공했음 1. 우주환경 • 우주공간에는 생명을 유지할수 있는 기본적인 조건을 갖추지 못함 • 대기압이 작용하지 않고 산소 없음, 극고온과 극저온의 환경 반복 • 최첨단 우주복을 착용해야 우 주선밖에서의 활동 가능 • 뾰족한 물체나 빠른 속도로 움 직이는 우주 파편과 잔재로 부 터 인체 보호 • 빛을 제공하고 태양광선 노출 안되게 눈보호 • 통신장비 제공 • 작업할때 필요한 도구 제공, 물 과 음식물 넣을수 있는곳, 임시 배설물 저장고 필요 2. 우주복의 역사 • 제 1세대 우주복(1961)은 미국 최초로 유 인 우주비행을 한 머큐리 계획에서 사용 • 제 2세대 우주복 (1965~1966) 제미니 계 획에서 사용 • 제 3세대 우주복(1960후~1970초)아폴로 계획에서 착용 • 제 4세대 우주복 우주왕복선용으로 개발됨 3. 우주복의 구성 1. 배설물 임시 저장소 - 배설물을 저장하는 기능, 후에 우주선의 쓰레 기 관리시스템으로 운송 2. 액체냉각과 송풍장치가 장착된 내의 - EMU(extravehicular mobility unit-우주선밖에 서 활동할 때 착용하는 우주복)를 입기전에 입 는 의복으로 전체적으로 EMU에 포함 개인용 액체냉각 장치는 아폴로 계획의 우주비행사들 에게 처음 사용 - 물이 흐르는 튜브가 직물안에 있어 열이 우주 복 내부에 축적되는 것 막아주고 환기를 시킴 3. 우주복의 구성 3. 내부 드 링크 백(drink back) 21온스의 휴대용 물과 양방향 통신을 위한 해드폰 과 마이크로폰 장착된 통신장비, 생물의학적 도 구 하부조직이 갖추어져 있음 4. 휴대용 생명유지 시스템(primary life support system) 우주복의 위쪽 몸통에 붙어 있는 배낭으로 구성되 며 배낭의 장치에서 호흡을 위한 산소를 제공 우 주복이 일정한 기압을 유지시킴, 액체냉각복을 조절해 주는 장치와 동력원이 장착되어 있음 3. 우주복의 구성 6. 개인용 질소 추진장치(manned maneuvering unit; MMU) - 선외활동 우주복의 휴대용 생명유지 시스템에 부착가능, 핸드콘트롤로 승무원이 우주선 근처 나 멀리까지도 정확하게 원하는 방향대로 조절 할수 있음 7. 통신장비 -우주복 내부에 있는 전력 공급 장비는 통신전송 장치와 생물의학적 기계 아이템을 연결해서 내 부 연결들이 개구부를 통해 선외통신기로 발송 될수 있도록 몸통으로 연결되게 함 3. 우주복의 구성 8. 기타 - 헬멧: 유성체나 자외선 적외선으로 부터 보호기 능, 폴리카보네이트로 만들어짐, 태양빛으로 부 터 눈 보호 위해 금으로 도금된 창 부착 - 장갑: 손가락 끝 실리콘 고무로 만듦(장비조작시 감도 높임) 압력 밀봉장치가 장갑과 몸체 우주복 의 연결부위에 장착, 압력 장갑 위 작업용 장갑 덧끼고 사용 - 소재는 곰팡이나 박테리아의 성장 방지, 비행후 우주복을 반드시 세탁 건조시켜야함 4. 우주복의 소재 • 서로 다른 기능을 지니니 직물을 여러 겹 겹쳐져서 만들 어짐 • 선외용 우주복은 12겹의 특수 소재로 되어있음 • 가장 안쪽의 2겹의 직물- 스판덱스소재에 가늘게 생긴 튜브를 약 92m가량 직물 안쪽에 부착 냉각 내의-우주인 의 체온 유지기능 • 우레탄이 코팅된 나일론으로 된 팽창주머니-4겹의 데이 크론-공기를 부풀어 오르지 않도록 막아줌 • 7번째 알루미늄 코팅 특수섬유 마일라 - 단열기능과 우 주먼지나 각종 전자파, 방사능 물질이 들어오지 못하도 록 방어벽 역할의 직물-데이크론 막으로 라미네이팅 되 어있음 4. 우주복의 소재 • 그 위로 고어텍스, 케블라, 노멕스로 혼합된 직물 • 허리, 발꿈치, 어깨, 손목, 무릎, 발목부분에 고무와 베어 링이 들어가 있어 활동성을 향상시킴 • 알루미늄 처리된 마일라 필름층 사이는 데이크론 부직 포에 의해 분리되어있음 –열이 두층 사이에서 전되되지 않음 • 최외층 테프론이 코팅된 베타 파이어글라스 포가 사용불연성 소재, 테프론을 코팅함 내마모성과 유연성을 증 가시킴 • 최외층은 알루미늄 처리함-복사열을 받거나 손실되는 것을 막기 위함임 5. 우주복의 종류-전경식 우주복-장갑만이 섬유로되어있고 나머 지 금속으로 구성 -후부출입구:우주비행사들은 후 부출입구 이용 -짐벌 이음매:베어링으로 연결한 부분 -몸통부가 다양한 체격 착용 가능 -저토크 밀봉형 베어링 -몸통 길이 조정고리:고리를 사진 기의 주름상자 모양으로 길이 조정 -선단 조정고리: 고리를 주름상자 모양으로 팔의 길이 조정 5. 우주복의 종류-반경식 우주복 • 장갑과 소매, 다리와 신발 부분 은 섬유로 나머지는 금속으로 구성 • 후부 출입용 해치:우주인이 우 주복을 입을때 해치 이용 • 돔형헬멧 • 선회형 어깨부: 금속을 나선모 양으로 감아 어깨움직일수 있 게 결합 • 직물 팔부: 다층 섬유나 수지를 사용한 부분 • 선회용 허리부: 금속을 나선모 양으로 감아 허리가 회전할수 있도록 결합한 부분 5. 우주복의 종류-반경식 우주복 • 베어링형 둔부: 금속 을 베어링으로 결합하 여 넓적다리 움직일수 있도록 고안 • 직물 다리부:다층 섬 유나 수지를 사용한 부분 • 직물 장화: 다층 섬유 나 수지를 사용한 장 화 공군 조종사복 • 현대전에 있어서 항공 전력의 중요성은 과 거 이스라엘과 아랍권과의 7차에 걸친 중 동전쟁, 영국과 아르헨티나 사이의 포클랜 드 전쟁, 그리고 걸프전등을 통해서 알수 있음 • 대부분의 국가는 항공 전력의 증강을 위해 최신 전투기 도입, 무기 체제의 개선 등 항 공전력의 강화에 많은 투자를 해오고 있음 1. 일반적 사항 • 공군 조종사는 다른 일반 근로자와 달리 고공에 서 전투 비행이라는 극심한 한계 상황에서 임무 를 수행해야함 • 조종사는 가속도, 기압 및 온도의 급격한 변화, 저산소, 항공기 엔진의 소음 등과 같은 유해요소 들에 노출 • 급박한 상황하에서의 빠른 판단과 급격한 공중 기동을 병행해서 수행해야하므로 조종사들은 임 무 수행중 고도의 정신적, 육체적, 생리적 부하 를 동시에 경험함 1-1. 비행 환경의 요소 • 고도의 상승및 저하에 따른 변압요소 • 산소 부족으로 생기는 저산소증 • 고성능 항공기 작동에 따른 가속도 • 소음과 진동 • 비행착각 1-2. 인체의 반응 • 고도 변화에 따른 기압의 변동으로 나타나 는 신체적 증상 • 가속도에 의한 신체적 증상 • 산소부족으로 인한 저산소증 • 소음으로 인한 신체적 증상 2. 여압복 • 여압복의 정의 - 여압복은 고공으로 상승하여 기압이 감소된 상 태에서 정상적인 기압을 유지할 수 있도록 신체 에 압력을 공급해주는 특수한 비행복임 - 헬멧이 붙어있는 옷으로, 팽창시킬 수 있고 높은 고도에서 비행할 때 군용 승무원이 착용 - 높은 고도에 올라갈 경우 여압복은 얼굴에 단단 히 고정된 압력 마스크에 산소를 공급하고 폐가 숨을 쉬는 것을 도와줌 3. 여압복의 구성 • 헬멧 -지상 충격어서 머리 보호 소음으로 부터 보호 -라디오 시스템과 연결된 이 어폰과 마이크로폰 통신 체계 구축 -두개의 챙이 있어 의사에 따라 선택가능(투명바이 저-위급 시 눈 보호- 색 이 있는 바이저-썬글라스 처럼 사용-) 3. 여압복의 구성 마스크(산소공급 장치) -산소마스크 헬멧과 연결되 어 있음, 저산소인 공중에 서 비행할수 있도록 산소 제공 비행복 -안전을 위하여 난연소재로 만들어짐, 긴소매 긴바지 의 속옷 착용, 부츠와 장 갑 또한 난연소재임 3. 여압복의 구성 내가속도복 모든 비행장비중에서 가장 중요한 것 중의 하나, 방 향조종과 가속을 할 때 조 종사와 승무원의 의식을 잃는 현상을 막음, 비행중 공기 조졸 시스템은 2Gs 이사으이 힘이 가해지면 내가속도복을 팽창, 의식 을 잃게되는 현상을 일으 키는 머리와 상체에서 하 체로의 그복한 피의 흐름 을 막기위해 인체의 낮은 부분 주위와 다리를 조임 4. 여압복의 종류 • 전여압복 - 몸을 기밀복으로 감싸 신체와 옷 사이의 틈 에 기체를 보내어 전 신으로 압력을 가하게 됨 - 전여압복인 SR-71은 기압과 호흡을 위한 산소를 개인적으로 유 지 제공 • 부분 여압복 • -몸을 비기밀 천으로 감싼후 그 속에 내장 되어 있는 공기주머니 를 팽창시켜 천에 장 력을 주고, 신체를 기 계적으로 긴박하게 하 는 방법으로 일부를 가압해서 그 압력을 다른 곳에 미치도록 하는 것임 5. 여압복의 소재 특성 • 비행복 -난연성 소재인 노멕스 아라미드가 사용됨, 노멕스와 65%폴리에 스터/35% 면으로 구 성된 비행복 또한 있 음, 염색된 노멕스 파 이버 원단과 케블라 파이버의 실로 제조됨 • 내가속도복 -압력 공기 주머니는 나 일론 직물에 폴리우레 탄을 코팅한 것으로 제조, 외피는 내구성, 난연성의 노멕스 아라 미드 직물로 제조, 모 든 여밈장치는 난연성 아라미드 테이프에 검 정놋쇠로 구성 5. 여압복의 소재의 특성 • 비행장갑 - 노맥스로 만들어짐 - 편안함과 유연성을 위 해 양가죽으로 손바닥 이 만들어져 있어 감 촉이 뛰어나며 불에 타거나 녹지 않아 불 꽃 화상으로 부터 뛰 어난 보호 제공 6. 여압복의 인간공학적 요인 • 운동성 - 관절 등의 구조와 여압차 에 의해 결정 - 여압복의 옷의 직경을 R, 몸의 작경을 r이라 하고, 수트 내압을 p라하면, 몸 의 굴곡에 받는 힘 F=fxpx(R-r) - 옷과 몸 사이가 밀착되어 있으면 좋음 • 인체 계측과 적합성 - 인체 치수가 적합해야하 는 것은 운동성에 영향을 주는 것 외에, 조절기의 반응을 높이기 위해 중요 - 불필요한 공간은 조절기 의 동작을 원활하자 못하 게 하여 흡배기에 여분의 힘이 필요하게 되어 생리 적 장애를 야기시킴 6. 여압복의 인간 공학적 요인 • 환기 - 여압복은 몸을 기밀포로 싸는 것이기 때문에 착용 자에게 있어 열이 달아오 르는 현상은 생리적으로 부담이됨 - 환기효과는 송기의 유량, 온도 및 습도의 상관관계 에 의해 정해짐 - 온도, 습도가 기내 환경에 의존할 경우 유량만이 가 변적 요인이 됨 • 디자인에서의 인간공학적 요인 - 조종복은 조종사가 주로 조종석에 앉은 자세에서 쾌적하도록 디자인됨 - 포켓 등은 앉은 위치에서 손을 넣기 쉬운 위치로 하 며, 조종동작에 지장이 되 지 않도록 소매와 바지끝 을 디자인 해야함 무진복 • 무진복은 항공기의 정밀 부품을 생산하기 위한 크린 룸에서 착용하였으나 현재에는 범위가 확 산되고 있음 • 산업화의 빠른 진전으로 과학기술이 질적, 양적 으로 크게 확산 되었고, 그에 상응하는 요구 정 밀도가 증가하여 크린룸과 무진복의 착용 수요 가 증가하고 있음 • 무진복에 요구되는 성능은 대전방지 및 방진 소 재, 작업자의 가동성의 일환으로 고도로 제어된 크린룸을 필요로 하고 있어 바이오로지컬 크린 룸과더불어 발전 1. 무진복의 기능 및 구성 • • 1. 2. 3. 무진복은 외부의 먼지를 정전기로 끌어들이는 것을 방 지, 내부의 머리카락, 체모, 피부의 각질이나 먼지가 떨 어지는 것을 방지하는 역할을 함 외부의 미세 입자는 차단하면서 신체 안에 쾌적한 환경 을 유지하기 위해서 특수가공 소재나 정전기 방지 소재, 땀의 배출이나 속건등이 용이하게 하는 기능이 요구 에어후드-호흡과 노출된 얼굴에서 발생되는 먼지 제어 무진복- 인체 및 내부 의류로부터의 먼지를 제어 제전장갑-손에서 발생되는 정전기 및 먼지를 제어 2. 무진복의 소재 • 무진복 소재가 기본적으로 갖추어야 하는 기능정전기 대전방지 기능, 먼지 집진율, 투습도, 내 약품성 등이 있음 • 초기에 나일론 폴리머, 아크릴을 기초로하는 도 전섬이 많았음-하지만 약품을 많이 사용하는 경 우가 있어 위에 섬유등은 내약품성에 약함 • 현재는 내산성이 있는 폴리에스터를 기초로한 도전성 섬유 사용 • 물방울이나 수증기는 통과하나 먼지는 통과하지 못하도록 하여 먼지 방지성에 작업자의 쾌적성 부여 3. 무진복의 종류 • 일체형 -머리부터 발끝까지 철저하 게 감싸는 디자인 -철저한 청결과 고도의 정밀 하고 예민한 작업이 필요 한 작업환경에 주로 착용 -신체와 바깥환경이 통하는 곳은 눈주변 뿐임 -신체내 이물질이 피실험체 에 가해지지 않도록 하거 나 반대로 외부의 유해물 질로 부터 작업자의 신체 보호 • 분리형 -상의, 하의, 모자가 분리되 어 있어 일체형보다 쾌적 감이 더 우수하고 움직임 이 자유로움 -투프스와 랩 코트식 두가지 로 구분 • 기타 -수트 이외에 작업장에서 입 을수 있는 제전원단 소재 의 정전기 차단 유니폼용 자켓이나 제전 앞치마가 있음 3. 무진복의 종류 • - 무진장갑 실제로 작업하는데 물체와의 접촉이 많은 부분이므로 ESD효과를 충분히 발휘할수 있도록 제작 - 소재는 폴리에스터100%나 카본 도전사의 합사 등을 사용하여 방 전을 효과적으로 방지 - 신축성 있는 소재를 사용하거나 특수봉제를 하고 있음 • 무진모자 -기본적인 형식은 머리를 감싸는 형식, 마스크의 부착과 무진복과의 연 결, 사이즈 조절 드응ㄴ 벨크로를 이용하고 있음 1. 머리와 목을 완전히 피복하는 형태 2. 머리를 피복하는 형태-귀부분 포함 3. 마스크가 부착된 형태 4. 오픈형태 3. 무진복의 종류 • 무진신발 -무진화는 인체의 보행시 발 생되는 마찰 정전기를 신 속하게 제어하는 역할 -크린룸에서 착용되는 신발 류로는 방전화, 제전화, 도전화등이 있으며, 소재 에 따라서 PVC 신발제품 과 PU신발 제품이 있음 -PU로 제작된 무진화는 PVC보다 가볍고 편한 장 점 -형태에 따라서 신발형태, 부츠, 슬리퍼, 덧신형 5. 무진복의 사이즈 • 방진복 및 방진모, 방 진화의 치수 체계는 8 가지로 구분 • 방진복의 경우 성별에 따라 치수에 차이를 두고 있으며, 방진모 와 방진화는 공통으로 사용됨