中文摘要：

目前我国女性航天员飞天计划已成为关注焦点。虽然我国男性航天员返回飞船着陆冲击安全性问题已基本解决，但是因男性和女性在解剖结构、生理功能及加速度耐力等方面存在较大的差异性，所以不宜直接将男性安全标准应用于女性。然而目前国内外对女性航天员弹道式返回着陆冲击安全性的研究相对缺乏，因此及早开展女性航天员返回飞船着陆安全性分析的基础研究，对我国载人航天工程飞船安全性设计与鉴定将具有重要意义。 项目拟通过女性人体冲击实验，获得女性在低G值多姿态情况下关键节段和部位的动态响应、传递特性；与已有男性实验结果进行对比，揭示性别差异性对冲击动态特性的规律；通过女性人椅系统有限元建模与仿真计算，预测高G值多姿态着陆冲击人体动态力学响应，探讨性别差异对冲击损伤的影响，阐明女性冲击损伤发生机制；针对女性航天员提出合理的防护措施和方案，为女性航天员返回飞船着陆安全性评估和鉴定提供科学依据。

结论摘要：

国际上对航天员弹道式返回着陆冲击安全性的评估标准仍然简单的采用男性航天员安全标准，尚未考虑由于男性和女性在解剖结构、生理功能及加速度耐力等方面存在较大的差异性而引起的安全性问题。本课题以揭示性别差异对航天员返回着陆冲击安全性影响为目标，为此开展了如下主要研究 1）开展了人体冲击响应规律实验研究。医学筛选18名志愿者参加着陆冲击模拟、测试实验，获得了男女性在低G值情况下关键节段和部位的动态响应、传递特性。结果表明，在卧姿情况下，随着冲击输入量级的增加，男性和女性各部位加速度均明显增加；在肩部和髂部，两组加速度响应存在显著性差异。 2）建立了人椅系统有限元仿真计算模型，为验证仿真模型，利用冲击塔和混合三型碰撞假人，开展了四次不同冲击量级的假人标定验证试验。通过仿真，预测了高G值多姿态着陆冲击人体动态力学响应，探讨性别差异对冲击损伤的影响，阐明女性冲击损伤发生机制。分析认为，髂部差异性主要由于盆腔股骨结构和性能引起。女性适于生产的盆腔结构对冲击损伤而言又是薄弱环节，另外女性内分泌引起的骨丢失问题导致骨骼力学性能弱于男性亦是造成响应差异性的重要因素；头部加速度在低量级情况下男性较女性小，主要由于其颈部肌肉力量较大，随着量级增加，女性响应更为突出，女性颈椎结构和头部质量成为头部损伤主要影响因素；胸部加速度受体重和坐垫厚度影响较大。 3）针对女性航天员易损部位和损伤机理提出了合理的防护措施和方案，本研究在人体实验与仿真研究的基础上，设计提出了安全气囊式飞船缓冲吸能座垫装置、双气囊着陆缓冲座椅、头盔防护系统，为女性航天员返回飞船着陆安全性防护提供借鉴和依据。 课题完成了研究目标和内容，同时也发现了新的科学问题。例如，本课题假定条件是短期飞行，深空探测或长期空间驻留后性别差异对航天员返回着陆冲击安全性影响规律如何变化？深空探测着陆冲击人体安全评价方法及如何防护？这些问题的研究将具有更重要科学和指导意义。