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人体外形的相似性

人类学学报 2012年第3期31卷 299-314页

作者：张云然中国航天员科研训练中心北京100192

本文首先提出了人体相似性的概念和定义,并进行了数学论证,导出了标准人体的数学表达方法,然后,根据90名志愿者的样本具体计算说明了标准人体尺寸的适用性。本文提出的标准人体尺寸处理方法,可供人种和体型分类、人体模型与服装设计时... 详细信息

本文首先提出了人体相似性的概念和定义,并进行了数学论证,导出了标准人体的数学表达方法,然后,根据90名志愿者的样本具体计算说明了标准人体尺寸的适用性。本文提出的标准人体尺寸处理方法,可供人种和体型分类、人体模型与服装设计时确定人体各部尺寸,为利用人体其他节段估测人全身尺寸的可能性提供参考。最后指出,表示人体尺寸间相互关系的人体常数是存在的;在设计人体模型时,不管模型的比例如何,所设计模型的人体常数需保持与所代表的人群样本的人体常数一致。

关键词：相似性:人体工程学人体形态学人体模型人种分类

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高速气流吹袭时人上肢气动力特性

航天医学与医学工程 2003年第5期16卷 344-348页

作者：张云然吴桂荣航天医学工程研究所北京100094

目的研究抬腿和不抬腿两种姿态下有 /无防护时 ,人上肢的气动力特性。方法在FL 2 4风洞中进行 1 /5人椅模型跨超声速风洞试验 ,研究人上肢各部的气动力特性。马赫数M =0 .4～ 2 .0 ,俯仰角α =5°～ 30°,侧滑角 β=0°～ 90°,雷诺数Re... 详细信息

目的研究抬腿和不抬腿两种姿态下有 /无防护时 ,人上肢的气动力特性。方法在FL 2 4风洞中进行 1 /5人椅模型跨超声速风洞试验 ,研究人上肢各部的气动力特性。马赫数M =0 .4～ 2 .0 ,俯仰角α =5°～ 30°,侧滑角 β=0°～ 90°,雷诺数Re =( 0 .93～ 3.1 )× 1 0 6。结果 1 )抬腿对上肢气动特性有明显影响 ,其影响大小与抬腿状态有关 ;2 )侧滑一般使上肢气动载荷明显增加 ,特别是 β =5 0°是试验中上肢载荷比较严重的状态 ;3)所研究的防护装置 ,特别是导流板 ,对上肢的保护作用明显 ;4)提出了人上肢气动力的计算公式。结论 1 )本研究的防护装置 ,特别是导流板 ,对上肢的保护作用明显。 2 )本研究可为研制人上肢高速气流吹袭防护装置和制定相关标准提供可靠依据 ;3)人上肢气动力的计算可使用本文公式。

关键词：弹射座椅风洞试验气动力试验气动力分析人体空气动力学

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高速气流吹袭问题

航空学报 1994年第7期15卷 826-832页

作者：张云然吴桂荣航天医学工程研究所

在高速弹射时，防护气流吹袭对人体产生的损伤目前仍未有令人满意的方法。本文阐述了高速气流吹袭对人体的致伤机理并提供了头及四肢的防护约束方程组。

关键词：风效应弹射座椅气流吹袭伤

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人－椅系统的动压计算问题

航空学报 1995年第1期16卷 69-72页

作者：张云然吴桂荣北京航天医学工程所北京

通过大量的分析、计算，提出了作用在人－椅系统上的动压修正系数Ｆ的半经验公式。给出选取修正因子ε、ｆ（ε）的方法，仅需４个不同马赫数的阻力系数实验值。原则上，若实验结果精度较高，对阻力系数实验值的选取并无限制。但实验数... 详细信息

通过大量的分析、计算，提出了作用在人－椅系统上的动压修正系数Ｆ的半经验公式。给出选取修正因子ε、ｆ（ε）的方法，仅需４个不同马赫数的阻力系数实验值。原则上，若实验结果精度较高，对阻力系数实验值的选取并无限制。但实验数据精度不高，则上述计算的阻力系数的均方根误差就会大些。此方法不仅适用于计算像人－椅系统这样的大钝体，而且也适用于计算其它大钝体在任意马赫数范围的阻力系数，其均方根误差小于００５。

关键词：弹射座椅动压马赫数风效应航天器

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人体空气动力学问题

气动实验与测量控制 1991年第3期5卷 18-26页

作者：张云然吴桂荣航天医学工程研究所

本文首次提出了人体空气动力学的基本概念、研究内容、方法和当前存在的主要问题。阐述了高速气流吹袭对人体造成的影响,分析了人体各部分的气动特性,给出了人体上肢、小腿及头颈部的阻力系数曲线,认为人体四肢和头颈部在高速气流吹袭... 详细信息

本文首次提出了人体空气动力学的基本概念、研究内容、方法和当前存在的主要问题。阐述了高速气流吹袭对人体造成的影响,分析了人体各部分的气动特性,给出了人体上肢、小腿及头颈部的阻力系数曲线,认为人体四肢和头颈部在高速气流吹袭下产生的相对于人椅系统甩打运动,将对人体的安全弹射造成严重威胁,是飞行员安全弹射的主要障碍。本文还对目前国内外所研究的高速气流防护装置按其防护原理进行了分类,并评价了他们的防护能力。本文介绍了国内外的主要研究成果,并对其中人椅系统的速压计算问题作了较为详细的阐述,介绍了作用在人椅系统上的速压修正的半经验公式。此公式不仅适用于计算像人椅系统那样的大钝体,而且也适用于计算其它大钝体在任意 M 数范围内的阻力系数。最后,文中对今后的研究工作提出了一些建议。

关键词：空气动力学弹射人体航空安全

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下颌骨冲击损伤的实验研究

中国生物医学工程学报 1993年第4期12卷 304-308,311页

作者：王以进李伟苏建良吴桂荣张云然上海科技大学航天医学工程研究所

本文通过6例猕猴和4具人的新鲜尸体的下颌骨的冲击性实验研究,以足够精确和可靠的数据来论证冲击力学模型,配以病理和生理资料判别下颌骨—脑损伤机制,以有助于下颌骨的损伤处理和确定它们的损伤机制,以便进行防护设计和创伤治疗。

关键词：下颌骨冲击损伤颌骨损伤

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猕猴膝和肘关节的生物力学特性研究

中国生物医学工程学报 1998年第3期17卷 208-213页

作者：刘炳坤吴桂荣张云然向求鲁韩延方卢海俊朱青安欧阳钧航天医学工程研究所第一军医大学

本文对５只猕猴膝和肘关节进行了生物力学特性实验，得出了猕猴整体膝关节和肘关节的载荷－变形关系曲线、极限载荷、刚度和破坏时吸收的能量等数据。这些结果为飞行员应急弹射高速气流吹袭下四肢防护系统的设计提供了科学依据。

关键词：气流吹袭关节生物力学膝肘关节

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人体头颈部对高速气流吹袭耐受限度的研究

航天医学与医学工程 1993年第2期6卷 79-87页

作者：张云然吴桂荣王玉清由广兴王以进航天医学工程研究所北京100094 上海科技大学上海201800

在高速弹射时,对乘员的最大威胁依然是座椅的不稳定和气流吹袭。本项研究的目的是为人体头颈部对高速气流吹袭的耐限提供医学依据。首先进行了风洞实验,获得了人头颈部的气动数据,实验结果表明,头颈部的气动侧力比气动阻力和升力小得多... 详细信息

在高速弹射时,对乘员的最大威胁依然是座椅的不稳定和气流吹袭。本项研究的目的是为人体头颈部对高速气流吹袭的耐限提供医学依据。首先进行了风洞实验,获得了人头颈部的气动数据,实验结果表明,头颈部的气动侧力比气动阻力和升力小得多。根据实验结果,计算了作用在乘员头颈部的气动力随时间变化的曲线。使用动态加载机模拟弹射时气动力随时间的变化历程,对猴头部进行了冲击实验。根据动物头部的冲击实验,通过大体解剖、生理、生化、病理和神经学等多项医学指标的判断,找出了动物脑震荡的判别方法,尤其是采用了特异性很强的生化指标—肌酸激酶脑型同功酶(CK—BB),使得脑损伤的判别,比国内外主要靠大体解剖的方法准确可靠。根据动态加载机对猴头部的冲击实验结果,获得了冲击载荷与损伤的关系,并分成了5种损伤等级。研究了8具新鲜人尸和34只健康猴头颈部组织的生物力学特性之间的关系,证明以猴代人进行头颈部的创伤实验是可行的,为从动物实验过渡到人提供了有力的依据。根据猴的实验结果计算出了在不同高度、不同弹射速度下人体头颈部对高速气流吹袭的损伤等级曲线,并把这一结果和国内外飞机失事调查结果以及有关人体生物力学耐限的研究结果进行对比研究,证明本项研究结果是可靠的。其中的中度伤(轻度脑震荡)符合航空救生的医学要求,可保障乘员安全,建议作为人体头颈部(戴保护盔)对高速气流吹袭的生理耐限。为使用方便,可将当量表速1000km/h 作为其耐限速度。此项研究为制定人体头颈部对高速气流吹袭的耐限提供了比较可的医学依据。

关键词：气流吹袭伤弹射损伤头颈

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猴头部冲击下颅内压的变化和头冲击伤的防护

航空学报 1999年第S1期20卷 55-57页

作者：吴桂荣张云然王玉清由广兴航天医学工程研究所第五研究室

为了探讨应急弹射时高速气流吹袭造成头部冲击伤的机制和防护措施，使用动态加载机，对２４只猴的头部进行了冲击，观察了头部损伤程度与颅内压的变化关系。实验结果表明，随头部损伤程度的加重，颅内压也随着增高；损伤程度的不同，颅... 详细信息

为了探讨应急弹射时高速气流吹袭造成头部冲击伤的机制和防护措施，使用动态加载机，对２４只猴的头部进行了冲击，观察了头部损伤程度与颅内压的变化关系。实验结果表明，随头部损伤程度的加重，颅内压也随着增高；损伤程度的不同，颅内压的动态响应曲线也呈现出不同的特点；颅内压增高值达到６．６３ｋＰａ猴出现了脑震荡的症状；颅内压的增高值达到或超过１０．０２ｋＰａ猴发生了脑器质性损伤。在应急弹射时适当地固定头部或防止颅骨变形可较好地预防和减轻头部冲击伤。另外，还应在减少头部气动力和提高座椅的稳定性上着重考虑。

关键词：头冲击载荷气流吹袭猴颅内压颅脑损伤