殲擊機飛行員在駕駛飛機時需要佩戴氧氣面罩,而航天員在飛船里卻不用,其原因主要在于飛機(航空器)與飛船(航天器)座艙及座艙壓力制度的不同設計。
為了創造適合于人生存的人工環境,預防低壓缺氧癥狀和減壓病的發生,航天器和航空器采用的都是增壓座艙,但因兩者的用途和飛行的外部環境不同,其座艙及座艙壓力制度設計的具體方案是不同的。
殲擊機和其他一些戰斗機,因為作戰用途的需要,要求速度快、升限高、機動性好,特別是殲擊機要求格斗能力強,所以戰斗機都采用“低壓差”的通風式密封增壓座艙設計方案,以便在保障安全的前提下減小座艙內外的壓力差(亦稱座艙“余壓”),從而通過適當減小機艙的設計強度以達到減輕飛機結構重量的目的。由于戰斗機采用了“低壓差”的座艙壓力制度,就必須采取相應的供氧措施,才能有效防止低壓缺氧癥狀的發生。這就是戰斗機飛行員飛行時佩戴氧氣面罩的原因。
載人航天器飛行在高真空的外層空間,艙外沒有可以利用的空氣,所以它的增壓座艙設計反而比飛機來得簡單化。載人航天器(其實也包括了25千米高度以上飛行的航空器)采用的是完全氣密并與外界隔絕的增壓座艙。美國航天器座艙早年使用的是三分之一大氣壓力的純氧,其優點在于壓力控制系統簡單,氣體泄漏量減少,結構重量也較輕;缺點則是改變了人習慣的大氣環境,不利于長期飛行的健康,更致命的是純氧環境的安全性很差。蘇聯/俄羅斯一直以來采用的是常壓氧氮混合氣體,即座艙總壓接近于1個標準大氣壓,氧分壓大致與地面常壓條件下一致或略微富氧。這種壓力制度維持了人們長期習慣的大氣環境,能有效保障人的安全與舒適,發射和返回前不需要對艙壓做大的變壓調整,防火安全性也提高了。
正在載人航天器內工作的航天員
從安全性和航天員長期飛行的舒適性出發,現在各國都已趨同于上述第二種,即接近地面常壓的壓力制度。我國神舟飛船座艙采用氧氮雙組分氣體,總壓控制在91.3千帕左右,氧分壓控制于22.0千帕左右。
顯然,航天器正常飛行情況下,航天員完全不需要額外供氧。一旦發生航天器座艙失壓的意外緊急情況,航天員可以穿著航天服,轉入座艙壓力應急工況,提前返回地面。