航空科技的迅速发展.docx

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1、航天技术航空航天技术是指为航空航天活动时顺利进行而创立的一系列高级复杂的施工作业程序。它波及人力资源配置，设备仪器搭配与安装使用等艰深的学术作业。是国家，民族，乃至整个人类发展的高度追求。航空航天技术使人类文明进入三维时代。航空是大气层内的飞行活动，航天是穿越大气层的飞行活动。1 .航空技术航空的基础理论是空气动力学。航空技术是综合高技术，在理论和设计的基础上，材料技术是关键，电子技术是灵魂。航空指飞行器在地球大气层内的航行活动。气球，飞艇是运用空气的浮力在大气层内飞行，飞机则是运用与空气互相作用产生的空气动力在大气层内飞行。飞机上的发动机依托飞机携带的燃料（汽油）和大气中的氧气工作。2 .航

2、天技术航天技术是探索、开发和运用宇宙空间的技术。它是一门高度综合性的科学技术，波及各类航天飞行器的设计、制造、发射和应用。载人航天是航天技术的最前沿。科学家曾把航天器在太阳系内的航行活动称为航天，航天器在太阳系外日勺航行活动称为航宇，目前则把航天器在太阳系内和太阳系外的航行活动统称为航天。航天活动的目的是探索、开发和运用太空与天体,为人类服务。航天的基本条件是航天器必须到达足够日勺速度，挣脱地球或太阳日勺引力。第一、第二、第三宇宙速度是航天所需的特性速度。按航天器探索、开发和运用的对象划分，航天包括围绕地球日勺运行、飞往月球的航行、飞往行星及其卫星的航行、星际航行（行星际航行、恒星际航行）。按

3、航天器与探索、开发和运用对象的关系或位置划分,航天飞行方式包括飞越（从天体近旁飞过）、绕飞（围绕天体飞行）、着陆（降落在天体上面）、返回（脱离天体、重返地球）。执行军事任务（具有军事目的）的航天活动，称为军用航天；执行科学研究、经济开发、工业生产等民用任务（具有非军事目日勺）的航天活动，称为民用航天；执行商业协议任务（以营利为目的）的航天活动，成为商业航天。有人驾驶航天器的航天活动，称为载人航天；没有人驾驶航天器的航天活动，称为不载人航天。航天技术是指将航天器送入太空，以探索开发和运用太空及地球以外天体的综合性工程技术，又称空间技术。航天技术的构成航天运载器技术。航天运载器技术是航天技术的基础

4、。要想把多种航天器送到太空，必须运用运载器的推力克服地球引力和空气阻力。常用的运载器是运载火箭。运载火箭重要由动力系统,控制系统，箭体和仪器，仪表系统构成。为了使航天器获得飞出地球所需要的速度,靠单级运载火箭的推力目前难以到达。为此，人们发展了多级运载火箭。多级运载火箭是由儿种能独立工作的火箭沿轴向串联构成。航天器技术。航天器是在太空沿一定轨道运行并执行一定任务的飞行器，亦称空间飞行器。航天器分无人航天器和载人航天器两大类。无人航天器按与否围绕地球运行又分为人造地球卫星和空间探测器等，其中人造地球卫星按用途分为：科学卫星:用于探测和研究；应用卫星：直接为国民经济和军事服务；技术试验卫星：用于技

5、术试验和应用卫星试验.空间探测器按探测目的分为月球探测器,行星（金星，火星，水星，土星等）探测器和星际探测器.载人航天器按飞行和工作方式分为载人飞船，空间站和航天飞机等.其中载人飞船可分为卫星式载人飞船，登月式载人飞船和行星际载人飞船等；空间站可分为单一式空间站和组合式空间站。（3）航天测控技术.航天测控技术是对飞行中的运载火箭及航天器进行跟踪测量，监视和控制的技术.为了保证火箭正常飞行和航天器在轨道上正常工作，除了火箭和航天器上载有测控设备外，还必须在地面建立测控（包括通信）系统。地面测控系统由分布全球各地日勺测控台，站及测量船构成。航天测控系统重要包括：光学跟踪测量系统，无线电跟踪测量系统

6、，遥测系统，实时数据处理系统，遥控系统，通信系统等.航天技术的发展探索浩瀚日勺宇宙，是人类千百年来的美好梦想。中国在远古时就有嫦娥奔月日勺神话。公元前1723年，中国有“顺风飞车，日行万里”之说，还绘制了飞车腾云驾雾时想像图。外国也有许多有关月亮的!美好传说。自从1957年10月4日世界上第一颗人造地球卫星上天以来，到1990年12月底，前苏联、美国、法国、中国、日本、印度、以色列和英国等国家以及欧洲航天局先后研制出约80种运载火箭，修建了10多种大型航天发射场，建立了完善的地球测控网，世界各国和地区先后发射成功4127个航天器。其中包括3875个各类卫星，141个载人航天器，Ill个空间探测

7、器，几十个应用卫星系统投入运行。航天员在太空的持续飞行时间长达438天，有12名航天员踏上月球。空间探测器的探测活动大大更新了有关空间物理和空间天文方面的知识。到上世纪末，已经有5000多种航天器上天。有一百多种国家和地区开展航天活动，运用航天技术成果，或制定了本国航天活动计划。航天活动成为国民经济和军事部门的重要构成部分。航天技术是现代科学技术的结晶，它以基础科学和技术科学为基础，汇集了20世纪许多工程技术的新成就。力学、热力学、材料学、医学、电子技术、光电技术、自动控制、喷气推进、计算机、真空技术、低温技术、半导体技术、制造工艺学等对航天技术的发展起了重要作用o这些科学技术在航天应用中互相

8、交叉和渗透，产生了某些新学科,使航天科学技术形成了完整的体系。航天技术不停提出的新规定，又增进了科学技术的进步。一、火箭技术火箭技术推进了人类航天发展的历史。火药是中国古代的四大发明之一，火箭是在火药发明之后中国人发明的。早在公元1023年宋朝唐福献应用火箭原理制成了战争武器，13世纪初传到外国。传说在14世纪末，中国有个学者万户在坐椅背后安装47支当时最大的火箭，两手各持大风筝，试图借助火箭的推力和风筝的!升力升空。不过一声爆炸之后，只见烟雾弥漫，碎片纷飞，人也找不见了。为纪念这位世界上第一种试验火箭飞行的勇士，月球表面东方海附近的一种环形山以万户命名。18世纪，印度军队在抗击英国和法国军队

9、的多次战争中曾大量使用火箭并获得良好日勺效果。由此推进了欧洲火箭技术的发展。曾在印度作战的英国人康格雷对印度火箭作了改善。他确定了黑火药的多种配方，改善了制造措施并使火箭系列化，射程达3公里。这些初期火箭的原理成了近代火箭技术欧J基础。19世纪末20世纪初，伴随科学技术的进步，近代火箭技术和航天飞行发展起来，先驱者的代表人物有前苏联的齐奥尔科夫斯基，美国人戈达德和德国奥伯特。齐奥尔科夫斯基毕生从事火箭技术和航天飞行的研究。在他的经典著作中，对火箭飞行的思想进行了深刻的论证，最早从理论上证明用多级火箭可以克服地心引力进入太空。他建立了火箭运动的基本数学方程，奠定了理论基础。他首先提出了使用液体推

10、进剂火箭的倡议，通过了短短日勺30年就实现了。他预想到现代火箭的真实构造，并论述了有关液氢-液氧作为推进剂用于火箭的可靠性，设想用新的燃料（原子核分解日勺能量）来作火箭的动力。他详细地阐明了用火箭进行航天飞行的条件，火箭由地面起飞日勺条件，人造地球卫星及实现飞向其他行星所必须设置中间站的设想。他还提出过许多的技术提议，如提议用燃气舵控制火箭，用泵来强制输送推进剂，以及用仪器自动控制火箭等，都对现代火箭和航天飞行的发展起了巨大的作用。戈达德博士在1023年开始进行近代火箭的研究工作。他在1923年时论文中提出了火箭飞行的数学原理，指出火箭必须具有7.9kms的速度才能克服地球的引力。他认识到液体

11、推进剂火箭具有极大日勺潜力，1926年3月他成功在研制和发射了世界上第一枚液体推进剂火箭，飞行速度103kmh,上升高度12.5米，飞行距离56米。奥伯特专家在他1923年出版的书中不仅确立了火箭在宇宙空间真空中工作的基本原理，并且还阐明火箭只要能产生足够日勺推力，便能绕地球轨道飞行。同齐奥尔科夫斯基和戈达德同样，他也对许多种推进剂的组合进行了广泛的研究。真正的近代火箭的出现是在第二次世界大战时的法西斯德国。早在1932年德国就发射A2火箭，飞行高度达3公里。1942年10月发射成功V-2火箭（A4型），飞行高度85公里，飞行距离190公里。V-2火箭的发射成功，把航天先驱者的理论变成现实，是

12、现代火箭技术发展史时重要一页。1945年5月，第二次世界大战德国战败，前苏联俘虏部分德国火箭技术人员，缴获了几枚V-2火箭和有关技术资料。在此基础上，1947年前苏联仿制V-2火箭成功。1948年自行设计了PT火箭，射程达300公里。1950年和1955年又先后研制成P-2和P-3火箭，射程分别到达500公里和1750公里。1957年8月,成功发射两级液体洲际导弹P-7,射程8000公里，通过改装的P-7于1957年10月4日，发射成功世界上第一颗人造地球卫?quot;人造地球卫星1号，从而揭开了现代火箭技术新的一页。前苏联由于发射多种航天器日勺需要，先后研制成功东方号、联盟号、宇宙号、质子号

13、、能源号等多种型号的运载火箭，可将100多吨的有效载荷送入近地轨道。二战后，美国俘虏了以冯布劳恩为首的德国火箭专家，缴获了100余枚V-2火箭。美国陆军在布劳恩的协助下于1945年发射了V-2火箭，1949年开始研究红石弹道导弹，1954年制定人造卫星计划，1958年2月1日丘辟特C火箭成功发射美国第一颗人造卫星，美国为发射多种航天器的I需要，先后研制成功先锋号、丘诺号?quot;红石号、侦察兵号、大力神号和土星号等运载火箭。中国于I960年11月5日第一枚近程火箭发射试验成功。中国有“长征”号(CZ)系列运载火箭，重要有CZT、CZ-2、CZ-3、CZ-4四种基本型运载火箭和CZ-1D、C(

14、CZ-2C)、CZ-2C/SD、CZ-2D、CZ-2E、CZ-2F、CZ-3ACZ-3B、CZ-4B等儿种改善型。1990年4月7日，中国CZ-3运载火箭发射成功美国制造的亚洲一号卫星。长征火箭成功地进入了国际商业发射卫星的行列，至今已将27颗外国卫星发射上天。法国从50年代开始自行研制探空火箭和导弹，并在此基础上研制“钻石”号运载火箭。1965年11月至1967年2月，法国“钻石”号火箭将AT、DT人造卫星送入太空。法国积极推进西欧国家联合发展欧洲航天事业，它是欧洲空间局的重要组员国，并承担阿里安号运载火箭的大部份研制工作。欧空局正式组员国有比利时、丹麦、法国、联邦德国、爱尔兰、意大利、荷兰

15、、西班牙、瑞典和英国；非正式组员国有奥地利和挪威；加拿大为观测员国。由欧空局研制的“阿里安”1号运载火箭于1979年12月24日初次发射成功。迄今已研制有“阿里安”厂5号五种基本型和多种改善型火箭。阿里安4号为欧空局重要运载工具，至今已发射80余次，失败7次，成功率在世界商用卫星运载工具中名列-IZ-刖矛。日本自1963年开始研制谬系列固体运载火箭，共有4代。1970年日本宇宙开发事业团决定引进美国德尔它号运载火箭技术，以发展本国的N号运载火箭。1975年9月，日本初次用NT火箭成功地发射了菊花1号技术试验卫星。1994年试验成功带有氢氧燃料装置的N-2火箭。印度自行研制成功运载火箭系列SLV

16、,ASLV,PSLV和GSLVo2023年4月同步轨道卫星运载火箭GSLV发射成功。此外，尚有英国、意大利、加拿大、印度、巴西、以色列、韩国、朝鲜等国均有运用本国制造或租用他国运载火箭来发射人造卫星的能力。二、卫星时代人造地球卫星的计划设想早在1945年就在美国出现，美海军航空局已着手研究一种把科学仪器送入太空的卫星，次年美国陆军航空局在一项类似日勺研究汇报中，就有“试验性环球空间飞行器”的初步设计。伴随现代科学技术和一系列大功率运载火箭的发展，为人造地球卫星的研制和发射打下了坚实的基础。1957年10月4日，前苏联用“卫星”号运载火箭把世界上第一颗人造地球卫星送入太空，卫星呈球形，外径0.58米，外伸4根条形天线，重83.6公斤，卫星在天上正常工作了三个月。同年11月3日，前苏联发射了第二颗卫星，卫星呈圆锥形，重508.3公斤，