航天飞机的关键技术有哪些?

作者&投稿:愚受 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
航天飞机的性能有哪些?~

航天飞机是一种为穿越大气层和太空的界线(高度100公里的卡门线)而设计的火箭动力飞机。航天飞机结合了飞机与航天器的性质,像有翅膀的太空船。航天飞机是一种有翼、可重复使用的航天器,由辅助的运载火箭发射脱离大气层,作为往返于地球与外层空间间的交通工具,外形像飞机。

航天飞船是用多级火箭作为运载工具,从地球发射并可在宇宙空间航行的飞行器。载人航天飞船一般包括为飞船提供电源和动力支持的推进舱、为航天员提供安全可靠环境支持的返回舱、在轨道运行中为航天员提供工作生活环境的轨道舱和为科学试验提供各种保障的附加段。载人航天飞船和宇宙空间站是供航天员、科研人员生活和工作的航天器,因此必须提供航天员在空间安全、工作和生活的生命保障系统,其设施与人造卫星有明显不同,除无人飞行的分系统外,还必须包括环境控制生物保障系统和应急救生系统。载人航天飞船又分为卫星式载人飞船和登月式载人飞船。

最主要就是它们的用途不同:航天飞机是运载火箭的升级产品,用途是将地面物体送至地球轨道,也就是说,航天飞机往返于地面与地球轨道之间;而宇宙飞船则是在外太空之间飞行使用的,比如从地球飞往比邻星……由于用途的不同,它们的结构、工作方式、外形也有很大不同。航天飞机最需要的是脱离地球引力,因此它有自已的动力系统和巨大的外挂燃料箱(常见的美国航天飞机下面那个最粗的黄色的那个),为了减少空气阻力并在降落时充分利用空气动力,航天飞机有着非常漂亮的气动外形,宇宙飞船也有动力系统,但现阶段的动力源主要是太阳能电池,因此不需要外接动力源,另外但宇宙飞船是在外太空飞行,外形没特殊要求,因此看起来比较丑。另外,航天飞机最初是美国军方提出的运载火箭的替代产品,设计要求除了载人、运送卫星外,能往返可重复使用也是最重要的性能指标。而宇宙飞船往往是为了特定目的而进行特定设计的。

航天飞机是一种垂直起飞、水平降落的载人航天器,它以火箭发动机为动力发射到太空,能在轨道上运行,且可以往返于地球表面和近地轨道之间,可部分重复使用的航天器。它由轨道器、固体燃料助推火箭和外储箱三大部分组成。
一、外部燃料箱
外表为铁锈颜色,主要由前部液氧箱、后部液氢箱以及连接前后两箱的箱间段组成。外部燃料箱负责为航天飞机的3台主发动机提供燃料。外部燃料箱是航天飞机三大模块中唯一不能重复使用的部分,发射后约8.5分钟,燃料耗尽,外部燃料箱便被坠入到大洋中。
二、一对固体火箭助推器
这对火箭助推器中装有助推燃料,平行安装在外部燃料箱的两侧,为航天飞机垂直起飞和飞出大气层进入轨道,提供额外推力。在发射后的头两分钟内,与航天飞机的主发动机一同工作,到达一定高度后,与航天飞机分离,前锥段里降落伞系统启动,使其降落在大西洋上,可回收重复使用。
三、轨道器

即航天飞机本身,它是整个系统的核心部分。轨道器是整个系统中惟一可以载人的、真正在地球轨道上飞行的部件,它很像一架大型的三角翼飞机。它的全长37.24m,起落架放下时高17.27m;三角形后掠机翼的最大翼展23.97m;不带有效载荷时质量68t,飞行结束后,携带有效载荷着陆的轨道器质量可达87t 。它所经历的飞行过程及其环境比现代飞机要恶劣得多,它既要有适于在大气层中作高超音速、超音速、亚音速和水平着陆的气动外形,又要有承受再人大气层时高温气动加热的防热系统。因此,它是整个航天飞机系统中,设计最困难,结构最复杂,遇到的问题最多的部分。 轨道器由前、中、尾三段机身组成。前段结构可分为头锥和乘员舱两部分,头锥处于航天飞机的最前端,具有良好的气动外形和防热系统,前段的核心部分是处于正常气 压下的乘员舱。这个乘员舱又可分为三层:最上层是驾驶台,有4个座位,中层是生活舱,下层是仪器设备舱。乘员舱为航天员提供宽敞的空间,航天员在舱内可穿普通地面服装工作和生活。一般情况下舱内可容纳4~7人,紧急情况下也可容纳10人。 航天飞机的中段主要是有效载荷舱。这是一个长18m ,直径4.5m,容积300m3的大型货舱,一次可携带质量达29t 多的有效载荷,舱内可以装载各种卫星、空间实验室、大型天文望远镜和各种深空探测器等。为了在轨道上施放所携带的有效载荷或回收轨道上运行的有效载荷,舱内设有一或二个自动操作的遥控机械手和电视装置。机械手是一根很细的长杆,在地面上它几乎不能承受自身的重量,但是在失重条件下的宇宙空间,却可以迅速而灵活地载卸10t多的有效载荷。航天飞机中段机身除了提供货舱结构之外,也是前、后段机身的承载结构。
航天飞机的后段比较复杂,主要装有三台主发动机,尾段还装有两台轨道机动发动机和反 作用控制系统。在主发动机熄火后,轨道机动发动机为航天飞机提供进入轨道、进行变轨机动和对接机动飞行以及返回时脱离轨道所需要的推力。反作用控制系统用来保持航天飞机的飞行稳定和姿态变换。除了动力装置系统之外,尾段还有升降副翼、襟翼、垂直尾翼、方向舵和减速板等气动控制部件

航天飞机是迄今为止技术难度最大、技术水平最高的载人航天器。美国航天飞机在研制过程中遇到的关键技术问题有:发射时从亚音速、超音速到高超音速,返回时从高超音速、超音速到亚音速的气动力学工程验证和实施方面的技术问题;完全可重复使用、可靠性高、重量轻的先进防热系统技术问题;大推力、可重复使用、可多次点火、可靠性安全性高的先进液氢液氧火箭发动机技术;大推力、安全可靠、可重复使用的先进固体火箭发动机技术;先进的信息处理、通信与指挥技术;长寿命、高可靠性、可重复使用的各类小火箭发动机技术;大型低温推进剂贮箱的加工制造以及绝热技术;高可靠性、可长期使用的生命保障系统技术;多种发射中止的安全保障模式等。这些还都属于大系统方面的,分解到具体的关键技术就更多了。“挑战者号”失事后,美国宇航局对航天飞机进行了全面审查,查出了大量属于关键性的设计或技术问题,单单轨道器重新设计和改装的部件就达500个之多,有68处重大结构改进和210处一般性改良,机翼、轮胎、刹车和前操纵轮也都得到改进。固体助推器也作了40处重大改进。主发动机作了39处结构改进。可见,航天飞机的关键技术问题实在太多了。


前沿技术的前沿技术之空天技术
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狄贞龙血: 航天飞机要比卫星大得多,复杂得多,要把这样一个航天系统发射到环绕地球的轨道,在轨道上完成预定的任务,然后再安全返回地面,这的确不是一件简单的事情,它需要解决一系列的关键性技术问题,如速度和推力、精确的控制导引系统、适当的空气动力外形和再入大气层的有效防热措施等.

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狄贞龙血: 细节不详,需要用冶金、陶瓷、机加工、电子、工程材料、物理、生命科学、工程力学、计算机控制技术、计算机通讯技术等很多领域的技术支持.

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狄贞龙血: 航天飞机,是一种为穿越大气层和太空的界线(高度100公里的卡门线)而设计的火箭动力飞机.航天飞机结合了飞机与航天器的性质,像有翅膀的航天器.它既能像运载火箭那样把人造卫星等航天器送入太空,也能像载人飞船那样在轨道上运...

准格尔旗17793748835: 航天飞机的都有哪些本领? -
狄贞龙血: 航天飞机把人载入太空,在上面可以进行科学实验,比如太空育种,药物合成,晶体提纯,金属冶炼,宇宙观测等等,因为航天飞机上的物体处于失重状态,这是在地球上得不到的.所以可以做很多地球上因为重力影响没法做的实验.航天飞机的好处就是可以重复使用,节约经费.并且在返回地球的时候不用燃料,像鹰一样是靠滑翔降落到地面的.航天飞机的外形就像普通飞机一样.但它的表面必须有隔热层,否则飞回地球的时候会被和空气剧烈摩擦产生的热量烧毁!一个国家的航天技术标志着它的综合国力,你看看美国,俄罗斯都有航天飞机,咱们就没有.但是我们的神州系列飞船发展的也很快,要有信心!

准格尔旗17793748835: 航天飞机需要怎么样的技术才能制造?
狄贞龙血: 需要航天技术和大量的才力来支持,我国正在积极开放这一领域的研究.

准格尔旗17793748835: 空天飞机 -
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准格尔旗17793748835: 为使航天器安全返回并着陆,必须要掌握的关键技术有哪些?
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准格尔旗17793748835: 神七发射最关键的两项技术是什么?
狄贞龙血: 出舱技术 和 伴飞技术 报道称,今天,伴随小卫星已经围绕神舟七号飞船轨道舱飞行近六天,拍回了大量珍贵的图像.中国载人航天工程总设计师周建平介绍说,这是我们中国第一次,由一个航天器围绕另一个 航天器在飞行.要搞空间站,这样...

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