航空航天技术

----更新时间:2022-08-18

为航空航天活动的顺利进行而创立的一系列高级复杂的施工作业程序。它涉及人力资源配置,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。

定义

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,飞艇是利用空气的浮力在大气层内飞行,飞机则是利用与空气相互作用产生的空气动力在大气层内飞行。飞机上的发动机依靠飞机携带的燃料(汽油)和大气中的氧气工作。

2.航天技术

航天技术是探索、开发和利用宇宙空间的技术。它是一门高度综合性的科学技术,涉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,航天器在太阳系外的航行活动称为航宇,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、开发和利用太空与天体,为人类服务。航天的基本条件是航天器必须达到足够的速度,摆脱地球或太阳的引力。第一、第二、第三宇宙速度是航天所需的特征速度。

按航天器探索、开发和利用的对象划分,航天包括环绕地球的运行、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)。按航天器与探索、开发和利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(环绕天体飞行)、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(具有非军事目的)的航天活动,称为民用航天;执行商业合同任务(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。

中国航天

神舟五号

2003年10月15日至16日,进行了我国首次载人航天飞行。我国航天员杨利伟乘坐神舟五号载人飞船,在太空绕地球运行14圈,历时21小时23分,顺利完成各项预定操作任务后,安全返回主着陆场。轨道舱留轨运行半年时间,获得了大量的科学实验成果。

神舟五号载人飞船是在无人飞船基础上研制的我国第一艘载人飞船,乘有1名航天员,在轨运行1天。整个飞行期间为航天员提供必要的生活和工作条件,同时将航天员的生理数据、电视图像发送地面,并确保航天员安全返回。

飞船由轨道舱、返回舱、推进舱和附加段组成。飞船的手动控制功能和环境控制与生命保障分系统为航天员的安全提供了保障。

飞船由长征2F运载火箭发射到近地点200公里、远地点350公里、倾角42.4°初始轨道,实施变轨后,进入343公里的圆轨道。飞船环绕地球14圈后在预定地区着陆。

神舟五号载人航天飞行任务实现了中华民族千年飞天的愿望,是中华民族智慧和精神的高度凝聚,是中国航天事业在新世纪的一座新的里程碑。[1]

神舟六号

2005年10月12日至16日,我国航天员费俊龙聂海胜乘坐“神舟”六号载人飞船,在太空绕地球运行76圈,历时4天19小时33分,实现了多人多天飞行并安全返回主着陆场。轨道舱留轨运行了707天,开展了大量的科学实验,为长寿命空间飞行器的研制积累了经验。

神舟六号载人飞船与神舟五号载人飞船在外形上没有差别,仍为推进舱、返回舱、轨道舱的三舱结构,重量基本保持在8吨左右,用长征二号F型运载火箭进行发射。它是中国第二艘搭载航天员的飞船,也是中国第一艘执行“多人多天”任务的载人飞船。

飞船上新增加了40余台设备和6个软件,使飞船的设备达到600余台,软件82个,元器件10万余件,做出了4个方面110项技术改进。

围绕两人多天任务的改进:食品柜得到真正使用,通过水箱和单独的软包装两种方式准备了航天员用水。扩大了冷凝水箱,把所有裸露管线都贴上了吸水材料,确保飞船湿度控制在80%以下。

在轨道舱功能使用方面做了改进,放置了食品加热装置和餐具等。轨道舱中挂有一个睡袋,供两名航天员轮流休息用。轨道舱中还有一个专门的清洁用品柜,航天员可以用里面的温巾等物品进行清洁。大小便收集装置这次也是首次使用。

在提高航天员安全性方面也做了改进,对航天员的坐椅缓冲器进行了重新设计,使返回前坐椅提升后航天员可以看到舷窗外的情况。研制成功了返回舱与轨道舱之间的舱门密闭快速自动检测装置。研制出一种专用抹布,这种布不产生纤维、静电、异味,专门用来清洁舱门。

此外,还进行了持续性改进,“黑匣子”不仅存储量比原来大了100倍,而且数据的写入和读出速度也提高了10倍以上,体积却不到原来的一半。[2]

神舟七号

神舟七号飞船于2008年9月25日21时10分在酒泉卫星发射中心由新型长征二号F遥七火箭发射,翟志刚刘伯明景海鹏3名航天员搭乘神舟七号飞船进入太空,实现了航天员出舱活动和小卫星伴飞,成功完成了多项技术试验,开启了我国载人航天工程的新篇章。9月27日,航天员翟志刚圆满完成我国首次空间出舱任务。中国成为世界上第三个独立掌握空间出舱关键技术的国家。[3]

神舟八号

神舟八号飞船于2011年11月1日5时58分在酒泉卫星发射中心新型长征二号F遥八火箭发射。天宫一号神舟八号的成功交会对接标志着我国空间交会对接技术取得重大突破,实现了我国空间技术的重大跨越,是我国载人航天事业发展历程中的重要里程碑。

神舟八号飞船首次交会对接为无人自动交会对接试验,对接目标飞行器为天宫一号,追踪飞行器为神舟八号飞船。神舟八号飞船为改进型载人飞船,沿用返回舱、推进舱轨道舱三舱结构,全长9米,舱段最大直径2.8米,起飞质量为8082千克。增加了微波雷达、激光雷达、CCD敏感器等交会测量设备,以及主动式对接机构,具备自动和手动交会对接与分离功能。对接机构采用导向板内翻式的异体同构周边式构型,对接后可形成0.8米的航天员转移通道。

神舟八号飞船返回的主着陆场位于内蒙古自治区苏尼特右旗以西阿木古朗草原。

交会对接飞行过程分为远距离导引段、自主控制段、对接段、组合体飞行段和分离撤离段。远距离导引段自神舟八号飞船入轨后开始,在地面测控通信系统的导引下,神舟八号飞船经五次变轨,从初始轨道转移到330千米的近圆轨道,在距天宫一号目标飞行器后下方约52千米处,与天宫一号目标飞行器建立稳定的空空通信链路,开始自主导航。

自主控制段经历寻的、接近和平移靠拢三个阶段,神舟八号飞船通过交会对接测量设备,自主导航至与天宫一号目标飞行器接触,自主控制飞行过程约144分钟。对接段从对接机构接触开始,在15分钟之内完成捕获、缓冲、拉近和锁紧四个过程,最终实现两飞行器刚性连接,形成组合体。[4]

神舟九号

神舟九号于2012年6月16日18时37分在酒泉卫星发射中心由新型长征二号F遥九火箭发射。神九任务圆满成功标志着载人航天工程第二步任务取得了重大成果,为今后的载人航天的发展、空间站的建设奠定了良好的基础。

神舟九号飞船与神舟八号飞船技术状态基本一致,为进一步提高安全性与可靠性,进行了部分技术状态更改。飞船全长9米,舱段最大直径2.8米,起飞质量不大于8130千克。神舟九号飞船返回舱主着陆场位于内蒙古中部地区草原。

飞行乘组由3名航天员组成,其中1名为女航天员,分别是景海鹏、刘旺、刘洋;飞船在轨飞行10余天,飞船与天宫一号进行了两次交会对接,第一次为自动交会对接,第二次由航天员手动控制完成。[5]

神舟十号

神舟十号于2013年6月11日17时38分,在酒泉卫星发射中心由长征二号F遥十火箭发射。神十任务实现了中国载人航天飞行任务的连战连捷,为工程第二步第一阶段任务划上了圆满的句号,也为后续载人航天空间站的建设奠定了良好的基础。

神舟十号飞船与神舟九号飞船技术状态基本一致,为进一步提高安全性与可靠性,进行了部分技术状态更改。飞船全长9米,舱段最大直径2.8米。

飞行乘组由3名航天员组成,其中1名为女航天员,分别是聂海胜、张晓光、王亚平;飞船在轨飞行10余天,计划安排飞船与天宫一号进行两次交会对接,第一次为自动交会对接,第二次由航天员手动控制完成。飞船返回舱主着陆场位于内蒙古中部地区草原。[6]

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