世界天发展 0.doc
4页论世界航天的发展摘要航天科技的发展给国家安全、科技进步、经济发展、环境监测、资源保护、减灾救灾等军、民、商诸多领域均带来了日新月异的变化21世纪,越来越多的国家认识到航天科技发展的重要性,掀起了新一轮航天科技竞争热潮跟踪研究国外航天科技发展、把握世界航天科技发展的竞争态势,对我国着眼跨越式发展、尽快赶超世界航天先进水平、统筹谋划我国航天未来发展战略具有重要的现实参考意义关键词:世界航天 运载火箭 发展历程 卫星 “地球是人类的摇篮,但是人类不会永远生活在摇篮里,开始他们将小心翼翼地穿出大气层,然后去征服太阳系——俄国 齐奥尔科夫斯基一、多级运载火箭:航天器发展的基础1、概述由多级火箭组成的航天运输工具用途是把人造地球卫星、载人飞船、空间站、空间探测器等有效载荷送入预定轨道是在导弹的基础上发展的,图片一般由2~4级组成每一级都包括箭体结构、推进系统和飞行控制系统末级有仪器舱,内装制导与控制系统、遥测系统和发射场安全系统级与级之间靠级间段连接有效载荷装在仪器舱的上面,外面套有整流罩2、发展运载火箭是第二次世界大战后在导弹的基础上开始发展的第一枚成功发射卫星的运载火箭是苏联用洲际导弹改装的卫星号运载火箭。
到 20世纪80年代,苏联、美国、法国、日本、中国、英国、印度和欧洲空间局已研制成功20多种大、中、小运载能力的火箭最小的仅重10.2吨,推力 125千牛(约12.7吨力),只能将1.48公斤重的人造卫星送入近地轨道;最大的重2900多吨,推力 33350千牛(3400吨力),能将120多吨重的载荷送入近地轨道主要的运载火箭有“大力神”号运载火箭、“德尔塔”号运载火箭、“土星”号运载火箭、“东方”号运载火箭、“宇宙”号运载火箭、“阿里安”号运载火箭、 N号运载火箭、“长征”号运载火箭等 3、分类目前常用的运载火箭按其所用的推进剂来分,可分为固体火箭、液体火箭和固液混合型火箭三种类型如我国的长征三号运载火箭是一种三级液体火箭;长征一号运载火箭则是一种固液混合型的三级火箭,其第一级、第二级是液体火箭,第三级是固体火箭;美国的“飞马座”运载火箭则是一种三级固体火箭4、结构组成不管是固体运载火箭还是液体运载火箭,不管是单级运载火箭还是多级运载火箭,其主要的组成部分有结构系统、动力装置系统和控制系统这三大系统称为运载火箭的主系统,主系统工作的可靠与否,将直接影响运载火箭飞行的成败此外,运载火箭上还有一些不直接影响飞行成败并由箭上设备与地面设备共同组成的系统,例如,遥测系统、外弹道测量系统、安全系统和瞄准系统等。
5、指标运载火箭的技术指标包括运载能力、入轨精度、火箭对不同重量的有效载荷的适应能力和可靠性 6、设计特点运载火箭的设计特点是通用性、经济性和不断进行小的改进这和大型导弹不同大型导弹是为满足军事需要而研制的,起支配作用的因素是保持技术性能和数量上的优势 二、世界航天的发展历程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这些科学技术在航天应用中互相交叉和渗透,产生了一些新学科,使航天科学技术形成了完整的体系航天技术不断提出的新要求,又促进了科学技术的进步1、地球卫星1957年10月4日,前苏联发射第一颗人造地球卫星“斯普特尼克1号”人造地球卫星出现之后,60年代前苏联和美国发射了大量的科学实验卫星、技术实验卫星和各类应用卫星70年代军、民用卫星全面进入应用阶段,并向侦察、通信、导航、预警、气象、测地、海洋和地球资源等专门化方向发展同时各类卫星亦向多用途、长寿命、高可靠性和低成本方向发展80年代后期新起的单一功能的微型化、小型化卫星是卫星发展上的新动向,这类重量轻、成本低、研制周期短、见效快的小型卫星将是未来卫星的一支生力军。
除美、苏外,中国、欧洲航天局、日本、印度、加拿大、巴西、印尼、巴基斯坦等国都拥有自己研制的卫星 2、空间探测1958年,前苏联进行首次深空探测空间探测的主要目的是:了解太阳系的起源、演变和现状;通过对太阳系内的各主要行星及其卫星的比较研究进一步认识地球环境的形成和演变;了解太阳系的变化历史;探索生命的起源和演变空间探测器实现了对月球和行星的逼近观测和直接取样探测,开创了人类探索太阳系内天体的新阶段 3、载人航天 前苏联自1961年4月到1970年9月共发射了17艘载人飞船("东方"号6艘、"上升"号2艘、联盟"号9艘)1965年3月航天员在"上升"号上第一次走出飞船,1966年1月两艘"联盟"号飞船第一次在轨道上交会对接,并实现两个航天员从一艘飞船向另一艘飞船转移1971年到1982年发射了7艘重量为18~20吨的"礼炮"号空间站,截至1985年还发射了27艘载人飞船("联盟"T号、TM号)和25艘无人飞船("进步"号)用作天地往返运输系统1986年发射了"和平"号空间站,这是未来永久性空间站的核心舱,将于90年代建成由7个舱组成的大型空间站俄罗斯计划21世纪前期发射无人和载人火星飞船以及建立载人月球基地。
设计寿命为五年的"和平号"空间站运行了十五年,于2001年3月23日13时59分安全地坠落在南太平洋海域 4、首次太空行走1965年3月18日,前苏联发射“上升2号”飞船这次只载有两名航天员列昂诺夫和贝里亚耶夫他们此行的目的主要是完成史无前例的创举:太空行走在飞船进入轨道1个半小时后,列昂诺夫尝试第一次太空行走他通过长约2.5米、内径1米的气闸舱缓冲段,缓慢地进入开放空间,一根长5米的绳索把他与飞船连在一起可是这次伟绩并不那么壮观,也不十分顺利首先他一出舱外便遇到了旋转的麻烦,靠自身的能力没有办法消除在舱外停留约12分钟后,他按指令返回座舱,但又碰到另一个几乎致命的问题:在真空条件下宇航服膨胀起来,原来狭小的通道容不下、挤不进经过几分钟的挣扎,列昂诺夫最后总算硬塞着返回了上升2号飞船这次飞行除完成人类首次太空行走外,还进行了一些有价值的研究他们在轨道上停留了1天零2小时,于3月19日返回地面 5、首次登月1969年7月16日,同奥尔德林和柯林斯(由他担任指令长)乘“阿波罗-11”号宇宙飞船,飞向月球7月20日,由阿姆斯特朗操纵“飞鹰”号登月舱在月球表面着陆,当天下午10时他和奥尔德林跨出登月舱,踏上月面。
阿姆斯特朗率先踏上月球那荒凉而沉寂的土地,成为第一个登上月球并在月球上行走的人当时他说出了此后在无数场合常被引用的名言:“这是个人迈出的一小步,但却是人类迈出的一大步他们在月球上度过21个小时,21日从月球起飞,24日返回地球三、未来的展望航天技术是人类开展空间活动,探索、开发和利用外层空间的综合性工程技术,是当今世界高科技群体中最具影响力的科学技术之一,它使人类活动范围从地面扩展到太空,从根本上改变了人们的思维方式、生产方式和生活方式自第一颗人造卫星上天以来,空间技术不断渗透到人类活动的各个领域,空间应用成为现代信息社会不可缺少的重要组成部分,而空间科学的发展则带给世界科学技术发展以崭新的视角航天技术的发展历程表明,它已不仅是振奋人心的科学成就,而且是提高人类生活质量,扩展人类生存空间,开发新的资源的重要途径同时,航天技术的发展和应用水平也已成为一个国家综合国力、文明程度的重要标志以下几点是当今世界航天技术在未来的展望,也是人类正在研究的关于航天技术的相关内容:1、运载器:大推力运载火箭,空天飞机或新型可重复使用运载器2、卫星:将小型化和规模组网方向发展3、空间站:将从科学实验逐渐过渡到实际应用,且规模越来越大4、深空探测:将进一步探索月球、火星,并向更远的深空进行探测参考文献:《航空航天技术概论》宋笔峰编著,国防工业出版社 2008.08 《航空航天概论》王云编著,北京航空航天大学出版社 2009.01。





