航天飞机
航天飞机简介
航天飞机简介
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。
航天飞机是一种为穿
越大气层和太空的界线（高
度100公里的关门线）而
设计的火箭动力飞机。
作为
往返于地球与外层空间的
交通工具，航天飞机结合了
飞机与航天器的性质，像有
翅膀的太空船，外形像飞机。
航天飞机的翼在回到地球时提供空气煞车作用，以及在降跑道时提供升力。
虽然世界上有许多国家都陆续进行过航天飞机的开发，但只有美国与前苏联实际成功发射并回收过这种交通工具。
但由于苏联瓦解，相关的设备由哈萨克接收后，受限于没有足够经费维持运作使得整个太空计划停摆，因此全世界仅有美国的航天飞机机队可以实际使用并执行任务。
航天飞机阅读理解答案
航天飞机阅读理解答案航天飞机在布放卫星、发射航天器、观天测地、进行材料科学和生命科学的实验等方面，发挥了重要的作用，但它也有不尽如人意的地方。
航天飞机是由轨道器、固体火箭助推器和外贮燃料箱三大部分组成的。
由于航天飞机是以发射火箭的方式发射，又以轨道器绕道运行方式在空间执行任务，再以飞机的方式降落的，因此航天飞机不仅需要大型的设施，还需要有约4000一5000个的工作人员来为其服务：当航天飞机进入轨道之前，又必须把火箭助推器和外贮燃料箱抛掉，抛掉的费用约占发射费用的42%：而且，它的发射准备工作时间长，每月最多只能发射两次。
由此可见，要大幅度降低发射成本和使用费用，就必须研制性能更加理想的航天运输工具。
人们从普通的航空飞机那里得到了启示：在大气层中飞行时，飞机不携带氧化剂，充分利用空气中的氧，这样可以大大减轻飞机重量。
能不能把航天飞机与航空飞机的飞行技术结合在一起呢？于是一种新的设想即航空航天飞机（简称空天飞机）出现了：它既能在大气层中像航空飞机那样利用大气层中的氧飞行，又能像航天飞机那样在大气层外利用自行携带的氧化剂飞行。
空天飞机是一种可以在普通机场水平起降、可以重复在太空与地面之间往返的飞行器。
这是一种将航空航天技术有机结合在一起的新型飞行器。
它能像普通飞机那样从地面起飞，以高超音速在大气层内飞行，在30一100千米高空飞机速度可达12~25倍音速，并直接加速进入地球轨道，成为航天器。
它可以完全重复使用，大幅度降低费用。
据估计，其费用可能降到目前航天飞机的十分之一。
现在，美、英、德、法、日等国都投入了大量的人力财力研制空天飞机。
英国航空及航天公司与著名的罗依斯一罗尔斯公司正在加紧研制一种名为“霍托尔”的空天飞机。
目前已进入包括风洞试验和发动机鉴定在内的概念论证阶段。
按设想，“霍托尔”起飞后靠吸气发动机加速至5倍音速，升至2.6万米高空时，再开动火箭发动机，将其推入地球轨道作太空飞行。
“霍托尔”的研究费用预计达50亿美元。
航天飞机主要内容
航天飞机主要内容
《航天飞机》课文我相信大家小学时候都学过。
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航天飞机主要内容
一架飞机在天空自由自在地飞着。
他一会儿俯冲，一会儿爬升，一会儿翻筋斗，觉得很得意。
突然一声呼啸，一个庞然大物腾空而起。
只见他三角形的翅膀，尖尖的脑袋，方方的机尾，转眼间便飞得无影无踪了。
飞机想：“这是什么呀?怎么飞得这样快呢?”
他找到智慧老人，想问个究竟。
智慧老人笑着说：“刚才你见到的是航天飞机。
他比你飞得更高更快。
你能飞两万米高就不错了，他却能飞几十万米高。
从东海之滨到帕米尔高原，你要飞行四个多小时，他只需要飞行七分钟。
”智慧老人停了停，又说：“航天飞机的本领可大了!他能绕着地球转圈圈，在太空中释放和回收人造地球卫星。
卫星出了毛病，他就伸出巨大的手臂把卫星捞回机舱，带到地面上来维修。
”
飞机越听越不自在，他想，今后也许再也用不着我去飞翔了，便将起落架放了下来。
智慧老人看出了飞机的心思，便开导他说：“航天飞机有他的长处，你也有你的长处。
你的作用也是航天飞机替代不了的呀!
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《航天飞机》教学课件
航天飞机
航天飞机腾空而起
读一读 填一填
他的翅膀,----------的脑袋, ------------------的机尾,转眼间便飞的 ____________.
航 天 飞 机
只见他三角形的翅膀，尖尖的脑袋，方 方的机尾，转眼间便飞得无影无踪了。
帕•☆ 米 尔 高 原
•☆ 东 海 之 滨
航天飞机： 七分钟
航 天 飞 机
序言
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小组合作学习：
1、用喜欢的方式朗读第一自然段。 2、拿出课前折叠好的纸飞机在小组了演 示飞机是怎样飞行的？ 3、朗读4小节，思考：飞机为什么会不 自在？智慧老人看出飞机的什么心思？ 4、推选一名代表交流。
航天飞机的基本结构
航天飞机的基本结构航天飞机的基本结构包括以下几个主要部分：1. 宇航器：宇航器是航天飞机的主体部分，通常有翼和机身两部分组成。
机身是宇航器的主要结构部分，包括航天员的驾驶舱、货舱和发动机等。
翼是用来提供升力和控制飞行的结构部分，通常有固定翼和可变后掠翼两种类型。
2. 推进系统：推进系统是航天飞机的动力来源，它一般由固体火箭助推器和液体燃料火箭发动机组成。
固体火箭助推器通常用在航天飞机发射时的起飞阶段，而液体燃料火箭发动机则用于飞行过程中的姿态调整和轨道变换。
3. 降落伞系统：航天飞机在返回地球时需要减速和着陆，降落伞系统用来控制飞行器的下降速度和实现安全着陆。
航天飞机通常使用多个降落伞来增加稳定性和安全性。
4. 热保护系统：航天飞机在大气层进入和返回过程中会遭受高温和高压力等极端条件，热保护系统用来保护航天器和航天员免受热量和压力的损害。
常见的热保护系统包括隔热瓦块、热防护涂层和耐热材料等。
5. 控制系统：控制系统用来控制航天飞机的姿态和飞行轨迹，包括飞行计算机、姿态控制系统和推进器控制系统等。
这些是航天飞机的基本结构，根据具体的任务需求和设计要求，不同的航天飞机还可能具有其他的附加部件和系统。
继续对航天飞机的基本结构的讨论。
6. 起落架系统：起落架系统用于在降落时支撑并减缓航天飞机的着地冲击力。
通常，航天飞机的主起落架安装在机身底部，并可收放式设计。
7. 电力系统：航天飞机需要提供电力来驱动各个系统和设备的运行，例如操纵系统、通信系统和生命支持系统等。
电力系统通常由太阳能电池板和电池组成，以及相应的电力管理和分配系统。
8. 通信和导航系统：航天飞机需要与地面指挥中心和其他航天器进行通信，并需要进行精确的导航和定位。
通信系统通常包括天线和相关设备，导航系统则包括惯性导航系统和全球定位系统（GPS）等。
9. 生命支持系统：为了维持航天员在宇宙空间中的生存和工作，航天飞机还配备了生命支持系统，包括供氧系统、水循环系统和废物处理系统等。
航天飞机的应用和原理的详细介绍
航天飞机的应用和原理的详细介绍1. 航天飞机的应用航天飞机是一种多功能的太空交通工具，具有广泛的应用领域。
以下是航天飞机的主要应用和相关介绍：1.1 载人航天任务航天飞机经常被用于载人航天任务，例如将宇航员送往空间站、进行太空科学实验和观测等。
航天飞机可以携带多名宇航员，为他们提供一个相对宽敞的工作和生活空间，并能够在一定时间内支持他们的生命活动。
1.2 卫星发射和维修航天飞机还可以用于卫星的发射和维修任务。
通过将卫星放置在航天飞机的载荷舱或外部挂载装置上，航天飞机可以将卫星送入预定的轨道。
此外，航天飞机还能够进行卫星维修，包括更换故障部件、维修卫星的通信设备等，提高卫星使用寿命和性能。
1.3 空间科学研究航天飞机也被广泛用于进行空间科学研究。
借助航天飞机的载荷舱和实验设备，科学家们可以进行大量的实验和观测，研究地球和宇宙中的各种现象，如地球气象、太阳活动、星系演化等。
航天飞机的低地球轨道使得科学实验的可靠性和准确性大大增加。
1.4 科技和工程验证航天飞机还经常用于科技和工程验证。
通过在航天飞机上进行各种新技术和新材料的试验，研究人员可以验证其可行性和性能。
这些技术和材料可以用于改进航天器的设计和制造，提高其安全性、可靠性和效能。
2. 航天飞机的原理航天飞机的飞行原理主要涉及三个方面：大气动力学、航天器轨道控制和热力学。
以下是航天飞机的原理的详细介绍：2.1 大气动力学航天飞机在大气层内的飞行受到空气动力学的影响。
大气动力学和航天飞机的外形、速度、姿态等因素密切相关。
当航天飞机进入大气层时，会面临较大的空气阻力和气流的作用力。
为了减小阻力，航天飞机通常采用流线型的外形，并利用姿态控制系统来保持稳定的飞行。
2.2 航天器轨道控制航天飞机的轨道控制是指维持航天器在特定轨道上飞行的能力。
航天飞机可以控制其推进系统、姿态控制系统和飞行计算机等来调整轨道。
推进系统通常使用火箭发动机来提供推力，姿态控制系统则通过调整航天飞机的姿态来改变其速度和方向。
航天飞机启动的原理是
航天飞机启动的原理是
航天飞机的启动原理主要包括以下几个方面：
1. 垂直起飞：航天飞机通过垂直起飞的方式，使用一台大型的垂直起飞发动机（如火箭发动机）产生强大的推力，将飞机提升到特定的高度。
2. 空气动力学：在达到一定高度后，航天飞机会倾斜舵翼，利用大气动力学的原理来改变飞机的轨迹，以向水平方向飞行。
这时，航天飞机会继续使用辅助发动机和涡轮增压器等设备来提供额外的推力。
3. 空气阻力减小：为了减小飞行阻力，航天飞机通常会收起垂直起飞发动机和其他的航天发动机，并将它们安装在飞机机身内部或底部的舱室中。
4. 重力辅助：航天飞机还可以利用重力进行辅助，比如借助地球的引力来加速飞机进入大气层，以增加速度和改变飞行轨迹。
总体来说，航天飞机启动的原理是利用垂直起飞、空气动力学、空气阻力减小和重力辅助等多种原理和技术来实现飞行的目标。
关于航天飞机的资料 (2)
关于航天飞机的资料
航天飞机指的是能够进入地球轨道并能够重复使用的飞行器。
以下是一些关于航天飞机的资料：
1. 航天飞机的发展历史：航天飞机最早的概念出现在20世纪20年代，但真正的航天飞机项目始于20世纪50年代末。
美国的NASA于1972年开始了航天飞机项目，并于1981年4月12日首次发射了航天飞机哥伦比亚号。
2. 航天飞机的结构和特点：航天飞机主要由船体（包括发动机、燃料储存和舱室等）、翼体和升降舵等组成。
相比传统的火箭发射器，航天飞机具有重复使用、载货能力大等优点。
3. 航天飞机的任务：航天飞机的主要任务包括将人员和物资运送到太空，进行科学实验，维修和维护太空站等。
航天飞机还可以发射和部署卫星。
4. 航天飞机的退役：美国的航天飞机计划原本计划在2010年退役，但由于几次事故和成本问题，航天飞机计划最终在2011年7月退役。
目前，美国没有计划重新开展航天飞机项目。
5. 航天飞机的影响：航天飞机的发展不仅使人类更深入地了解太空和宇宙，还推动了科学和技术的发展。
航天飞机的退役也标志着人类探索太空的一个新篇章。
以上是一些关于航天飞机的常见资料，希望能对你有所帮助！。
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10.2 航天飞机的控制系统
航天飞机控制系统代表了迄今为止最复杂的一种航天 航天飞机控制系统代表了迄今为止最复杂的一种航天 器控制系统,它包括运载火箭,卫星和飞机3种不同的控 器控制系统,它包括运载火箭,卫星和飞机3 而且要求这三者有机地结合.航天飞机的飞行包括 制,而且要求这三者有机地结合.航天飞机的飞行包括 发射上升,人轨,轨道运行,离轨和再人返回等阶段. 发射上升,人轨,轨道运行,离轨和再人返回等阶段. 控制系统要保证航天飞机在各种飞行状况下正常执行任 务和安全可靠地运行. 务和安全可靠地运行.同时航天飞机又是载人航天器和 多次重复使用的,因此, 多次重复使用的,因此,该控制系统的可靠性和安全性 等方面的要求也都是极其严格的. 等方面的要求也都是极其严格的.航天飞机控制系统包 括轨道和姿态控制两个部分.轨道控制具体包括导航, 括轨道和姿态控制两个部分.轨道控制具体包括导航, 制导和控制3种功能.另外, 制导和控制3种功能.另外,还可以使航天飞机与同轨道 平面内最大相距560 km的目标相会合 的目标相会合. 平面内最大相距560 km的目标相会合.
轨道器由前, 轨道器由前,中,尾三段机身组成,如图10.2所示. 尾三段机身组成,如图10.2所示. 10.2所示 前段结构可分为头锥和乘员舱两部分, 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, 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. 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, 个座位,中层是生活舱, 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, 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 航天员在舱内可穿普通地面服装工作和生活. 下舱内可容纳4 紧急情况下也可容纳10 10人 下舱内可容纳4至7人,紧急情况下也可容纳10人.
天 飞 机 首 飞 记 录 片 哥 伦 比 亚 " 号 航 "
航天飞机系统整体外形结构如图10.1所示. 航天飞机系统整体外形结构如图10.1所示.轨道器 系统整体外形结构如图10.1所示 驮在外储箱上, 驮在外储箱上,两台固体火箭助推器则平行地挂在外储 箱的两侧.当航天飞机竖立在发射台上时, 箱的两侧.当航天飞机竖立在发射台上时,整个系统依 靠助推器的尾裙支撑.整个系统全长56 56. m, 靠助推器的尾裙支撑.整个系统全长56.14 m,高 m,起飞总质量2 t多 23.34 m,起飞总质量2 000 t多,海平面的起飞总推力 kN. 为31,400 kN.航天飞机系统的整体几何尺寸也如图 10.1所示 下面分别针对航天飞机系统的三大部件: 所示. 10.1所示.下面分别针对航天飞机系统的三大部件:轨 道器,外储箱和助推器进行介绍. 道器,外储箱和助推器进行介绍.
10.1 航天飞机的结构组成
航 天 飞 机 记 录 片
目前,美国的整个航天飞机系统,是由一个轨道器, 目前,美国的整个航天飞机系统,是由一个轨道器, 一个外储箱和两个固体火箭助推器所组成,通常所说的 一个外储箱和两个固体火箭助推器所组成, 航天飞机就是指轨道器. 航天飞机就是指轨道器.航天飞机每飞行一次就要扔掉 一个外储箱,而固体火箭助推器和轨道器仍能重复使用. 一个外储箱,而固体火箭助推器和轨道器仍能重复使用. 轨道器可以重复使用100 100次 助推器可以重复使用20 20次 轨道器可以重复使用100次,助推器可以重复使用20次. 因此当前的航天飞机是一种部分可重复使用的第一代空 间运输工具. 间运输工具.
第十章 航天飞机的制导与控制
10.1 10.2 10.3 10.4 航天飞机的结构组成 航天飞机的控制系统 航天飞机的飞行控制 航天飞机再入与着陆的制导与控制
第十章 航天飞机的制导与控制
航天飞机是一种有人驾驶的, 航天飞机是一种有人驾驶的,主要部分可以重复使用 是一种有人驾驶的 的空间运输工具.它可以像火箭那样垂直起飞, 的空间运输工具.它可以像火箭那样垂直起飞,像载人飞船 那样在轨道上运动,像飞机那样滑翔,在地面上水平着陆. 那样在轨道上运动,像飞机那样滑翔,在地面上水平着陆. 航天飞机除了运载和部署卫星以外,还可以检修,回收卫星,ห้องสมุดไป่ตู้航天飞机除了运载和部署卫星以外,还可以检修,回收卫星, 或进行空间营救.在军事方面, 或进行空间营救.在军事方面,航天飞机还可以执行载人近 地轨道实时侦察,拦截卫星,战略轰炸等任务.在空间科学 地轨道实时侦察,拦截卫星,战略轰炸等任务. 技术的应用方面也非常广泛, 技术的应用方面也非常广泛,如发射空间实验室和建立永久 性国际空间站等. 性国际空间站等.
第一部件是轨道器,即航天飞机, 第一部件是轨道器,即航天飞机,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, 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, 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 37. m, 角翼飞机.它的全长37.24 m,起落架放下时高 17. m;三角形后掠机翼的最大翼展23 23. m; 17.27 m;三角形后掠机翼的最大翼展23.97 m;不 带有效载荷时质量68 t,飞行结束后, 带有效载荷时质量68 t,飞行结束后,携带有效载荷 着陆的轨道器质量可达87 t. 着陆的轨道器质量可达87 t.它所经历的飞行过程及 其环境比现代飞机要恶劣得多, 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, 层中作高超音速,超音速,亚音速和水平着陆的气动 外形, 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, 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. 结构最复杂,遇到的问题最多的部分.
lO. 图lO.2 航天飞机结构示意图
航天飞机的中段主要 是有效载荷舱. 是有效载荷舱 . 这是一个 直径4 长18 m,直径4.5 m,容积 300的大型货舱 的大型货舱, 300的大型货舱,一次可携 带质量达29 多的有效载荷, 29t 带质量达29t多的有效载荷, 舱内可以装载各种卫星, 舱内可以装载各种卫星 , 空间实验室, 大型天文望 空间实验室 , 远镜和各种深空探测器等. 远镜和各种深空探测器等 .
1.惯性测量单元 航天飞机采用三套惯性测量单元, 航天飞机采用三套惯性测量单元,以并行冗余方式装 在一个整体结构里. 在一个整体结构里.为了保证惯性测量单元的测量精度和 对它进行校准的精度, 对它进行校准的精度,惯性测量单元与两个星跟踪器装在 同一个导航基座上,位于航天飞机的前舱. 同一个导航基座上,位于航天飞机的前舱.每套惯性测量 单元由四框架平台,电子设备,输入/输出装置和电源4 单元由四框架平台,电子设备,输入/输出装置和电源4 个主要部分组成.平台框架的安装方位从内向外是方位轴, 个主要部分组成.平台框架的安装方位从内向外是方位轴, 内滚动轴,俯仰轴,外滚动轴.第四个框架作为冗余, 内滚动轴,俯仰轴,外滚动轴.第四个框架作为冗余,以 保证大姿态运动时框架不少于3个自由度. 保证大姿态运动时框架不少于3个自由度.每个平台内框 装有两个三自由度挠性陀螺和两个相互垂直安装的加速度 计.
3.航天员光学瞄准具 它由准直仪,光学十字线,光束分离器和光源组成. 它由准直仪 , 光学十字线, 光束分离器和光源组成. 当惯性测量单元偏差大于O.5°或星跟踪器不在视场内时, 当惯性测量单元偏差大于O 或星跟踪器不在视场内时, 航天员可人工操作光学瞄准具对惯性测量单元进行校准, 航天员可人工操作光学瞄准具对惯性测量单元进行校准 , 同时也可以用来检查发动机关机点的轨道器姿态. 同时也可以用来检查发动机关机点的轨道器姿态. 4.速率陀螺 它作为航天飞机的姿态和速率测量的敏感器, 它作为航天飞机的姿态和速率测量的敏感器,共采 10个 其中4个斜装用在轨道器上升, 用10个.其中4个斜装用在轨道器上升,离轨和再入着陆 阶段,另外6个分别安装在两台固体助推火箭上, 阶段,另外6个分别安装在两台固体助推火箭上,用于俯 仰和偏航通道的测量. 仰和偏航通道的测量.
两台固体火箭助推器是航天飞机系统的第三个部件, 两台固体火箭助推器是航天飞机系统的第三个部件, 它平行地安装在外储箱的两侧,航天飞机的下方. 它平行地安装在外储箱的两侧,航天飞机的下方.两台 固体火箭助推器的结构完全相同, 固体火箭助推器的结构完全相同,每台助推器长约 45. m,直径3 m,自重83 t,可以装503 t的固 45.46 m,直径3.7 m,自重83 t,可以装503 t的固 体推进剂,推力13 MN,可以重复使用20 20次 体推进剂,推力13 MN,可以重复使用20次.
2.星跟踪器 星跟踪器与惯性测量单元在导航基座上的安装位置 如图10.2所示. 10.2所示 如图10.2所示.两台星跟踪器分别安装在航天飞机轨道 器前舱的Oz轴和Oy轴上. Oz轴和Oy轴上 器前舱的Oz轴和Oy轴上.这种星跟踪器利用电子扫描装 置搜索视场,并捕获星目标.它由成像装置——光电析 置搜索视场,并捕获星目标.它由成像装置 光电析 像管,光电倍增管,光学系统,遮光罩和电子线路等5 像管,光电倍增管,光学系统,遮光罩和电子线路等5个 主要部分组成.星跟踪器视场10°×10°,通过计算机 主要部分组成.星跟踪器视场10°×10° 10°×10 引导星跟踪器扫描全视场.测量角度精度为1′ 1′, 引导星跟踪器扫描全视场.测量角度精度为1′,能跟踪 亮度等级为+3到一7等的星. +3到一 亮度等级为+3到一7等的星.星跟踪器用来精确测量轨道 器在轨道段的姿态, 器在轨道段的姿态,同时也作为对惯性测量单元中陀螺 漂移的校准装置. 漂移的校准装置.
尽管航天飞机控制系统具有强大的控制功能和复杂的 结构, 结构 ,但它的基本结构和原理与其他各种控制系统依然 一致,可以由图4 表示.轨道和姿态敏感器, 一致,可以由图4.1表示.轨道和姿态敏感器,轨道和姿 态执行机构,计算机依然是构成航天飞机控制系统的3 态执行机构,计算机依然是构成航天飞机控制系统的3个 基本单元. 基本单元. 10.2.1 航天飞机系统的测量敏感器 为了确定航天飞机系统的轨道和姿态, 为了确定航天飞机系统的轨道和姿态,航天飞机系 统上采用了9种导航和姿态测量设备,总共40个敏感器, 40个敏感器 统上采用了9种导航和姿态测量设备,总共40个敏感器, 在很多场合下把这些轨道和姿态测量简称为导航. 在很多场合下把这些轨道和姿态测量简称为导航.机上 自主轨道确定往往需要精确的姿态信息, 自主轨道确定往往需要精确的姿态信息,才能精确确定 轨道. 轨道.