航天技术导论第一章
航天器姿态控制第一章 绪论

1975/8/20 美国 长为5.08 m,重3530 kg; 工作六年,发回五万多幅照片,分辨率高达200 m; 四次探测实验中,没有发现任何高级生命痕迹。
1.1.3 航天技术发展的里程碑
第一次对天王星和海王星进行探测—旅行者2号 第一次对天王星和海王星进行探测—旅行者2号
1.1.3 航天技术发展的里程碑
第一架航天飞机—哥伦比亚号 第一架航天飞机—哥伦比亚号
1981/4 美国 2003/2/1 空中解体
1.1.3 航天技术发展的里程碑
运行时间最长的载人航天器—“和平号”空间站 运行时间最长的载人航天器—“和平号”空间站
1986/2~ 2001/3/23 前苏联 “和平号”空间站 目前在轨运行时间最长的载人航天器,在轨运行超过15年
奥伯特
1894年6月25日生于罗马尼亚的赫尔曼施塔; 在一战服兵役时,就专注于宇航基础理论的研究; 1922年,提出空间火箭点火公式和脱离地球引力的方法; 1923年出版《飞向星际空间的火箭》; 1927年成立“德国空间旅行学会”,冯·布劳恩为会员; 1929年,补充修订后,更名为《通向航天之路》再次出版; 不仅确立了火箭在宇宙空间真空中工作的基本原理,而且还 说明火箭只要能产生足够的推力,便能绕地球轨道飞行; 对许多推进剂的组合进行了广泛的研究。 曾执教于柏林大学、维也纳工程学院、德累斯顿大学 。
典型应用
第一颗导航卫星—子午仪1B号 第一颗导航卫星—子午仪1B号
1960/4 美国 对导航卫星方案及其关键 技术进行试验鉴定 低轨道导航卫星 海军导航卫星系统(NNSS) 为核潜艇和海面舰船提供 二维定位,用于海上石油 勘探和海洋调查定位、陆 地用户定位和大地测量等
航天技术的发展讲义.pptx

第五节 航天技术的发展
1. 航空与火箭技术 2. 空间技术的发展 3 . 我国的航天事业
本节教学目的和要求
1. 了解航天技术诞生的社会历史背景,着 重把握美国和前苏联的空间技术较量过 程。
2. 把握人造卫星、宇宙飞船、空间站和航 天飞机等技术的开发过程。
3. 重点掌握阿波罗登月计划对现代大科学 产生的深远影响。
4. 了解中国航天技术的发展历程,正确认 识发展航天技术的重大意义。
一 、航空与火箭技术
人类用气球、飞艇和飞机实现了飞翔 的梦想,但是这种飞行只能在大气层中, 借助空气获得上升的动力。要实现宇宙空 间的探索,需要一种全新的动力。
“土星-5”号
1. 美国为完成“阿波罗”计划而专门研制 的巨型运载火箭“土星-5”号,达到了当 时火箭技术的最高成就。
2. “土星-5”号是三级型液体推进剂火箭, 全长85米,直径10米,重2893吨,起飞 推力3644吨,
3. 能把46吨重的“阿波罗”飞船以第二宇 宙速度送入月球轨道。
Saturn V
3. 总重量为430吨,主桁架长88米,4个太阳电池阵宽 110米,能提供110千瓦的电源功率,其中用户使用 功率为46千瓦。居住舱的容积为1200立方米,有一 个大气压。空间站的运行高度平均为397千米。
三、我国的航天事业
从亚洲说,中国航天技术综合水平可以说比较 领先,比如在火箭技术方面我们和日本旗鼓相当; 在卫星技术方面和日本各有所长;我们的卫星种类 多、种类齐全,但日本由于拥有在电子领域方面的 优势,因此在某些卫星的技术上领先于我们。与印 度比,我国的中巴地球资源卫星目前的分辨率是20 米,而印度的遥感卫星图片的分辨率是5米,并且已 经进入国际卫星图片市场,这方面拥有一定的优势。 但我国在今年10月发射的‘资源第二号’卫星在技 术上比较先进。我们是世界上第三个同时拥有极轨 和近地轨道气象卫星的国家。我国的导航卫星技术 也是世界第三:我国发射的北斗导航卫星将是世界 上第三种投入使用的导航卫星系统。而俄罗斯的 GLONASS导航卫星系统目前基本上运转不正常, 欧洲的伽利略卫星系统目前还处于研制阶段。
航天技术概论

舵机
弹体
v 重力补偿计算
图4.2 惯性制导原理图
惯性元件 1)加速度计
P k s
a P k s m m
a a
k s k s m
2)陀螺仪
陀螺 + 支撑及辅助装置
4.2 自主式制导系统
4.2.1 惯性制导
定义
惯性制导系统是指利用弹上的惯性元件(陀螺、加速度计),测量 导弹相对于惯性空间的运动参数(如加速度等),并在给定运动的初 始条件的基础上,由制导计算机算出导弹的速度、位置等参数,并将 算出的位置信息与方案计算机的预定值进行比较,形成引导指令,以 导引导弹按预定弹道飞行。
4.1.2制导系统的分类
自主式制导:不需要从目标或制导站获取信息,完全由弹上制导设备 测量周围环境的物理特性产生导引信号,使导弹沿预定 弹道飞向目标的制导。 遥控式制导:是由导弹以外的指挥站向导弹发出引导信息,使导弹飞 向目标的制导方式。 自寻的制导:是由弹上设备直接感受目标辐射或反射的各种信号(声、 光、电、磁、热等)而形成控制指令实现制导。
b ib
沿地理系 加速度分量 姿态矩阵 Cbp
a p ib
导航计算机
姿态矩阵计算
垂直 旋转速率
位置 控制显示 速度 姿态 航向 姿态角计算
bip
方向余弦元素
捷联式惯导制导原理图
惯导系统的优缺点 1)抗干扰能力和隐蔽性强,可提供全球导航能力; 2)误差随时间累计增大,需要初始对准;
4.2.3 地形匹配制导(terrain contour matching—TERCOM)
陀螺
陀螺仪具有定轴性和进动性。
2010-10-25'航天器技术入门-5(冷雪飞)

第一章 我们居住的宇宙 第二章 探索太空 第三章 空间环境 第四章 理解轨道 第五章 描述轨道 第六章 空间机动 第七章 星际旅行 第八章 轨道预测 第九章 航天系统工程 第十章 航天器控制系统5.1 轨道根数 5.2 计算轨道根数5.3 航天器地面轨迹为了定义航天器的空间轨道,必须知道 以下四个参数:轨道大小 轨道形状 轨道方位 空间中轨道平面的方位 在平面中轨道的方向 航天器位置矢量六个经典轨道根数(COE)刻画了上述的 四个参数:半长轴 a ——椭圆长轴距离的一半,它决定 轨道的大小,同时与轨道能量联系在一起; 偏心率 e ——通过说明轨道类型(哪一类圆 锥曲线),给出轨道的形状; 轨道倾角 i ——确定轨道平面相对于基准平 面——例如赤道平面——的方位或者说倾斜 度;六个经典轨道根数刻画了上述的四个参 数:升交点赤经 Ω ——定义轨道平面相对于主 方向 Iˆ 的方位或者旋转方向; 近地点幅角 ω ——定义轨道在平面内的方 位; 真近点角 ν ——给定航天器在轨道平面内 的位置。
ε =−µ2a 式中,2 2ε = 航天器的比机械能(km / s ) µ = 中心体引力常数(km / s )3 2a = 半长轴(km)当有一个或者多个经典轨道根数无法 定义时,必须使用备用轨道根数。
可以只用一个位置矢量 R 和一个速度矢 量 V 计算出一个轨道所有六个经典轨道 根数。
V 是航天器在某个时间点上位置 的导数。
可以用 R 和 V 确定轨道比机械能 ε 求 解半长轴。
ε 是半长轴的函数。
V2 µ − ε= 2 R 式中, V = 航天器速度矢量幅值(km / s)µ = 引力常数(km 3 / s 2),地球的引力常数为3.986 × 105 km 3 / s 2R = 航天器空间位置矢量幅值(km)可以计算指向近地点的偏心率矢量 e 来 求解偏心率。
军事理论--军事航天技术

1957年10月4日,苏联发射了世界上第一颗人造卫星── “人造地 球卫星”1号 翌年1月31日,美国的人造卫星 “探险者”1号发射成功
第二阶段--以战略应用为主完善实用型军事航天系统阶段 (20世纪70年代至90年代初)
世界上第一颗照相侦察卫星是美国的 “发现者”1号卫星,它于1959 年2月28日发射成功 1960年8月10日,美国又发射了 “发现者”13号试验侦察卫星。8月 11日,“发现者”在13号接受地面指令控制,弹射出一个装有照相胶 卷的密封舱,再入大气层,并在海上回收成功。这是人类从太空收回 的第一卷照相胶卷。 1961年7月12日,美国发射 “米达斯”3号卫星成功。成为世界上第 一颗预警卫星。
世界上第一颗海洋监视卫星是苏联于1967年12月27日发 射的 “宇宙”198号卫星 世界上第一颗通信卫星是美国于1958年12月18日发射 的 “斯科尔”号卫星。
世界上第一颗导航卫星是美国海军的 “子午仪”─7A号卫 星。 世界上第一颗气象卫星是美国1960年4月1日发射的 “泰 罗斯”1号卫星
特点及优点:轨道高 视野大 侦查范围广 速度快 获取情报及时 限制少和寿命长
军用卫星的发展历程
第一阶段--探索试验阶段(20世纪50年代末至70年代初)
在此阶段,美苏两国陆续发射了照相侦察卫星以及电子侦察、测 地、导弹预警、海洋监视等军民两用卫星,并试验了部分轨道轰炸系 统和截击卫星等空间攻防武器。美苏的一些军用卫星系统相继从试验 阶段进入实用阶段。载人航天在这一阶段的发展重点是掌握基本技术, 包括把人送上天、出舱活动、空间交会与对接及安全返回等。
•军事航天技术介绍
制作人:高天
2013-8-11
• 一、航天技术概述 • 二、航天技术在军事上的应用 • 三、军事航天技术对现代战争的影响 • 四、我国航天技术前沿动态
航天技术

航天技术航空航天技术是指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。
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,现在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。
第一讲 航天科技
1988年,无人驾驶的“暴风雪”号着陆,偏离跑道中心线
3.5米,停机后,前轮偏离跑道中心线30厘米。 ☆飞行器设计前沿技术
方形发动机
转向发动机
宇宙飞船
美国未来太空定向能武器
美国未来反卫星导弹
星球大战
星球大战
星球大战
星球大战
(三)第三代中国火箭专家 (1)钱学森:1929年,考入上海交通大学,机械 工程系, 火车制造专业。 细节:上海交大注重考试分数,学生平均成绩要算到小数点 后两位。英语老师要求学生背诵课文和注释,卡着脉搏测试
一小步,对整个人类却是一大步。” 细节3:美国专栏评论家:“阿波罗登月是20世纪人类最伟大 的冒险,是现代的奥德赛。” 注:奥德赛描写一位古希腊勇士一人驾船在海上漂流历险 的故事。 细节4:美国第四次载人登月,把一辆汽车送上月球, 美国航天员驾驶月球车行驶27.9公里。
1970年,布劳恩领导设计美国航天飞机。至今航天飞机的 计算机软件系统仍是全世界最复杂的软件系统。 1977年,美国总统卡特颁发给布劳恩美国国家科学勋章, 说:“全世界都因为布劳恩博士的努力而受益。”
宽边帽星系
螺旋星系
锥形星云
星夜星云
爱斯基摩星云
猫眼星云
南部指环星云
大犬星座的两个螺旋形星系相互碰撞
星系配对
北部深空
星系群
马头星云
哈勃太空望远镜的观测表明: (1)宇宙正在加速膨胀:所有的星系都在 离我们远去.(宇宙起源于一场大爆炸.) (2)星空中的黑色区域不是什么都没有?
1995年,科学家们让哈勃望远镜对准天 空中的一小块区域进行长达数月时间 的曝光,尽可能捕获每一个暗弱的光 点。结果发现其中包含有1万个星系。
从局部放大图中,可以看到一些星系的细节。
军事理论 航天技术 ppt课件
神舟十号
神舟十号飞船是中国“神舟”号系列飞船之一,它是中国第五艘搭载太空人的飞船。 飞船由推进舱、返回舱、轨道舱和附加段组成。升空后再和目标飞行器天宫一号对接, 并对其进行短暂的有人照管试验。对接完成之后的任务将是打造太空实验室。任务将 是对“神九”载人交会对接技术的“拾遗补缺”。于2013年6月11日17时38分02.666 秒,由长征二号F改进型运载火箭(遥十)“神箭”成功发射。在轨飞行15天,并首次 开展中国航天员太空授课活动。飞行乘组由男航天员聂海胜、张晓光和女航天员王亚 平组成,聂海胜担任指令长;6月26日,pp神t课舟件十号载人飞船返回舱返回地面 。 29
8
侦察监视卫星
视
点
高
、
范
围
广
、
速
度
快
、
不
受
国
界
美国长曲棍球侦察卫星
和
美国KH11锁眼侦查卫星
地 它将利用最先进的雷达设备,实现全 域 天候的昼夜侦察。利用电脑把雷达讯
第一种不需要胶卷的数字图像 传输型的实时照相侦察卫星
限 制
号提高,变成雷达造影,可能穿透云
ppt课件雾和黑暗,甚至还可能发展成具有9 穿
美国之后,第三个有能力独自p将pt课人件送上太空的国家 。
24
2006 4 1 ——
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透建筑物的能力
军事通信卫星
航天科技概论分解
现代火箭的基本组成
1、结构组成:箭体结构、发动机和控制三大系 统,另外加上在头部的有效载荷舱部分。 2、结构形式:一类是首尾相接的串联式火箭, 另一类是下面两级并联,上面一级串联的串并 混合式火箭(捆绑式运载火箭)。 3、发动机所用的燃料推进剂:一般多为液体推 进剂,也有用固体推进剂的,(固体推进剂是 由固体氧化剂和供作燃料的粘合剂组成的推进 剂)还有助推火箭用固体推进剂,而主火箭用 液体推进剂。
宇宙速度
当飞行器达到第一宇宙速度(7.9公里 /秒)才能克服地球引力而环绕地球飞 行,不落回地球表面 飞行器达到第二宇宙速度(11.2公里/ 秒)可以脱离地球飞向太阳系的其他行 星; 飞行器速度提高到第三宇宙速度(16.7 公里/秒)就可以飞离太阳系。
航天系统
要实现航天活动,就要建立庞大的以航 天器为核心的航天系统。它由特定的航 天器(卫星、空间站、探测器),运载 工具(火箭、航天飞机),航天发射场, 地面测控网(地面站、船),地面应用 站网及其他有关系统组成,它是一个大 系统工程。
(图) “火箭之父”
齐奥尔科夫斯基(苏联)
于1903年提出了多级火箭的设想。
多级火箭是由称为级的个体火箭组合(串联或并联)而成,每 一级都是一个独立的工作单位,有自己的发动机系统、制导系统 等。目前,发射低轨道卫星,一般采用2~3级运载火箭,发射轨 道航天器,用3~4级运载火箭。
与航空有关的参考文献
与航空有关的参考文献航空是现代工业与交通运输的重要组成部分。
航空的发展使人们能够通过飞行器在天空中快速、安全地到达远离我们的地方。
随着科技的不断进步和人们对飞行器的需求不断增长,航空行业呈现出快速发展的趋势。
本文将介绍与航空有关的参考文献,从历史、发展、技术、管理和环境等不同方面来探讨航空的研究领域和前沿动态。
一、航空历史航空历史源远流长,人类对飞行的渴望可以追溯到数千年前的传说和神话。
但是真正的现代航空起源于20世纪初的飞机发明。
从莱特兄弟的第一次飞行到现代喷气飞机的问世,航空业已经发生了翻天覆地的变化。
以下是与航空历史相关的参考文献:1.《航空史》(作者:彼得·P.斯潘塞,出版社:牛津大学出版社)本书详细介绍了航空史的发展,包括了从最初的热气球和飞艇到近代的喷气式飞机和宇宙飞船的演进。
作者以大量的历史事实和图片为支撑,生动地描述了飞行器的发明、改进和使用过程,便于读者全面认识航空史的发展轨迹。
2. 《百科全书:航空史》(作者:W·J·谢帕德,出版社:阿米维图书出版公司)本书为百科全书类型,涵盖了航空领域的许多方面,其中包括航空史的起源、发展和现状,介绍了许多历史事件和人物,描绘了航空的技术和应用场景。
作者对航空史的研究深入浅出,论述较为全面,是学习航空史的参考资料。
二、航空发展航空技术是航空业的基石,航空技术的不断革新和改进推动了航空业的发展。
从20世纪初的莱特兄弟和空客工业公司,到21世纪的空中客车集团和波音公司,航空行业取得了令人瞩目的成绩。
以下是与航空发展有关的参考文献:1. 《航空史上的飞跃》(作者:伯爵卡尔·皮卡尔,出版社:波尔图出版社)著名的瑞士航空科学家和探险家伯爵卡尔·皮卡尔在本书中分享了他对航空技术发展的观点和研究成果。
作者运用科学发现、实验和飞行探险来阐述他对飞行技术的持续改进和创新的信仰,为读者提供了现代航空业的不断发展的知识体系。
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第一章 绪论1.1 航天技术的发展史1.1.1 航天技术是现代科学技术中最重要的高新技术之一在人类与大自然斗争的漫长历程中,早就产生翱翔天空,遨游宇宙的理想。
我国西汉的《淮南子览冥训》和晋朝的《搜神记》就记述了“嫦娥奔月”的神话传说,《西游记》中神仙们腾云驾雾,孙悟空一个筋斗十万八千里,阿拉伯神话《天方夜谭》中随心所欲的“飞毯”等。
这些古老的神话和传说,反映了人类征服和利用太空的愿望,在人类漫长的历史探索中,激发了创造飞行器的兴趣,经历了一段相当艰难曲折的过程,逐步迎来了近代和现代航空航天事业的发展。
现代的航天技术通常指探索、开发和利用太空以及地球以外天体的综合性工程技术。
它是将航天学的理论应用于航天器和运载器的研究、设计、制造、试验、发射、飞行、控制和管理等工程实践的一门综合性技术。
它涉及到数、理、化、天、地、生和力学等各门基础学科和包括喷气推进技术、控制技术、能源技术、通信技术、光电子技术、微电子技术、计算机技术、设计和制造技术、材料技术、测试和试验技术、遥测与遥控技术、环境控制技术、信息处理技术、生命保障技术等等几乎现代工程技术的各个领域。
它在应用方面更是涉及到国防军事、地质勘探、天文气象、大地测量、广播通讯、防灾抗灾、导航定位、环境监测、农林开发等诸多国民经济的重要领域。
航天技术集诸多学科领域之大成,它的发展又反过来促进各学科领域的向前发展。
当前,以微电子技术、信息技术、生物工程、航天技术、核能技术、海洋工程、激光技术、新材料等为主要标志的高新技术革命正席卷全球。
航天技术是高新技术群中一个十分重要的领域。
上面已经提到,航天技术是在现代各项科学技术领域的基础上发展起来的,它与高新技术群中的其它各领域关系密切,它的需求推动了各高新技术领域的发展,并带动传统技术的发展。
而航天技术的发展和应用,反过来又为各高新技术领域的发展提供了新的思路和手段,加速了工业、农业、科学技术和国防现代化的发展。
显然,航天技术成为高新技术发展中最重要的环节是顺理成章的,并且在世界各主要国家的发展进程和发展规划中已得到充分的体现。
而且,航天技术的发展与国家安全、政治、科技、社会和经济的发展有着十分紧密的联系,是综合国力的重要标志之一,就提高国家、民族的国际地位,国家安全和军事威慑力量而言,其作用是任何其它技术和产品不可代替的。
我国作为发展中的国家,发展航天技术是为了和平利用空间,促进经济建设和科学文化事业的发展和繁荣,进一步提高人民的物质文化生活水平,同时也为国防现代化服务,为维护世界和平,造福人类作出应有的贡献。
放眼世界,我国航天事业的发展任重而道远,愿立志献身于航天事业的青年朋友们,足借前人之鉴,前仆后继,共同努力,再绘振我中华,兴我航天之事业的绚丽彩图。
青年朋友们,希望寄托在你们身上。
1.1.2 古代中国是火箭的故乡火箭技术是航天技术的基础,而中国是最早发明火箭的国家。
“火箭”一词最早出现在三国时期(公元220~265年),不过当时的“火箭”只是箭杆前端绑有易燃物,点燃后由弓弩射出的普通箭,不是真正意义上靠喷气推进的火箭。
随着火药的出现,火药代替了易燃物,“火箭”迅速应用于军事和娱乐活动中,唐末宋初(公元10世纪),就有火药用于火箭的文字记载。
北宋军官冯继升、岳义方、唐福等曾向朝庭献过火箭和火箭法。
曾公亮(公元998~1078年)等在《武经总要》中记载了火药箭的说明和图。
这些“火箭”仍然由弓弩射出。
真正靠火药燃烧产生气体喷气推进的火箭雏型是出现于南宋孝宗年间(公元1163~1189年)的炮仗和烟火。
当时有利用火药爆炸作用工作的“高升”或“二踢脚”,利用火药一次爆炸的反作用推力升空,然后再引爆另一部分炸药发出声响。
同时代出现的“地老鼠”、“走线流星”和“起火”,都是利用火药缓慢燃烧产生反作用力向前推进的。
其中的“起火”,南宋时叫“流星”,是在一根细竹竿上捆一药筒,点燃时能一飞冲天,战时可用作信号,平时时庆祝喜庆的一种烟火。
“起火”的前端加一个箭头,尾端装上箭羽,便成了真正意义上靠喷气推进的火箭。
这种火箭,在明代茅元仪编著的《武备志》中有刊载(见图1-1)。
这种原始火箭虽然没有现代火箭那样复杂,但已经具备战斗部(箭头)、推进系统(药筒)、稳定系统(尾羽)和箭体结构(箭杆),是现代火箭的雏型。
到元、明时代,“起火”已在民间流行,火箭武器也在军事应用中得到发展,出现了原始的“捆绑”、“多级”火箭和“回收”技术。
明代史籍记载的“神火飞鸦”、“火龙出水”、“飞空砂筒”是这三种技术的代表。
“神火飞鸦”的乌鸦体内充满火药,鸦体下方倾斜安装4支“起火”(图1-2),使用时先点燃“起火”,推动乌鸦升空飞行,落地时鸦体内火药点燃爆炸,焚烧敌方营寨或船只。
“火龙出水”的龙体内装有神机火箭数枚,龙体下方前后各装2支“起火”(图1-3)。
使用时点燃“起火”,“火龙”发射升空,犹如水面上出现火龙,“起火”的装药烧完后即点燃龙体内的火箭射向敌方。
这种火箭原理上已和现代两级火箭相似,利用两级火箭接力,在水面上可飞行数里远。
"飞空砂筒“是一种可回收的火箭。
火箭箭身的前端两侧各绑一个药筒,一个筒口向后,另一个筒口向前。
筒口向后的药筒前端安置一个装有细砂的爆竹。
使用时先点燃筒口向后的药筒,火箭发射飞向敌方,筒内火药烧完后点燃爆竹,细砂喷出伤人双目,然后筒口向前的药筒点燃,将火箭送回。
可见反推火箭和回收重复使用的思想不是现代人的专利,中国古代早就出现。
世界上第一个试图乘火箭上天的开拓者也出现在中国。
相传在14世纪末(明代),有一位称为“万户”的人,用47支火箭捆绑在座椅后面,自己坐在座椅上,两手各持一个大风筝,点燃火箭试图飞上天去。
他的试验虽然失败了,但他仍然是世界上第一个想利用火箭推力飞行的人,表现了惊人的胆略和非凡的预见。
为了纪念这位利用火箭载人飞行的先驱,前苏联科学家将月球背面东方海附近的一个环形山命名为“万户火山口”。
中国古代火箭技术的发展,其时之早,技艺之高,在世界上遥遥领先。
13世纪之后,火药和火箭技术经阿拉伯、印度逐渐传入欧洲,并对后来西方的文明与进步产生了深远的影响。
1.1.3 现代航天技术的奠基者俄国的К.Э.齐奥尔科夫斯基、美国的R.H.戈达德和德国的H.奥伯特是现代航天学和火箭技术的奠基者。
齐奥尔科夫斯基生于1857年,1896年开始系统地研究喷气飞行器的运动原理,并绘制了星际火箭的示意图。
1903年发表“利用喷气工具研究宇宙空间”的著名论文,建立了火箭运动的基本公式——著名的齐奥尔科夫斯基公式,从理论上证明了利用多级火箭可以克服地球引力进入太空,论证了火箭用于星际航行的可行性。
在他以后的论文和著作中,肯定了液体火箭发动机是航天器最适合的动力装置,为运载火箭的发展指出了方向;并且研究了卫星轨道和空间开发设想,提出了为实现行星际航行必须设置空间站,以及航天器在地面起飞、在星际空间飞行和在没有大气层的星球表面着陆的条件。
他说过:“地球是人类的摇篮。
人类决不会永远躺在这个摇篮里,而会不断探索新的生存世界和空间。
首先小心翼翼地穿越地球的大气层,然后就是征服整个太阳系。
”罗伯特·戈达德生于1882年。
1914年开始利用固体火箭从事火箭理论和实验研究。
1919年出版著作《到达极大高度的方法》,阐述了火箭运动的基本数学原理,讨论了用火箭将载荷送上月球的可能方案。
1920年开始从事液体火箭研究,1926年成功发射了世界上第一枚液体火箭,成为液体火箭的实际创始人。
1932年首次利用陀螺控制燃气舵操纵火箭飞行。
他的成就直接启发了德国的火箭先驱者。
赫尔曼·奥伯特,1864年生于罗马尼亚。
他专注于宇宙航行的基础理论研究,1922年提出空间火箭点火的理论公式和脱离地球引力的方法。
1923年出版著作《飞往星际空间的火箭》,1929年经修改扩充改名为《通向空间之路》。
1938年在维也纳工程学院从事固体火箭研究。
1940年加入德国籍。
1941年参与V-2火箭的研制工作。
他的贡献主要在理论方面,对早期火箭技术和航天学的发展有较大的影响。
1.1.4 现代大型火箭的初型 —— V-2火箭V-2是纳粹德国在1942年开始研制的导弹武器系统,经两次失败后于1942年10月3日首次发射成功,1944年9月6日首次投入作战使用。
第二次世界大战期间,大约有4300多枚V-2导弹袭击了英国伦敦和荷兰安特卫普港等目标,不仅造成严重破坏,而且给和平居民以巨大的心理影响。
V-2是单级液体火箭,全长14米,重13吨,箭体直径1.65米,尾翼展长1.95米,最大射程320公里,最大飞行高度96公里,最大飞行速度1600米/秒,飞行时间约320秒,有效载荷约1吨,命中精度圆公里偏差5公里。
V-2的动力系统为液氧/酒精液体火箭发动机,推力260千牛顿,最长工作时间68秒。
V-2火箭采用垂直发射方式,控制系统采用带程序装置和陀螺积分仪的自主式陀螺控制系统。
V-2的成功在工程上实现了19世纪末到20世纪初航天技术先驱者们的技术设想,为大型复杂的火箭系统的研制工程和组织管理积累了经验,同时培养和造就了一批有实践经验的火箭专家。
纳粹德国战败后,美国和前苏联分别接收了部分参与V-2研制的专家、设备和资料,为这两个国家在二次大战以后迅速发展火箭和导弹技术创造了有利条件。
V-2的设计虽然不尽完美,而且一开始就为战争狂人所利用,但它毕竟是人类历史上出现的第一件向地球引力挑战的工具,是航天技术发展史上一个重要的里程碑。
40年代至50年代末,在V-2的基础上,美、苏的火箭武器得到了迅速发展,各种类型的导弹武器相继问世,并形成了完整的导弹武器系统。
通过导弹的研制,人们积累了研制现代火箭系统的经验和配套的工业设施。
至此,人类初步掌握了脱离大气层进入太空的基本手段。
1.1.5 揭开人类探索太空的序幕1957年10月4日,前苏联成功发射了世界上第一颗人造地球卫星,揭开了人类探索太空的新纪元。
1959年10月4日,前苏联发射了“月球3号”探索器,第一次成功拍摄了月球背面照片。
1961年2月21日,前苏联发射了“金星1号”探索器,开始了人类对太阳系行星的探索。
1961年4月12日,世界上第一艘载人飞船“东方号”发射成功,前苏联航天员Ю.А.加加林成为人类进入太空第一人。
飞船绕地球飞行108分钟后安全返回地面,开创了载人航天的新时代。
1965年3月,前苏联发射“上升2号 ”飞船,航天员列昂诺夫首次走出座舱,进入太空,离飞船5米,在船外活动12分钟,完成了目视观测、拆卸工作及其他实验。
实现了人类第一次太空行走。
1969年1月,前苏联发射“联盟4号”和“联盟5号”载人飞船,第一次成功实现了两艘飞船在太空对接飞行。
对接后,联盟5号的两名航天员经过1小时的舱外活动后转移到联盟4号上。