网络热词 > 航天运输工具

航天运输工具

国际空间站的人员替换和物资补充目前有三种运输工具,分别是载人飞船货运飞船航天飞机。航天发射器作为运输工具把卫星、载人飞船、空间站、空间探测器等航天部从地球送到预定轨道。它可分为运载火箭和航天飞机两类。运载火箭可一次世运输航天器,航天飞机可多次运输航天器。

位于佛罗里达州卡纳维拉尔角空军站的东部靶场和位于加利福尼亚州范登堡空军基地的西部靶场是美国主要的航天器发射基地。美军使用航天飞机、"飞马"、"金牛座"、"德尔塔"、"阿特拉斯"、"大力神"发射器以及"惯性"上一级和"半人马"上一级推进器将有效载荷送入轨道。

运载火箭一般由2~4级火箭组成,各级火箭通过级间结构连接。作为有效载荷的航天器放在最前端,外面大多套有整流罩以保护在大气层内飞行时的安全。运载火箭总重量可达数百吨,高达数十米,火箭发动机的推力达几百吨以至数千吨、运载火箭每一级都有自己的箭体结构和动力装置,控制系统则常为共用的。早期的运载火箭大多由弹道导弹改进而成,后来为适应不同航天发射任务的需要,专门研制了系列化的运载火箭。运载火箭大多使用液体推进剂,第一、二级多用液氧和煤油等常规推进剂,末级常用液氧和液氢高能推进剂。

运载火箭的主要技术指标是运载能力和入轨精度。运载能力措运载器可送入预定轨道的有效载荷的质量,它随预定轨道的高度和倾角的增大而减小。美国运载能力最大的运载火箭可将120吨的有效载荷送入低轨道。运载火箭的入轨精度主要取

决于控制系统的水平。

卫星接轨道分有三类,即静止轨道卫星(轨道高度大的36万千米)、大椭圆轨道卫星(远地点高度大约在2万千米)和低轨道卫星(轨道高度在300千米~:3000千米八地球静止轨道卫星的主要优点是轨道高,一颗卫星即可覆盖地球表面30%,24小时均可以利用,全球覆盖只需3颗卫星。大椭同轨道卫星系统的最大优点是可根据覆盖的需要来设计卫星的远地点,可解决极区覆盖问题,但不能克服高轨道的弱点。低轨道卫星有节省功率、携带推进剂少和便于发射的优点。航天器发射器的发射方式有垂直发射和水平发射两种。垂直发射要求助推级发动机有大于起飞重量的推力,以便迅速飞出大气层;水平发射时,发动机推力可较小,但持续工作时间匕

运载火箭需专门的发射场发射。火箭从地面垂直起飞,十几秒钟后开始程序拐弯,第一级火箭工作完毕后脱落,第二级接替工作,如此直至本级火箭工作完毕,火箭进入预定轨道,调整姿态,本级火箭与航天器脱离.完成其使命。运载火箭进入预定轨道的部分称为轨道器,能在太空短期运行。运载火箭的轨道器是一次性使用的,轨道器分为带主发动机和不带主发动机两种。前者具有在助推器脱落后继续加速、上升的功能,后者完全靠助推器送入预定轨道。运载火箭轨道器具有~船航天器所具有的功能系统;具有改变运行轨道和调整姿态的能力。

美国的运载火箭发射器有"宇宙神"、"德尔塔"、"飞马座/金牛座"、"侦察兵"、"大力神"等系列,现已停止使用的系列有"五比特"、"土星"、"雷神"和"先锋号"等。"宇宙神"运载火箭是从获得成功的"宇宙神佝际弹道导弹演变而来的。它在许多重要计划中都有应用,其中为空军发射数量占其总发射数的75%以上、其第一项任务是1958年发射世界L第一个通信卫星"斯科尔"计划。当时使用的是"宇宙神"LV一3A型运载火箭。1962年2月20日,"水量"计划载人发射''宇宙神"I。V一3B型运载火箭发射成功。

1961年,来自国防部和宇航局的代表对美国航天运载火箭的需求进行深入调查,结论是用当时已有的或正在研制的任何一个系统,都难以满足任务要求。需要用灵活的标准化系统代替各种不同的运载火箭。这样可达到高一个级别的费用/效益比,并能提高系统的可靠性。1962年。空军与通用动力公司签定了标准运载火箭(SIJV)的合同。从"宇宙神"SI。V一3型开始的"宇宙神"运载火箭是标准运载火箭系列。"宇宙神'它I。V-3共发射sl次,成功49次,其中5次"月球轨道器"发射全部成功。"宇宙神"SI-V-3D还多次用于发射舰队通信卫星。

1967年后,通用动力公司将洲际导弹改装成"宇宙神"E、"宇宙神"F运载火箭,先后多次发射海军海洋监视卫星、导航星全球定位系统、"诺阿"气象卫星、国防气象卫星等多种卫星。"挑战者"号航天飞机失事后,美国决定航天飞机不再承担卫星发射任务,并确定要更多地使用一次性运载火箭,故1988年5月空军选择"宇宙神"且运载火箭发射国防卫星通信系统(DSCS)以及超高频后继型军用通信卫星。"宇宙神"见满足了国防部对具有中等发射能力运载火箭的需求,其长 47 5米,重187 6吨。能把航天器送到低地球轨道、地球同步转移轨道或地球同步轨道上,可把2770千克的有效载荷送入地球同步转移轨道。

最早用于发射航天器的"大力神"系列是"大力神"1双子星座运载火箭,它进行广载入发射。而后又研制生产厂大力神"皿的A、1王、C、I)、E型。"大力神"血主要用户是宇航局和商用,但也有军方应用,其中"大力神"皿A、"大力神"mC、"大力神m"l),发射了用于通信的"林肯"试验卫星、"大鸟"照相侦察卫星、战术通信卫星、国防卫星通信系统卫星和用于核爆炸探测的"维拉'计程等。

1984年,国防部要求发展~种发射系统,旨在弥补航天飞机之不足和确保某些美国的秘密有效载荷进入空间,从而开始了研制"大力神"w的计划。"大力神"N于1989年6月14日首次成功发射,并成为国防部发射许多重型卫星的主要运载火箭。"大力神"W长62.2米,总重量860吨,可运送航天器到极轨道、低地球轨道或地球同步轨道,最大有效载荷低地球轨道周 64吨、地球同步轨道 5 76吨。先后发射了用于照相侦察的"锁眼"卫星 KH- 11、用于雷达成像侦察的"长曲棍球"卫星、导弹预警卫星"国防支援计划"、通信卫星"军事星"等军用卫星。

由于美国国防经费削减,1995年美国对重复使用运载火箭加紧论证,并以单级入轨火箭动力运载火箭为重点开展了大量的研制工作。目前已进行了多次试验。美国军方认为,未来航天任务要求一种便捷、可靠、经济和可承受的通向太空的手段,而重复使用运载火箭是最有希望满足这种要求的手段。

k-1运载火箭

"德尔它"-Ⅳ运载火箭

"宇宙神"-Ⅲ运载火箭

"宇宙神"-Ⅲ运载火箭

德尔它2运载火箭

"德尔它"-Ⅲ中型商业运载火箭

"比尔"-2(beal ba-2)运载火箭

一、俄罗斯"联盟"载人飞船和"进步"货运飞船

俄罗斯拥有"联盟"系列载人飞船和"进步"系列货运飞船。这些飞船虽不能重复发射,但简单、实用、生产周期短,是经久耐用、性能良好的运输工具。

"联盟"系列飞船至今已使用40余年,它可容纳3名宇航员,也可被改造为货运飞船。"进步"货运飞船一次可运送2吨左右的货物。2003年美国"哥伦比亚"号航天飞机失事后,美国连续几年未发射航天飞机,"进步"系列飞船在此期间成为国际空间站唯一的货物运输工具。

二、美国航天飞机

美国的航天飞机本身像一架大型喷气式客机,它的驾驶员舱可以乘坐3名到7名宇航员,货舱则可以装载约30吨的大型太空望远镜等货物。

航天飞机虽然可以多次往返于天地之间,但具有较高的维护和发射成本,在发射和返回时也面临许多风险,包括美国在内的一些国家正在考虑研发更新型的太空运输工具。

三、欧洲ATV自动货运飞船

欧洲航天局制造的ATV自动货运飞船运货能力接近8吨,大于俄罗斯的"进步"货运飞船。ATV飞船除了向国际空间站运送货物外,还可用作太空拖船,在必要时帮助国际空间站提升轨道。

ATV飞船的一大特点是具有先进的高精度导航能力,可在较少地面控制的情况下自动与国际空间站对接。

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,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。

许多运载火箭的第一级外围捆绑有助推火箭,又称零级火箭。助推火箭可以是固体或液体火箭,其数量根据运载能力的需要来选择。推进剂大都采用液体双组元推进剂。第一、二级多用液氧和煤油或四氧化二氮和混肼为推进剂,末级火箭采用高能的液氧和液氢推进剂。制导系统大都用自主式全惯性制导系统。在专门的发射中心 (见航天器发射场) 发射。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。

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(见"人造地球卫星"1号工程)。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。

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。

到目前为止我国共研制了12种不同类型的长征系列火箭,能发射近地轨道、地球静止轨道和太阳同步轨道的卫星。

从1970年到2000年的30年间,我国发射长征系列火箭共计67次,成功61次,6次失败或部分失败,发射成功率为91%。在1994~1996年间曾一度几次发射失败,使我国在国际商业发射市场的声誉处于低谷。中国航天工业总公司经过一系列质量整顿后终于打了个翻身仗。自1996年10月到目前已连续25次发射成功,这在世界卫星发射界也是不多见的。

在我国运载火箭的发展初期,探空火箭的研制占有重要的地位,尽管它是结构简单的无控火箭,但却是新中国成立后的第一枚真正的火箭。从1958年开始,我国陆续研制出包括生物、气象、地球物理、空间科学试验等多种类型的探空火箭。

All rights reserved Powered by 网络热词 87994.com

copyright ©right 2010-2020。
网络热词内容来自网络,如有侵犯请联系客服。zhit325@126.com