航空航天技術(shù)概論

1、2022年8月8日航空航天技術(shù)概論主講人：杏建軍學(xué)習(xí)目的了解航空航天的發(fā)展概貌以及有關(guān)航空航天的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí) 了解所學(xué)專業(yè)在航空航天科學(xué)技術(shù)中的地位和作用 激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，提高對(duì)航空航天技術(shù)基本內(nèi)容的認(rèn)識(shí) 外行眼中的內(nèi)行內(nèi)行眼中的外行學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)方法勤于思考，善于聯(lián)系 善于聯(lián)系自己專業(yè)的實(shí)際 航空航天是一個(gè)綜合利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的成果，以系統(tǒng)工程的方法，用工程語言的形式指導(dǎo)飛行器設(shè)計(jì)、制造、實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用等環(huán)節(jié)的工程技術(shù)領(lǐng)域，同時(shí)也是研究飛行器設(shè)計(jì)理論、制造方法、科學(xué)應(yīng)用的綜合性技術(shù)學(xué)科 善于聯(lián)系國家的政治經(jīng)濟(jì)實(shí)際 航空航天技術(shù)是20世紀(jì)人類在認(rèn)識(shí)自然和改造自然的過程中最活躍、發(fā)展最迅速、對(duì)人類

2、社會(huì)生活最有影響的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域之一，也是表征一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)先進(jìn)性的重要標(biāo)志 考核方式筆試（60%）+大作業(yè)（30%）+平時(shí)表現(xiàn)（10%） 大作業(yè)要求以科技小論文的方式提交，格式符合科技論文的要求，30005000字，手寫版 任課老師：杏建軍 Email：， Tel：88877246一章 主要內(nèi)容航空航天的基本概念飛行器的分類、構(gòu)成與功用航空航天發(fā)展概況我國的航空航天工業(yè)航空航天技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)第一章 主要內(nèi)容航空航天的基本概念飛行器的分類、構(gòu)成與功用航空航天發(fā)展概況我國的航空航天工業(yè)航空航天技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1航空航天的基本概念航空航天是人類拓展大氣層和宇宙空間的

3、產(chǎn)物陸地時(shí)代大航海時(shí)代航空時(shí)代太空時(shí)代1517世紀(jì)哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲新大陸1903年，萊特兄弟第一次成功地完成了載人飛行 1957年，前蘇聯(lián)成功地發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星 1航空航天的基本概念航空航天已經(jīng)成為21世紀(jì)最活躍和最有影響的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域 航天技術(shù)是諸多科技領(lǐng)域的高度集成，航天科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域薈萃了當(dāng)今世界上科學(xué)技術(shù)的眾多成果和各個(gè)專業(yè)的人才。迄今沒有任何其他產(chǎn)業(yè)部門的綜合性可與之相比航天技術(shù)集成性導(dǎo)致了其效益的宏觀性。航天技術(shù)的貢獻(xiàn)主要是通過開拓性的先進(jìn)技術(shù)手段改變眾多產(chǎn)業(yè)部門的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式美國蔡斯經(jīng)濟(jì)計(jì)量學(xué)會(huì)根據(jù)生產(chǎn)函數(shù)理論從宏觀經(jīng)濟(jì)方面分析了美國NASA的研究與發(fā)展投入對(duì)美國國民生產(chǎn)總值增長的

4、影響，計(jì)算結(jié)果是114 1航空航天的基本概念航空航天技術(shù)表征著一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)的新進(jìn)水平 ，也代表了一個(gè)國家的核心利益 實(shí)例：中國參與歐洲伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)項(xiàng)目受排擠 實(shí)例：中國參與歐洲伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)項(xiàng)目受排擠蜜月期(2003年-2004年)中歐優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)反對(duì)單極世界 轉(zhuǎn)折期(2005年-2007年)歐洲政治轉(zhuǎn)向聯(lián)美排擠中國 競(jìng)爭期(2008年-2009年)“北斗”橫空出世技?jí)骸皻W系”衛(wèi)星 1.1 航空定義： 是指載人或不載人的飛行器在地球大氣層中的航行活動(dòng) 空氣介質(zhì)1.1 航空分類航空軍用航空民用航空戰(zhàn)斗機(jī)攻擊機(jī)轟炸機(jī)運(yùn)輸機(jī)預(yù)警機(jī)商用航空通用航空1.1 航空戰(zhàn)斗機(jī)的分代（分代原則） 1、各國研制的

5、戰(zhàn)斗機(jī)分代標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是統(tǒng)一的，應(yīng)該以技術(shù)最先進(jìn)的國家的典型戰(zhàn)斗機(jī)作為“標(biāo)桿”，確定分代標(biāo)準(zhǔn) 2、各代戰(zhàn)斗機(jī)的主要技術(shù)水平和作戰(zhàn)效能要有“臺(tái)階性”的提高。也就是說下一代戰(zhàn)斗機(jī)比上一代戰(zhàn)斗機(jī)要“高出一個(gè)臺(tái)階”。而不是只要技術(shù)水平有所提高、技術(shù)特點(diǎn)有所不同，就算“更新?lián)Q代”了。 3、“換代飛機(jī)”必須曾是一個(gè)時(shí)期的主力機(jī)種，要有一定的裝備數(shù)量、并經(jīng)過實(shí)戰(zhàn)考驗(yàn)，一些研究性的飛機(jī)不能看作換代飛機(jī)。這樣，戰(zhàn)斗機(jī)分代的標(biāo)準(zhǔn)就清楚了，混淆顛倒的說法也可減少或避免了。1.1 航空第一代戰(zhàn)斗機(jī)，速度首次突破音速，作戰(zhàn)升限超過一萬米，并且已經(jīng)能夠較為成熟的使用空空導(dǎo)彈，代表機(jī)型為美國的F-100“超級(jí)佩刀”，前蘇聯(lián)的米

6、格-19等。我國生產(chǎn)的殲六飛機(jī)就是由米格19仿制和發(fā)展的，曾是我國空軍6070年代的主力機(jī)種；第二代戰(zhàn)斗機(jī)，俗稱雙二，即速度超過M2（2馬赫），實(shí)用升限超過兩萬米，以空空導(dǎo)彈為主要武器，強(qiáng)調(diào)高空高速性能，代表性機(jī)型為美國F-104“星”、F-4“鬼怪”，蘇聯(lián)米格-21、米格-23、米格25，法國幻影III等。我國在米格21基礎(chǔ)上研制的殲七機(jī)和自行研制的殲八也屬這一代； 1.1 航空第三代戰(zhàn)斗機(jī)，在第二代的技術(shù)基礎(chǔ)上，更加強(qiáng)調(diào)近距格斗性能以及超視距作戰(zhàn)能力，電子設(shè)備有了質(zhì)的進(jìn)步，機(jī)動(dòng)性較前一代有大幅飛躍，代表機(jī)型有美國F-14雄貓、F-15“鷹”、F-16隼、F-18大黃蜂，俄羅斯的蘇-27系列

7、、米格-29，法國的幻影2000，英德意的“狂風(fēng)”等。殲-10是中國研制的單發(fā)動(dòng)機(jī)、輕型、多功能、超音速、全天候、第三代戰(zhàn)斗機(jī)，中國空軍賦予其編號(hào)為殲-10，對(duì)外稱J-10或稱F-10。殲-10是一種多用途的戰(zhàn)斗機(jī)，能夠執(zhí)行空戰(zhàn)和轟炸的任務(wù)； 1.1 航空第四代戰(zhàn)斗機(jī)，主要強(qiáng)調(diào)4S功能，即：超音速巡航、隱身、超機(jī)動(dòng)、先敵擊毀目標(biāo)四項(xiàng)特征，因此到目前為止，服役的戰(zhàn)斗機(jī)中只有美國的F-22稱屬于真正的第四代戰(zhàn)斗機(jī)；另外，歐洲的三種戰(zhàn)斗機(jī)，法國的“陣風(fēng)”、瑞典的JAS-39“鷹獅”和英德意西的EF2000“臺(tái)風(fēng)”，因?yàn)榫邆淞四承┑谒拇鷳?zhàn)斗機(jī)的特征，也被稱作是三代半戰(zhàn)斗機(jī)。我國：殲20（已經(jīng)首飛） ；

8、 1.2 航天定義： 是指載人或不載人的飛行器在地球大氣層之外的航行活動(dòng) 沒有空氣介質(zhì)可利用必須自身攜帶能源飛行達(dá)到一定的速度后，按預(yù)定軌道飛行第一宇宙速度 7.9km/s ; 第二宇宙速度11.2km/s;第三宇宙速度16.7km/s1.2 航天分類無人航天器人造地球衛(wèi)星空間探測(cè)器載人航天器載人飛船空間站航天飛機(jī) 1.3 航空與航天的關(guān)系從空間關(guān)系上來看：航天是航空上一層的空間，航天器進(jìn)入和返回太空必須經(jīng)過大氣層從技術(shù)層面來看：航空技術(shù)和航天技術(shù)相互交叉和滲透從未來關(guān)系來看：臨近空間飛行器的研發(fā)，將航空技術(shù)和航天技術(shù)緊密聯(lián)合在一起。空天一體化已成為未來發(fā)展的趨勢(shì)第一章 主要內(nèi)容航空航天的基本

9、概念飛行器的分類、構(gòu)成與功用航空航天發(fā)展概況我國的航空航天工業(yè)航空航天技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)2 飛行器的分類、構(gòu)成與功用本門課程雖然是航空航天技術(shù)概論，但主要涉及的是飛行器，不包括其他系統(tǒng)一般的航天系統(tǒng)由航天器、航天運(yùn)輸系統(tǒng)、航天器發(fā)射場(chǎng)、航天測(cè)控網(wǎng)、應(yīng)用系統(tǒng)組成、完成特定航天任務(wù)的工程系統(tǒng)實(shí)例：載人航天的7大系統(tǒng)。航天員、飛船應(yīng)用、載人飛船、運(yùn)載火箭、發(fā)射場(chǎng)、測(cè)控通信和著陸場(chǎng) 2 飛行器的分類、構(gòu)成與功用航空器 輕于空氣 重于空氣航天器 無人航天器 載人航天器火箭和導(dǎo)彈在地球大氣層內(nèi)或大氣層外空間飛行的器械，統(tǒng)稱飛行器2.1 航空器輕于空氣氣球飛艇2.1 航空器ULDB - Ultra Long

10、 Duration Balloon Duration: up to 100 days. Load: 6,000 pounds Height: 110,000 feet（33.5km）氣球2.1 航空器Length 260mDiameter 65mTotal height 82mEnvelope volume 550,000mLoading platform 50 x 8 x 8mBasic weight 260tPayload Up to 160t飛艇2.1 航空器固定翼航空器飛機(jī)滑翔機(jī)旋翼航空器直升飛機(jī)旋翼飛機(jī)撲翼機(jī)2.1 航空器飛機(jī)的各個(gè)部件機(jī)身駕駛艙發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)翼水平尾翼垂直尾翼升降舵方向舵

11、副翼襟翼2.1 航空器飛機(jī)的各個(gè)部件2.1 航空器機(jī)翼尾翼舵面 機(jī)身起落架動(dòng)力系統(tǒng)操縱系統(tǒng) 機(jī)載設(shè)備 產(chǎn)生升力 穩(wěn)定和操縱 升降舵、方向舵、副翼、擾流片 裝載、連接其他部件 起降滑跑、地面支撐 產(chǎn)生推力。包括發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件系統(tǒng)。 操縱飛機(jī)。 飛行儀表、通訊、導(dǎo)航、環(huán)境控制、生命保障、能源供給等等。飛機(jī)各個(gè)部件的功能2.1 航空器滑翔機(jī) 無動(dòng)力2.1 航空器直升飛機(jī)定義 一種以動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)的旋翼作為主要升力和推進(jìn)力來源，能垂直起落及前后、左右飛行的旋翼航空器。 直升飛機(jī)組成 由機(jī)體和升力（含旋翼和尾槳）、動(dòng)力、傳動(dòng)三大系統(tǒng)以及機(jī)載飛行設(shè)備等組成。2.1 航空器直升飛機(jī)分類 單旋翼直升機(jī) 雙翼直升

12、機(jī) 2.1 航空器武裝直升機(jī)在戰(zhàn)爭中的作用現(xiàn)代戰(zhàn)爭，是陸、海、空、天(空間)、信息一體的立體戰(zhàn)爭，諸兵種密切協(xié)同。然而，在空、地機(jī)動(dòng)兵器之間，速度上存在著時(shí)速60100公里的差距，高度上存在著一個(gè)從0到100米之間的空白。直升機(jī)的理想活動(dòng)范圍正好填補(bǔ)了這個(gè)時(shí)、空間隙，緊緊地將陸、海、空使用的各種武器聯(lián)系在一起，構(gòu)成了立體作戰(zhàn)模式，使各種武器得以密切協(xié)同，互相揚(yáng)長避短，充分發(fā)揮武器的整體作戰(zhàn)效能。因此，從某種意義上說，直升機(jī)是空地一體戰(zhàn)的紐帶。 2.2 航天器分類航天器無人航天器載人航天器人造衛(wèi)星空間探測(cè)器載人飛船空間站航天飛機(jī)科學(xué)衛(wèi)星應(yīng)用衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星2.2 航天器衛(wèi)星 有效載荷衛(wèi)星平臺(tái) (保障

13、系統(tǒng))2.2 航天器衛(wèi)星平臺(tái)：（1）結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)分系統(tǒng) （2）電源分系統(tǒng) （3）熱控制分系統(tǒng) （4）姿態(tài)與軌道控制分系統(tǒng) （5）測(cè)控分系統(tǒng) （6）數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)2.2 航天器衛(wèi)星軌道近地軌道中地軌道大橢圓軌道地球同步軌道2.2 航天器有效載荷：（1）科學(xué)探測(cè)和試驗(yàn)類有效載荷（2）信息獲取類有效載荷（3）信息傳輸類有效載荷（4）信息基準(zhǔn)類有效載荷2.2 航天器應(yīng)用衛(wèi)星通信衛(wèi)星導(dǎo)航衛(wèi)星氣象衛(wèi)星偵察衛(wèi)星測(cè)地衛(wèi)星資源衛(wèi)星多用途衛(wèi)星2.2 航天器通信衛(wèi)星 通信衛(wèi)星的種類有很多，按軌道分由靜止軌道通信衛(wèi)星，非靜止軌道通信衛(wèi)星；按用途分有廣播電視直播衛(wèi)星，跟蹤與數(shù)據(jù)中斷衛(wèi)星和軍用通信衛(wèi)星等 鑫諾二號(hào)（出現(xiàn)故障

14、，損失20億） 天鏈一號(hào)（我國首顆數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星） 美國第三代國防通信衛(wèi)星 2.2 航天器氣象衛(wèi)星 氣象衛(wèi)星可分為太陽同步軌道氣象衛(wèi)星和地球靜止軌道氣象衛(wèi)星。 太陽同步軌道氣象衛(wèi)星每天對(duì)地球表面巡查兩遍，可以獲得全球氣象數(shù)據(jù)。地球靜止軌道氣象衛(wèi)星可以對(duì)全球13的地區(qū)連續(xù)進(jìn)行氣象觀測(cè)，實(shí)時(shí)將氣象資料傳回地面。 2.2 航天器偵察衛(wèi)星 衛(wèi)星偵察的優(yōu)點(diǎn)，是偵察范圍廣，速度快，可不受國界限制定期或連續(xù)地監(jiān)視某個(gè)地區(qū)，對(duì)于增強(qiáng)國家的軍事實(shí)力和綜合國力具有重要意義 偵察衛(wèi)星按照所執(zhí)行的任務(wù)和所采用的偵察手段來加以區(qū)別，一般分為照相偵察衛(wèi)星，電子偵察衛(wèi)星，還海洋監(jiān)視衛(wèi)星和預(yù)警衛(wèi)星 2.2 航天器 美國的KH1

15、2間諜衛(wèi)星是世界上最先進(jìn)的影像衛(wèi)星，分辨率為1050毫米，有“極限軌道平臺(tái)”之稱 2.2 航天器目標(biāo)發(fā)現(xiàn)（單位：米）一般識(shí)別（單位：米）詳細(xì)識(shí)別（單位：米）描述（單位：米）橋梁61.51.50.9雷達(dá)30.90.30.15無線電設(shè)備31.50.30.15倉庫1.50.60.30.15小股部隊(duì)62.11.20.3機(jī)場(chǎng)設(shè)施64.630.3火箭、大炮0.90.60.150.05飛機(jī)41.50.90.15導(dǎo)彈陣地31.50.60.3艦船7.64.60.60.3運(yùn)輸車1.50.60.30.052.2 航天器導(dǎo)航衛(wèi)星GPSGLONASS伽利略北斗2.2 航天器資源衛(wèi)星 資源衛(wèi)星是勘測(cè)和研究地球資源的衛(wèi)星，

16、它能看透地層發(fā)現(xiàn)人們?nèi)庋劭床坏降牡叵聦毑兀瑲v史古跡，地層結(jié)構(gòu)，能普查農(nóng)作物，森林，海洋，空氣等資源。能預(yù)報(bào)和鑒別農(nóng)作物的收成，考察和預(yù)報(bào)各種自然災(zāi)害。 2.2 航天器空間探測(cè)器 又稱深空探測(cè)器或宇宙探測(cè)器。對(duì)月球和月球以遠(yuǎn)的天體和空間進(jìn)行探測(cè)的無人航天器 按探測(cè)的對(duì)象劃分為月球探測(cè)器、行星和行星際探測(cè)器、小天體探測(cè)器等卡西尼土星探測(cè)器2.2 航天器載人飛船 能保障航天員在外層空間生活和工作以執(zhí)行航天任務(wù)并返回地面的航天器 1961年蘇聯(lián)發(fā)射了第一艘東方號(hào)飛船，后來又發(fā)射了上升號(hào)和聯(lián)盟號(hào)飛船。美國也相繼發(fā)射了水星號(hào)、雙子星座號(hào)、阿波羅號(hào)等載人飛船。中國的神舟系列飛船2.2 航天器神舟七號(hào)的組成2

17、.2 航天器空間站 空間站是一種在近地軌道長時(shí)間運(yùn)行，可供多名航天員在其中生活工作和巡訪的載人航天器 在空間站中要有人能夠生活的一切設(shè)施，不再返回地球 “和平”號(hào)空間站運(yùn)行了25年國際空間站15個(gè)國家組建2.2 航天器航天飛機(jī) 是可重復(fù)使用的、往返于太空和地面之間的航天器，結(jié)合了飛機(jī)與航天器的性質(zhì)。它既能代表運(yùn)載火箭把人造衛(wèi)星等航天器送入太空，也能像載人飛船那樣在軌道上運(yùn)行，還能像飛機(jī)那樣在大氣層中滑翔著陸。2.3 運(yùn)載火箭和導(dǎo)彈運(yùn)載火箭 運(yùn)載火箭由多級(jí)火箭組成的航天運(yùn)輸工具。用途是把人造地球衛(wèi)星、載人飛船、空間站、空間探測(cè)器等有效載荷送入預(yù)定軌道 是在導(dǎo)彈的基礎(chǔ)上發(fā)展的，一般由24級(jí)組成。每

18、一級(jí)都包括箭體結(jié)構(gòu)、推進(jìn)系統(tǒng)和飛行控制系統(tǒng)2.3 運(yùn)載火箭和導(dǎo)彈運(yùn)載火箭組成2.3 運(yùn)載火箭和導(dǎo)彈我國長征系列火箭2.3 運(yùn)載火箭和導(dǎo)彈“長征一號(hào)”系列包括長征一號(hào)運(yùn)載火箭和長征一號(hào)丁運(yùn)載火箭兩個(gè)型號(hào)。主要用于發(fā)射近地軌道小型有效載荷 “長征二號(hào)” 在“長征1號(hào)”的技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展的目前是中國最大的運(yùn)載火箭家族，擁有“長征二號(hào)”、“長征二號(hào)丙”、“長征二號(hào)丁”、“長征二號(hào)捆（E）”、“長征二號(hào)F”等型號(hào)，承擔(dān)近地軌道發(fā)射任務(wù) 2.3 運(yùn)載火箭和導(dǎo)彈“長征三號(hào)” 是我國目前承擔(dān)高軌道發(fā)射任務(wù)的運(yùn)載火箭，目前有“長征三號(hào)”、“長征三號(hào)甲”、“長征三號(hào)乙”、“長征三號(hào)丙”等型號(hào) “長征四號(hào)”系列運(yùn)載火

19、箭承擔(dān)太陽同步軌道和極軌道的發(fā)射任務(wù)。目前有“長征四號(hào)甲”、“長征四號(hào)乙”、“長征四號(hào)丙”等型號(hào)2.3 運(yùn)載火箭和導(dǎo)彈我國新一代大運(yùn)載（長征5號(hào)）近地軌道運(yùn)載能力達(dá)25噸，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力達(dá)14噸 2.3 運(yùn)載火箭和導(dǎo)彈導(dǎo)彈 是依靠自身動(dòng)力裝置推進(jìn)，由制導(dǎo)系統(tǒng)導(dǎo)引、控制其飛行路線，并導(dǎo)向目標(biāo)的武器 按飛行方式分，有彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈2.3 運(yùn)載火箭和導(dǎo)彈彈道導(dǎo)彈 洲際彈道導(dǎo)彈 (ICBM): 射程在5500 km以上 遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈 (IRBM): 射程在3000 和 5500 km之間 中程彈道導(dǎo)彈 (MRBM): 射程在1000 和 3000 km之間 短程彈道導(dǎo)彈 (SRBM):

20、射程在 1000 km以下 2.3 運(yùn)載火箭和導(dǎo)彈巡航導(dǎo)彈 主要以巡航狀態(tài)在稠密大氣層內(nèi)飛行的導(dǎo)彈，舊稱飛航式導(dǎo)彈。 巡航狀態(tài)指導(dǎo)彈在火箭助推器加速后，主發(fā)動(dòng)機(jī)的推力與阻力平衡，彈翼的升力與重力平衡，以近于恒速、等高度飛行的狀態(tài) 其飛行彈道通常由起飛爬升段、巡航(水平飛行)段和俯沖段組成。它依靠噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和彈翼的氣動(dòng)升力 2.3 運(yùn)載火箭和導(dǎo)彈主要幾種巡航導(dǎo)彈 美國戰(zhàn)斧式巡航導(dǎo)彈 美國AGM-86C空射巡航導(dǎo)彈 美國AGM-129空射戰(zhàn)略巡航導(dǎo)彈 中國長劍10陸基巡航導(dǎo)彈（命中精度：510米 ，有效射程：1500公里2500公里 ） 俄羅斯薩姆（SA-15）空射對(duì)地巡航導(dǎo)彈 俄羅斯和印度

21、聯(lián)合研制的布拉莫斯巡航導(dǎo)彈 俄羅斯KH-55/KH-555巡航導(dǎo)彈 第一章 主要內(nèi)容航空航天的基本概念飛行器的分類、構(gòu)成與功用航空航天發(fā)展概況我國的航空航天工業(yè)航空航天技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)3.1 航空發(fā)展概況-羅吉爾培根 R.Bacon 歐洲文藝復(fù)興的前夜，曾出現(xiàn)一位認(rèn)真思考飛行器的人，英國學(xué)者羅吉爾培根（ R.Bacon，約12201292）。在大約1250年成書、1542年才出版的著作工藝和自然的奧秘中，培根提出了動(dòng)力飛行的概念。雖然他的設(shè)想還相當(dāng)簡單粗糙，但人們把他看作歷史上第一個(gè)提出類似20世紀(jì)飛機(jī)概念的人。培根終生不得志，生前曾將手稿送給一些宗教領(lǐng)袖，但沒有得到重視，加之其著作大都在他

22、死后幾百年才出版或譯成通用文字，因此培根的飛行器思想沒有對(duì)后世產(chǎn)生什么影響。3.1 航空發(fā)展概況-達(dá)芬奇達(dá)芬奇（ Leonardo da Vinci 14521519）是世界文化史上最偉大的人物之一。美國著名科學(xué)史學(xué)家喬治薩頓（G.Saton）曾指出：“寫一部有關(guān)他的天才作品的完整研究著作，也就意味著寫一部15世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的真正百科全書”。3.1 航空發(fā)展概況-達(dá)芬奇達(dá)芬奇對(duì)鳥的飛行進(jìn)行了長時(shí)間的觀察和解剖研究，對(duì)飛行問題得出了一些重要的認(rèn)識(shí)，當(dāng)然，有些是古老觀點(diǎn)的進(jìn)一步深化和理論化另一個(gè)重大貢獻(xiàn)是，他認(rèn)為研究飛行問題除了研究飛鳥以外，還應(yīng)當(dāng)研究鳥的飛行環(huán)境，同時(shí)又說明空氣動(dòng)力學(xué)知識(shí)可以通過水

23、動(dòng)力學(xué)研究間接獲得。他指出：“為了得到鳥類在空氣中運(yùn)動(dòng)的真正科學(xué)，必須首先給出風(fēng)的科學(xué)，而這一點(diǎn)可以通過水運(yùn)動(dòng)裝置建立。這門科學(xué)能夠在一定程度上反映有翼生物在空氣中和在風(fēng)中的知識(shí)?！?.1 航空發(fā)展概況-達(dá)芬奇達(dá)芬奇的航空學(xué)研究可以分成三大部分：關(guān)于飛行的理論和原理飛行的穩(wěn)定性和控制飛行器設(shè)計(jì)可惜由于歷史原因（不被當(dāng)時(shí)理解，多種論文、手稿沒有發(fā)表），達(dá)芬奇對(duì)航空發(fā)展沒有產(chǎn)生任何影響。3.1 航空發(fā)展概況-達(dá)芬奇 達(dá)芬奇還被許多人看作直升機(jī)的發(fā)明者，并認(rèn)為這是他對(duì)航空學(xué)的真正貢獻(xiàn)。3.1 航空發(fā)展概況-喬治凱利G.Cayley（17731857）為重于空氣的航空器創(chuàng)立了必要的飛行原理論文論空中航

24、行(1809)被認(rèn)為是現(xiàn)代航空學(xué)誕生的標(biāo)志論文闡述了飛機(jī)基本原理，分析了穩(wěn)定性、安全性和操縱性的重要性，提出許多重要概念。他的研究成果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了時(shí)代，在他之后近百年間，也沒人超過他的水平或認(rèn)識(shí)到他的發(fā)現(xiàn)的重大意義。3.1 航空發(fā)展概況-萊特兄弟1903-12-17早晨，奧維爾萊特進(jìn)行了人類歷史上第一次有動(dòng)力、持續(xù)的、可操縱的飛行。這次具有歷史意義的飛行進(jìn)行了12秒，飛行距離約120英尺(36.58米)同一天，接著又飛了3次，其中一次飛了852英尺(260米)，持續(xù)了59秒。3.1 航空發(fā)展概況-飛機(jī)誕生的背景1783年，蒙特哥菲爾兄弟（Joseph and tienne Montgolfier

25、）制造了熱氣球，此后一百多年，人類的飛行屬于浮空器時(shí)代人類對(duì)飛機(jī)的研究始終在繼續(xù)19世紀(jì)末，對(duì)張翼飛行的認(rèn)識(shí)趨于成熟3.1 航空發(fā)展概況-飛機(jī)誕生的背景很多人反對(duì)這些嘗試，認(rèn)為用翼飛行是沒有結(jié)果的愚蠢行動(dòng)研究飛機(jī)“沒有希望、毫無意義”，像永動(dòng)機(jī)一樣違反科學(xué)規(guī)律權(quán)威斷言：機(jī)械飛行違反科學(xué)，是不可能實(shí)現(xiàn)的3.1 航空發(fā)展概況-飛機(jī)誕生的背景法國大科學(xué)家和工程師蓋呂薩克，美國大科學(xué)家和數(shù)學(xué)家西蒙紐科姆等人，都試圖證明造一架載人飛機(jī)是不可能的美國海軍總工程師梅爾上將發(fā)表文章聲言：造一架載人飛機(jī)是多么困難，一架飛機(jī)的造價(jià)將比最昂貴的戰(zhàn)艦還要高1895年（萊特兄弟成功前8年），英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)長凱文勛爵還宣

26、稱：比空氣重的飛行器是不可能出現(xiàn)的3.1 航空發(fā)展概況-飛機(jī)誕生的背景一些努力探索著飛行前途的人甚至被視為“流氓、騙子”。當(dāng)時(shí)人類飛行的努力所受到的質(zhì)疑和嘲笑，在一個(gè)世紀(jì)后的今天是難以想象的。3.1 航空發(fā)展概況-航空大事記1782年，法國Joseph Montgolfier制造出熱氣球1783年6月4日， Montgolfier兄弟的熱氣球首次公開飛行（沒有載人）1891年，Otto Lilienthal的滑翔機(jī)第一次飛行1896年8月9日，Otto Lilienthal在一次飛行中墜落身亡1900年，Graf von Zeppelin的飛艇成功飛越博登湖(Bodensee)1903年，萊特

27、兄弟駕駛他們的飛機(jī)完成第一次成功的動(dòng)力飛行3.1 航空發(fā)展概況-航空大事記1915年，容克（ Junker ）開始制造全金屬飛機(jī)1919年，第一次橫穿太平洋的飛行1927年，Charles Lindburg完成第一次紐約至巴黎的不停頓飛行1929年， Graf Zeppelin號(hào)飛艇22天環(huán)球飛行1932年，第一位女飛行員Amelia Earhart橫穿太平洋1936年，Hindenburg號(hào)飛艇開始旅客運(yùn)營1937年，“Hindenburg”在紐澤西意外起火燒毀，死亡36人3.1 航空發(fā)展概況-航空大事記1947年，美國的Bell-X-1首次突破音障1952年，第一架噴氣飛機(jī)投入運(yùn)營，噴氣時(shí)

28、代來臨了1954年，由于三次飛機(jī)空中爆炸，噴氣飛機(jī)又被禁止運(yùn)營1958年，Pan American公司開設(shè)了紐約至歐洲的噴氣機(jī)航班1961年，第一次劫機(jī)事件。一名男子在美國劫持了Miami飛往Key West航線上的一架飛機(jī)，并迫使它降在古巴3.1 航空發(fā)展概況-航空大事記1970年，隨著Boeing 747, Douglas DC-10, Lockheed L-1011的推出，客機(jī)走入寬體時(shí)代1974年，Airbus A300投入運(yùn)營1976年，超音速客機(jī)“協(xié)和(Concorde)”開始運(yùn)營 3.2 航天發(fā)展概況-齊奧爾科夫斯基最先論證了利用火箭進(jìn)行星際交通、制造人造地球衛(wèi)星和近地軌道站的可

29、能性指出發(fā)展宇航和制造火箭的合理途徑，找到了火箭和液體發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的一系列重要工程技術(shù)解決方案地球是人類的搖籃，但人類不可能永遠(yuǎn)被束縛在搖籃里。童年因聽覺幾乎完全喪失輟學(xué)，14歲以后主要靠自學(xué)成才3.2 航天發(fā)展概況-羅伯特戈達(dá)德 美國最早的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)明家，被公認(rèn)為現(xiàn)代火箭技術(shù)之父 于1926年3月16日發(fā)射了世界的第一枚液體火箭戈達(dá)德共獲得了214項(xiàng)專利，其中83項(xiàng)專利在他生前獲得。設(shè)立于1959年的美國國家航空航天局戈達(dá)德太空飛行中心就是以他的名字命名月球上的戈達(dá)德環(huán)形山以他的名字命名 3.2 航天發(fā)展概況-羅伯特戈達(dá)德歐洲火箭之父，德國火箭專家，現(xiàn)代航天學(xué)奠基人之一 主要貢獻(xiàn)是理論上的，

30、他建立了下列條件之間的理論關(guān)系：燃料消耗、燃?xì)庀乃俣?、火箭速度、發(fā)射階段重力作用、飛行延續(xù)時(shí)間和飛行距離等。這些關(guān)系對(duì)于火箭的設(shè)計(jì)是最基本的因素。更多地作為一個(gè)理論家，而不是一個(gè)實(shí)驗(yàn)家，奧伯特影響了整整一代工程師。 1925年，13歲的馮布勞恩讀了他的著作，通過當(dāng)時(shí)著名的火箭研究者威利勒的介紹，成為奧伯特的一名少年助手和學(xué)生 3.2 航天發(fā)展概況-航天大事件1957年10月4日，前蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星，從而為人類進(jìn)入太空展現(xiàn)了希望。1961年4月12日，前蘇聯(lián)成功地發(fā)射第一艘載人航天器“東方”號(hào)載人飛船，并圍繞地球軌道飛行一圈，宇航員尤里加加林成為第一個(gè)進(jìn)入太空的地球人。196

31、5年3月18日，在第一艘多人飛船“上升”2號(hào)進(jìn)行的載人飛行中，前蘇聯(lián)宇航員列昂諾夫走出艙外，在艙外活動(dòng)了23分41秒，成為世界上第一個(gè)太空行走的宇航員。 3.2 航天發(fā)展概況-航天大事件1969年7月20日，美國“阿波羅登月計(jì)劃”成功實(shí)施，登月艙在月球表面著陸。宇航員阿姆斯特朗率先踏上月球荒涼沉寂的土地，月球上留下了人類的足跡。阿姆斯特朗說：“對(duì)一個(gè)人來說，這是一小步。對(duì)人類來說，這是巨大的一步?！?1970年4月11日，美國發(fā)射載有航天員洛弗爾、海斯和斯威加特的“阿波羅”13號(hào)飛船進(jìn)行第3次登月飛行。飛行56小時(shí)后，飛船離地球33萬公里，差不多接近月球時(shí)，因兩個(gè)紐扣大的恒溫器開關(guān)故障，使服務(wù)

32、艙燃燒電波貯氧箱爆炸，艙內(nèi)許多設(shè)備遭損壞，氧氣和水也損失過半，航天員洛弗爾、海斯和斯威加特面臨葬身太空之災(zāi)。但他們臨危不懼，按地面科學(xué)家們精確計(jì)算的軌道和地面指揮員的命令，手動(dòng)操縱飛船，使用登月艙的氧氣和動(dòng)力，于4月17日成功地返回地球，創(chuàng)造了航天史上死里逃生的奇跡。 3.2 航天發(fā)展概況-航天大事件1970年6月1日，蘇聯(lián)發(fā)射載有航天員尼古拉耶夫和謝瓦斯基揚(yáng)諾夫的“聯(lián)盟”9號(hào)飛船。飛船繞地球飛行268圈，歷時(shí)424小時(shí)59分，創(chuàng)造了載人飛行史上的新記錄。 1971年4月19日，蘇聯(lián)用“質(zhì)子”號(hào)火箭發(fā)射世界上第一個(gè)載人空間站“禮炮”1號(hào)?！岸Y炮”1號(hào)空間站于1971年10月11日在太平洋上空墜

33、毀，共飛行了175天。運(yùn)行期間對(duì)接了兩艘“聯(lián)盟”號(hào)飛船，其中“聯(lián)盟”11號(hào)的航天員進(jìn)站工作了3星期。此后一直到1982年，蘇聯(lián)又連續(xù)發(fā)射了“禮炮”25號(hào)空間站和第二代“禮炮”6號(hào)、7號(hào)空間站。 3.2 航天發(fā)展概況-航天大事件1971年6月6日，蘇聯(lián)發(fā)射載有航天員多勃羅沃爾斯基、帕查耶夫和沃爾科夫和“聯(lián)盟”11號(hào)飛船。飛船成功地實(shí)現(xiàn)了和“禮炮”1號(hào)空間站的對(duì)接、在軌運(yùn)行24天后，在返回途中，返回艙空氣泄露，返回地面時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)未穿航天服的3 名航天員全部遇難。 1971年12月7日，美國發(fā)射載有塞爾南、埃文斯和施密特的“阿波羅”17號(hào)飛船。11日到達(dá)月球，兩名航天員在月面逗留75小時(shí)，在月球軌

34、道上釋放了一顆衛(wèi)星。飛船19日返回。這是人類迄今最后一次載人登月飛行，也是“阿波羅”飛船第7次登月飛行。 3.2 航天發(fā)展概況-航天大事件1975年7月15日，蘇、美發(fā)射飛船進(jìn)行聯(lián)合對(duì)接飛行, “阿波羅”18號(hào)飛船和“聯(lián)盟”19號(hào)飛船成功地對(duì)接。這是冷戰(zhàn)期間美蘇兩個(gè)競(jìng)爭對(duì)手難得的“太空握手”。 1981年4月12日，美國發(fā)射了世界上第一架航天飛機(jī)“哥倫比亞”號(hào)。此后又陸續(xù)建造了“挑戰(zhàn)者”號(hào)、“亞特蘭蒂斯”號(hào)、“發(fā)現(xiàn)”號(hào)和“奮進(jìn)”號(hào)航天飛機(jī)。1986年1月28日，“挑戰(zhàn)者”號(hào)航天飛機(jī)在發(fā)射升空僅73秒后即爆炸，機(jī)上7名航天員全部遇難；2003年2月1日，“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)在返航途中解體，機(jī)上

35、7名航天員再次遇難。3.2 航天發(fā)展概況-航天大事件1984年7月17日，蘇聯(lián)發(fā)射“聯(lián)盟”T12號(hào)飛船升空。船上載有扎尼拜科夫、沃爾克和女航天員薩維卡婭，與“禮炮”7號(hào)空間站-“聯(lián)盟”T10號(hào)飛船聯(lián)合體對(duì)接。25日，薩維茨卡婭和扎尼拜科夫一起進(jìn)行了3小時(shí)35分鐘的艙外活動(dòng)。薩維茨卡婭成為世界上第一位在太空行走的女性。 1986年2月20日，蘇聯(lián)發(fā)射了第三代長期載人空間站“和平”號(hào)空間站的核心艙。此后歷時(shí)10年，直到1996年4月26日，蘇聯(lián)（俄羅斯）才建成由核心艙、“量子”1號(hào)艙、“量子”2號(hào)艙、“晶體”艙、“光譜”艙和“自然”艙組成的完整的“和平”號(hào)空間站。2003年3月23日，“和平”號(hào)在

36、繞地球飛行8萬多圈、行程約35億公里、超期服役近10年后，墜毀在太平洋預(yù)定海域。作為世界上第一個(gè)長期載人空間站，“和平”號(hào)是20世紀(jì)質(zhì)量最大、載人最多和壽命最長的航天器。在“和平”號(hào)天馬行空近15載中，共接待了來自10多個(gè)國家和國際組織的航天員100多人次。3.2 航天發(fā)展概況-航天大事件1995年6月27日，美國“亞特蘭蒂斯”號(hào)航天飛機(jī)載著5名美國航天員和2名俄羅斯航天員升空，首次實(shí)現(xiàn)與俄羅斯“和平”號(hào)空間站對(duì)接飛行。此后一直到1998年，美國航天飛機(jī)與俄羅斯“和平”號(hào)空間站進(jìn)行了8次對(duì)接飛行，所取得的成功經(jīng)驗(yàn)降低了目前正在組裝的國際空間站裝配和運(yùn)行中的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。 1996年9月26日，在俄

37、羅斯“和平”號(hào)空間站上工作的美國女航天員露西德乘“亞特蘭蒂斯”號(hào)航天飛機(jī)返回地面。露西德在太空生活了188天，打破了俄羅斯航天員康達(dá)科娃創(chuàng)造的女性在太空飛行的最高紀(jì)錄。 3.2 航天發(fā)展概況-航天大事件1998年11月20日，俄羅斯用“質(zhì)子”K火箭將國際空間站的第一個(gè)部件“曙光”號(hào)多功能艙送入太空，建造國際空間站的宏偉而艱巨的任務(wù)從此拉開了帷幕。國際空間站是由美國和俄羅斯?fàn)款^、歐洲11國（即德國、法國、意大利、英國、比利時(shí)、荷蘭、西班牙、丹麥、挪威、瑞典和瑞士）、日本、加拿大和巴西共16個(gè)國家建造的，預(yù)計(jì)要到2006年才能全部建成。建成后的國際空間站長110米，寬88米，大致相當(dāng)于兩個(gè)足球場(chǎng)大

38、小，總質(zhì)量達(dá)400余噸，將是有史以來規(guī)模最為龐大、設(shè)施最為先進(jìn)的人造天宮，運(yùn)行在傾角為51.6、高度為397公里的軌道上，可供67名航天員在軌工作，之后國際空間站將開始一個(gè)為期1015年的永久載人的運(yùn)行期。 3.2 航天發(fā)展概況-航天大事件2001年4月28日，世界上首位太空游客、美國富翁蒂托搭乘“聯(lián)盟”TM32號(hào)飛船從哈薩克斯坦拜科努爾航天發(fā)射場(chǎng)出發(fā)，到國際空間站上旅游觀光8天，5月6日返回地面。蒂托此行耗資2000萬美元，除了太空觀光外，他還負(fù)責(zé)飛船的一部分無線電通信、導(dǎo)航和供電任務(wù)，并與俄宇航員一起執(zhí)行了對(duì)地觀測(cè)任務(wù)。蒂托的太空之旅開創(chuàng)了太空旅游的新時(shí)代。2002年4月25日5月5日，世

39、界上第二位太空游客、南非億萬富翁馬克沙特沃斯也在太空度過了10天的時(shí)光，其中8天生活和工作在國際空間站上。 第一章 主要內(nèi)容航空航天的基本概念飛行器的分類、構(gòu)成與功用航空航天發(fā)展概況我國的航空航天工業(yè)航空航天技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)4.1 我國的航空工業(yè)-軍用飛機(jī)新中國自行設(shè)計(jì)并研制成功的第一架飛機(jī)是殲教一，于1958年7月26日首飛。 4.1 我國的航空工業(yè)-軍用飛機(jī)我國自行設(shè)計(jì)制造并投入成批生產(chǎn)和大量裝備部隊(duì)的第一種飛機(jī)是初教六 ，于1958年8月27日首飛成功。我國第一架噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)是殲五型飛機(jī)，仿制于前蘇聯(lián)米格-17，1956年7月19日首飛。殲六殲擊機(jī)飛機(jī)是我國第一代超音速戰(zhàn)斗機(jī)，于195

40、8年12月17日首飛。強(qiáng)五飛機(jī)是我國在殲六基礎(chǔ)上自行設(shè)計(jì)制造的強(qiáng)擊機(jī)，于1965年6月4日首飛。殲七殲擊機(jī)仿制于前蘇聯(lián)米格-21，于1966年1月17日首飛成功。殲七的各種改進(jìn)型機(jī)。J-7III、J-7M（MG）、J-7E（EB）、J-7G（GB）等。4.1 我國的航空工業(yè)-軍用飛機(jī)轟六是我國仿制前蘇聯(lián)圖-16研制的高亞聲速中型轟炸機(jī)，1968年12月24日首飛水轟五飛機(jī)是我國自行研制的第一代水上轟炸機(jī)于1976年4月3日首次水面起降試飛成功。殲八殲擊機(jī)是我國自行設(shè)計(jì)制造的戰(zhàn)斗機(jī)，于1969年7月5日首飛。 在殲8基礎(chǔ)上改進(jìn)的殲8II，于1984年6月12日首飛。 殲轟7“飛豹”是我國研制的第

41、一種殲擊轟炸機(jī)，于1988年12月14日首飛。 K-8是中國和巴基斯坦聯(lián)合研制的串列雙座教練機(jī)，于1990年11月21日首飛。 4.1 我國的航空工業(yè)-軍用飛機(jī) 殲-10“猛龍”殲擊機(jī)是我國自主研發(fā)的第三代戰(zhàn)斗機(jī)，于1998年3月24日首飛。 國產(chǎn)化蘇-27（殲-11）于1998年9月1日首飛。 FC-1“梟龍”戰(zhàn)斗機(jī)是中巴聯(lián)合的研制第三代輕型戰(zhàn)斗機(jī)，于2003年8月25日首飛。我國新一代高級(jí)教練機(jī)教練-9“山鷹”，于2003年12月13日首飛。 我國新型高級(jí)教練機(jī)L-15“獵鷹”，于2006年3月13日首飛成功。采用世界領(lǐng)先水平DSI進(jìn)氣道的梟龍04號(hào)機(jī)于2006年4月28日首飛。 4.1

42、我國的航空工業(yè)-民用飛機(jī) 運(yùn)五飛機(jī)是新中國制造的第一架小型運(yùn)輸機(jī)，仿制于前蘇聯(lián)安-2，于1957年12月10日首飛成功?！氨本┮惶?hào)”是新中國自行研制的第一架輕型旅客機(jī)，于1958年9月24日首飛成功。 運(yùn)七是我國仿制前蘇聯(lián)安-24研制的支線客機(jī)，1970年12月25日首飛成功。我國仿制前蘇聯(lián)安-12設(shè)計(jì)制造了 運(yùn)八中型運(yùn)輸機(jī)，于1974年12月25日首飛成功。此后在此基礎(chǔ)上研制了多種改型。 4.1 我國的航空工業(yè)-民用飛機(jī)我國自行設(shè)計(jì)制造了小型多用途飛機(jī)運(yùn)十一和運(yùn)十二。運(yùn)十一于1975年12月30日首飛，運(yùn)十二于1982年7月14日首飛。1970年8月，我國開始自行研制大型噴氣客機(jī)運(yùn)十，于19

43、80年9月26日首飛成功。我國在運(yùn)七基本型基礎(chǔ)上研制了“新舟60”渦輪螺旋槳支線客機(jī)，于1993年12月26日首飛。我國第一架擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、適用于私人商務(wù)活動(dòng)的輕型飛機(jī)“小鷹-500”于2003年10月26日首飛成功。4.1 我國的航空工業(yè)-民用飛機(jī)我國與美國合作生產(chǎn)MD-82等大型客機(jī)，共生產(chǎn)了35架，其中10架返銷美國。還承擔(dān)了波音、空中客車多種型號(hào)客機(jī)的零部件生產(chǎn)工作。我國最新研制的ARJ21型渦輪風(fēng)扇支線客機(jī)將于2008年首飛并交付用戶。4.1 我國的航天工業(yè)1956年2月，著名科學(xué)家錢學(xué)森向中央提出建立中國國防航空工業(yè)的意見書。國防部制訂噴氣與火箭技術(shù)十年（1958至1967年）發(fā)展規(guī)劃綱要。蘇聯(lián)第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射之后，我國科學(xué)家建議開展中國衛(wèi)星工程的研究工作。一些高等院校也開始進(jìn)行有關(guān)學(xué)術(shù)活動(dòng)。1958年4月，開始興建第一個(gè)運(yùn)載火箭發(fā)射場(chǎng)。1960年11月5日，仿制的蘇聯(lián)PII導(dǎo)彈首次發(fā)射，試驗(yàn)獲得成功。 4.1 我國的航天工業(yè)1962年3月21日，獨(dú)立研制的第一枚中近程火箭發(fā)射試驗(yàn)失敗。1964年6月29日，中近程火箭再次發(fā)射試驗(yàn)，獲得成功。1964年7月19日，成功地發(fā)射第一枚生物火箭。1966年10月27日，導(dǎo)彈核武器發(fā)射試驗(yàn)成功，彈頭可以精確命中目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)核爆炸。1966年11