航天飛機相關資料

航天飛機的資料航天飛機是一種新型的多功能航天飛行器集火箭，衛(wèi)星和飛機的技術特點于一身，它能像火箭那樣垂直發(fā)射進入空間軌道，又能像衛(wèi)星那樣在太空軌道飛行，還能像飛機那樣再入大氣層滑翔著陸，隨著科學技術的發(fā)展，航天飛機已成為發(fā)射火箭衛(wèi)星上天的重要載體。航天飛機-簡介\o"點擊查看原圖"航天飛機航天飛機是一種新型的多功能航天器，是承運衛(wèi)星等航天器材到達太空的重要工具。航天飛機集火箭，衛(wèi)星和飛機的技術特點于一身，它能像火箭那樣垂直發(fā)射進入空間軌道，又能像衛(wèi)星那樣在太空軌道飛行，還能像飛機那樣再入\o"大氣層"大氣層滑翔著陸，隨著科學技術的發(fā)展，航天飛機已成為發(fā)射火箭衛(wèi)星上天的重要載體。作為一種可重復使用的天地往返運輸器，航天飛機是現(xiàn)代火箭、\o"飛機"飛機、\o"飛船"飛船三者結(jié)合的產(chǎn)物。它能像火箭一樣垂直起飛，像飛船一樣繞\o"地球"地球飛行，像飛機一樣水平著陸。目前世界上航天飛機已經(jīng)研制成功并投入運行的國家只有美國和前蘇聯(lián)，前蘇聯(lián)的航天飛機與美國的航天機基本上相似。美國航天器自1981年首次發(fā)射成功至今已成功完成了

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多次空間飛行任務。航天飛機是人類有史以來建造的最復雜的機器，強大的運載能力使其成為獨一無二的航天器。正是在航天飛機強大運載能力支持下，人類才有可能一步步修建\o"國際空間站"國際空間站——這個世界上最大的\o"太空軌道實驗室"太空軌道實驗室，為人類未來登陸\o"月球"月球、奔向\o"火星"火星乃至更廣闊的宇宙空間鋪平了道路。\o"點擊查看原圖"航天飛機航天飛機是世界上唯一的可重復使用的航天運載器。70-80年代，美國、\o"蘇聯(lián)"蘇聯(lián)、\o"法國"法國和\o"日本"日本等國相繼開始研制航天飛機，但由于技術和資金等原因，到目前只有美國研制的航天飛機投入使用。航天飛機用途廣泛，可進行空間交會、對接、?？俊⒖臻g科學實驗、發(fā)射回收或檢修衛(wèi)星。它曾在空間捕獲一顆未能進入同步軌道的國際通信衛(wèi)星6號，進行修理后，又把它送入同步軌道。它還發(fā)射過并三次整修\o"哈勃空間望遠鏡"哈勃空間望遠鏡。航天飛機通?？沙?人，飛行時間一般在2周以下，最長可達28天。

目前航天飛機的主要任務是向\o"國際空間站"國際空間站運送宇航員和各種建設用部件和補養(yǎng)。美國原設想使用可多次重復使用的航天飛機可以節(jié)約花費。但結(jié)果全然不同，每架航天飛機的研制費非常高，最新的奮進號研制費達20億美元，而且每次發(fā)射費用1億多美元。因此至今只做了6架航天飛機，其中一架企業(yè)號為樣機，另外有五架工作機，分別是哥倫比亞號、\o"挑戰(zhàn)者號"挑戰(zhàn)者號、\o"發(fā)現(xiàn)號"發(fā)現(xiàn)號、\o"阿特蘭蒂斯號"阿特蘭蒂斯號和\o"奮進號"奮進號。航天飛機的可靠性還是非常高，自1986年1月挑戰(zhàn)者號發(fā)射失敗后一直到2002年4月為止已成功飛行過110次。2005年7月26日任務STS-114——哥倫比亞號解體意外后首次航天飛機返回太空任務

航天飛機-飛行原理

航天飛機由\o"軌道飛行器"軌道飛行器、固體火箭助推器和外掛貯箱３大部分組成，航天飛機起飛的動力源自兩臺巨大的\o"集束式助推器"集束式助推器和３臺\o"液體推進劑"液體推進劑。在這些起飛動力裝置中，中心部分是一個外形像一架\o"三角翼滑翔機"三角翼滑翔機的軌道飛行器，它垂直發(fā)射，是航天飛機飛行時必不可少的配件，它在進入地球大氣層后像普通飛機那樣下滑著陸。航天飛機在起飛時，利用外掛貯箱內(nèi)的\o"液氫"液氫推進劑作為主發(fā)動機的動力，貯箱隨著推進劑的使用完畢而投棄，另外，航天飛機還依據(jù)軌道飛行器順利飛行；一般情況下，航天飛機的\o"軌道飛行器"軌道飛行器可使用次數(shù)在100次以上，它有一個巨大的貨倉，可以作為衛(wèi)星及其他材料的存儲點；大規(guī)模的\o"太空作業(yè)"太空作業(yè)時，還可將外掛貯箱帶入軌道，作為航天站的核心部分。飛行高度在1000公里以下是航天飛機近地軌道的飛行高度，向國際空間站運送\o"宇航員"宇航員和各種建設用部件和補養(yǎng)是目前航天飛機的主要任務，因為航天飛機的運載能力比較大，所以航天飛機往往采用多級組合形式，在需要高軌道運行有效載荷的時候，還可以由航天飛機將其送上近地\o"軌道"軌道后再從這個軌道發(fā)射，使其進入高軌道，以完成最終任務。

航天飛機-組成部件航天飛機采用模塊化設計，整個系統(tǒng)包括三大模塊：

\o"點擊查看原圖"航天飛機組成一、\o"外部燃料箱"外部燃料箱

外表為鐵銹顏色，主要由前部\o"液氧箱"液氧箱、后部液氫箱以及連接前后兩箱的箱間段組成。外部燃料箱負責為航天飛機的3臺主發(fā)動機提供燃料。\o"外部燃料箱"外部燃料箱是航天飛機三大模塊中唯一不能重復使用的部分，發(fā)射后約8.5分鐘，燃料耗盡，外部燃料箱便被墜入到大洋中。

二、一對固體火箭助推器

這對火箭助推器中裝有助推燃料，平行安裝在\o"外部燃料箱"外部燃料箱的兩側(cè)，為航天飛機垂直起飛和飛出大氣層進入軌道，提供額外推力。在發(fā)射后的頭兩分鐘內(nèi)，與航天飛機的主發(fā)動機一同工作，到達一定高度后，與航天飛機分離，前錐段里降落傘系統(tǒng)啟動，使其降落在\o"大西洋"大西洋上，可回收重復使用。

三、軌道器

即航天飛機，它是整個系統(tǒng)的核心部分。軌道器是整個系統(tǒng)中惟一可以載人的、真正在地球軌道上飛行的部件，它很像一架大型的三角翼飛機。它的全長37.24m，起落架放下時高17.27m；三角形后掠機翼的最大翼展23.97m；不帶有效載荷時質(zhì)量68t，飛行結(jié)束后，攜帶有效載荷著陸的軌道器質(zhì)量可達87t

。它所經(jīng)歷的飛行過程及其環(huán)境比現(xiàn)代飛機要惡劣得多，它既要有適于在大氣層中作高超音速、超音速、亞音速和水平著陸的氣動外形，又要有承受再人大氣層時高溫氣動加熱的防熱系統(tǒng)。因此，它是整個航天飛機系統(tǒng)中，設計最困難，結(jié)構(gòu)最復雜，遇到的問題最多的部分。

軌道器由前、中、尾三段機身組成，如圖所示。前段結(jié)構(gòu)可分為頭錐和乘員艙兩部分，頭錐處于航天飛機的最前端，具有良好的氣動外形和防熱系統(tǒng)，前段的核心部分是處于正常氣壓下的乘員艙。這個乘員艙又可分為三層：最上層是駕駛臺，有4個座位，中層是生活艙，下層是儀器設備艙。乘員艙為航天員提供寬敞的空間，航天員在艙內(nèi)可穿普通地面服裝工作和生活。一般情況下艙內(nèi)可容納4~7人,緊急情況下也可容納10人。

航天飛機的中段主要是有效載荷艙。這是一個長18m

，直徑4.5m，容積300m3的大型貨艙，一次可攜帶質(zhì)量達29t

多的有效載荷，艙內(nèi)可以裝載各種衛(wèi)星、空間實驗室、大型天文望遠鏡和各種深空探測器等。為了在軌道上施放所攜帶的有效載荷或回收軌道上運行的有效載荷，艙內(nèi)設有一或二個自動操作的遙控機械手和電視裝置。機械手是一根很細的長桿，在地面上它幾乎不能承受自身的重量，但是在失重條件下的宇宙空間，卻可以迅速而靈活地載卸10t多的有效載荷。航天飛機中段機身除了提供貨艙結(jié)構(gòu)之外，也是前、后段機身的承載結(jié)構(gòu)。

航天飛機的后段比較復雜，主要裝有三臺主發(fā)動機，尾段還裝有兩臺軌道機動發(fā)動機和反作用控制系統(tǒng)。在主發(fā)動機熄火后，軌道機動發(fā)動機為航天飛機提供進入軌道、進行變軌機動和對接機動飛行以及返回時脫離軌道所需要的推力。反作用控制系統(tǒng)用來保持航天飛機的飛行穩(wěn)定和姿態(tài)變換。除了動力裝置系統(tǒng)之外，尾段還有升降副翼、襟翼、垂直尾翼、方向舵和減速板等氣動控制部件。

詳解：外燃料箱

\o"外燃料箱"外燃料箱，英文縮寫ET，它是軌道器的“煤氣罐”，是航天飛機必不可少的重要部件之一；外燃料箱裝的是航天飛機主發(fā)動機使用的推進劑，也是航天飛機惟一不能重復使用的部件。在發(fā)射時，為附加裝置----固體燃料推進器和軌道器提供結(jié)構(gòu)支撐。升空大約8.5分鐘后，推進劑耗盡，外燃料箱被拋開，與軌道器分離，使命完成。\o"點擊查看原圖"外燃料箱外燃料箱有三個主要部件，它們分別是：\o"氧燃料箱"氧燃料箱、\o"氫燃料箱"氫燃料箱和\o"燃料箱"燃料箱，氧燃料箱位于航天飛機的前部，氫燃料箱位于航天飛機的后不，而燃料箱位于航天飛機的中部；后者將兩個推進燃料箱連在一起，儀表和燃料處理設備也在中間箱里，同時，它也為\o"固體火箭助推器"固體火箭助推器前端提供附著結(jié)構(gòu)。\o"外燃料箱"外燃料箱的皮膚由執(zhí)保護系統(tǒng)覆蓋。熱保護系統(tǒng)是一層2.5厘米(1英寸)厚的聚氨酯泡沫涂料，作用是將推進劑維持在一個可接受的溫度，保護皮膚表面不會因為與大氣摩擦產(chǎn)生的高溫損壞，也將表面結(jié)冰的可能性降至最低。\o"氫燃料箱"氫燃料箱的體積是氧燃料箱的2.5倍，但完全灌滿燃料后，其重量只有后者的三分之一，這是因為液態(tài)氧的密度是液態(tài)氫的16倍。\o"外燃料箱"外燃料箱包括一個推進劑輸出系統(tǒng)，將推進推輸送到軌道器的發(fā)動機里；一個加壓與通風系統(tǒng)，負責調(diào)控燃料箱的壓力；環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)，負責調(diào)控溫度，補充中間燃料箱區(qū)域的大氣；還有一個電子系統(tǒng)，負責分配電力、儀表信號，提供閃電保護。

\o"軌道飛行器"軌道飛行器軌道飛行器是航天飛機整個系統(tǒng)的靈魂，它與一架DC-9飛機的大小和重量差不多，包括\o"加壓乘員艙"加壓乘員艙(通?？梢猿溯d7名宇航員)、巨大的貨艙以及安裝在其尾部的三個主\o"發(fā)動機"發(fā)動機。位于機身的前部是\o"駕駛艙"駕駛艙、\o"生活艙"生活艙和實驗操作站，機身中部的有效載荷艙是容納各種貨物的地方，而軌道器的主發(fā)動機和機動推進器則在機身尾部。\o"點擊查看原圖"降落過程中的航天飛機軌道飛行器機身前部：

駕駛艙、生活艙和實驗操作站在機身前部，這一部分有一個加壓的乘員艙，并為機頭部分、前起落架和前起落架輪艙和門提供支持。

乘員艙：

它由三部分組成，分別是加壓的工作間、生活間和儲存間，乘員艙由駕駛艙、中艙/設備艙和一個氣密過渡通道組成。\o"乘員艙"乘員艙的空間為65.8立方米，在\o"軌道器"軌道器的前部。在乘員艙后艙壁外面的有效載荷艙里，可以安裝一個對接艙和一個有接頭的轉(zhuǎn)移通道，以方面對接、乘員進入實驗室和到艙外活動。兩層的乘員艙前部有一個駕駛艙，機長的座位在駕駛艙的左邊，\o"飛行員"飛行員的座位在右邊。

駕駛艙：

駕駛艙通常設計成駕駛員/副駕駛員都可操作模式，這樣在任何一個座位上都可以駕駛\o"軌道器"軌道器，也可以執(zhí)行單個人的緊急返回任務。每個座位上都有手動飛行控制器，包括旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)換駕駛桿、方向舵踏板和減速板控制器。駕駛艙里可以坐4個人。\o"軌道顯示器"軌道顯示器和控制器在駕駛艙/乘員艙的尾部，左邊的軌道顯示器和控制器是用來操縱軌道飛行器的，右邊的軌道顯示器和控制器是用來操縱有效載荷的。在駕駛艙里共有2020多個分散的\o"顯示器"顯示器和控制器。中艙：

中艙有為4個乘員睡眠室準備的物資和儲藏設施，中艙還存有氫氧化鋰單人救生器呼吸袋和其它裝置、\o"廢物管理系統(tǒng)"廢物管理系統(tǒng)、個人衛(wèi)生間和工作桌/餐桌。機身尾部：

機身尾部包含左右軌道操縱系統(tǒng)、航天飛機主發(fā)動機、機身襟翼、垂直尾翼和軌道飛行器/外燃料箱的后部配件。前艙壁將機身尾部與中部隔開，艙壁的上層部分聯(lián)接在垂直尾翼上，內(nèi)部承受推力結(jié)構(gòu)支持航天飛機的三個主發(fā)動機、低壓渦輪泵和推進劑輸送管。航天飛機主發(fā)動機：\o"點擊查看原圖"航天飛機主發(fā)動機航天飛機主發(fā)動機是航天飛機的重要部件，它與固體燃料火箭助推器聯(lián)接在一起的三個主發(fā)動機在最初上升階段為軌道飛行器提供推力，使之脫離\o"地球引力"地球引力。在發(fā)射后，主發(fā)動機繼續(xù)運作8.5分鐘左右，這段期間是航天飛機用動力推動飛行。

在航天飛機加速時，主發(fā)動機會燃燒掉50萬加侖的\o"液態(tài)推進劑"液態(tài)推進劑，這些推進劑由巨大的橙色外掛燃料箱提供，主發(fā)動機燃燒液氫和液氧，而\o"液氫"液氫是世界上第二最冷的液體，溫度在零下華氏423度(攝氏零下252.8度)。當固體燃料火箭被拋開后，主發(fā)動機提供的推力將航天飛機的速度在6分鐘里從每小時4，828公里提高到每小時27,358公里以上并進入飛行軌道。發(fā)動機一開始排放的是氫和氧合成的水汽。主發(fā)動機在分階段燃燒周期內(nèi)使用高能推進劑產(chǎn)生推力，推進劑的一部分在雙重預燒器里消耗掉，產(chǎn)生高壓熱氣，推動渦輪泵。燃燒是在主燃燒室完成的，主發(fā)動機燃燒室里的溫度可達到華氏6000度(攝氏3315.6度)。每個航天飛機的主發(fā)動機使用的液氧/液氫比例是6比1，產(chǎn)生水平推力179，097千克(375,000磅)、垂直推力213,188千克(470,000磅)。發(fā)動機產(chǎn)生的推力可在65%至109%的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，這樣，點火發(fā)動和初始上升階段可以有更大的推力，而在最后的上升階段減少推力，將加速度限制在3g以下。在上升階段，\o"發(fā)動機"發(fā)動機的萬向接頭(平衡架)可提供傾斜、偏航和滾動控制。航天飛機-航天新聞暴風雪號航天飛機首航成功1988年11月15日\o"莫斯科"莫斯科時間清晨6時，\o"前蘇聯(lián)"前蘇聯(lián)的暴風雪號航天飛機從拜科努爾航天中心首次發(fā)射升空，47分鐘后進入距地面250千米的圓形軌道。它繞地球飛行兩圈，在太空遨游3小時后，按預定計劃于9時25分安全返航，準確降落在離發(fā)射地點12千米外的混凝土跑道上，完成了一次無人駕駛的試驗飛行。\o"暴風雪號航天飛機"暴風雪號航天飛機大小與普通大型客機相差無幾，外形同美國航天飛機極其相仿，機翼呈三角形。機長36米，高16米，翼展24米，機身直徑5.6米，起飛重量105噸，返回后著陸重量為82噸。它有一個長18.3米，直徑4.7米的大型貨艙，能將30噸貨物送上近地軌道，將20噸貨物運回地面。\o"點擊查看原圖"暴風雪號航天飛機頭部有一容積70立方米的乘員座艙，可乘10人。科學家們認為，這次完全靠地面控制中心遙控機上的電腦系統(tǒng)，在無人駕駛的條件下自動返航并準確降落在狹長跑道上，其難度林比1981年美國航天飛機有人駕駛試飛大得多?！疤魬?zhàn)者”號航天飛機爆炸

\o"點擊查看原圖"挑戰(zhàn)者號航天飛機爆炸瞬間1986年1月28日，美國“挑戰(zhàn)者”號航天飛機在第10次發(fā)射升空后，因助推火箭發(fā)生事故凌空爆炸，艙內(nèi)7名宇航員(包括一名女教師)全部遇難。造成直接經(jīng)濟損失12億美元，航天飛機停飛近3年，成為人類航天史上最嚴重的一次\o"載人航天事故"載人航天事故，使全世界對征服太空的艱巨性有了一個明確的認識。遇難宇航員為\o"斯科比"斯科比、\o"史密斯"史密斯、\o"麥克奈爾"麥克奈爾、\o"杰維斯"杰維斯、\o"鬼冢"鬼冢(夏威夷出生，日裔)、\o"朱迪恩·雷斯尼克"朱迪恩·雷斯尼克(女)、\o"麥考利芙"麥考利芙(女教師)。美國東部時間當日上午11時39分12秒，\o"美國佛羅里達州"美國佛羅里達州卡納維拉爾角的\o"肯尼迪航空中心"肯尼迪航空中心10英里上空，在“轟”的一聲巨響之后，“挑戰(zhàn)者”號航天飛機凌空爆炸。美國全部航天飛機飛行因而暫停了3年，“星球大戰(zhàn)”計劃也遭受嚴重挫折。航天飛機-航天飛機大事記航天飛機發(fā)展歷程1981年4月12日，第一架實用航天飛機“\o"哥倫比亞"哥倫比亞”號首次升空，兩天的飛行主要驗證其安全發(fā)射和降落的能力，這開創(chuàng)了人類航天的一個新時代。1983年8月30日，“\o"挑戰(zhàn)者"挑戰(zhàn)者”號航天飛機首次實現(xiàn)黑夜發(fā)射，6天后又在黑夜降落，宇航員隊伍中的布拉福德是第一位“登天”的黑人。1984年2月3日，“挑戰(zhàn)者”號再次發(fā)射，在7天的飛行任務中宇航員首次進行了不系帶的太空行走，此后宇航員“\o"太空漫步"太空漫步”成為航天飛機任務中經(jīng)常出現(xiàn)的畫面。1984年10月5日，又是“挑戰(zhàn)者”號，首次搭載了7名宇航員升空，其中女宇航員\o"凱瑟琳·蘇利文"凱瑟琳·蘇利文成為第一位太空行走的女性，從此航天飛機經(jīng)常運送7名宇航員。1986年1月28日，“挑戰(zhàn)者”號在升空73秒后爆炸，7名宇航員全部罹難，此后美宇航局暫停了航天飛機發(fā)射任務。1988年9月28日，“發(fā)現(xiàn)”號在航天飛機任務中止32個月后升空，5名宇航員釋放了一顆衛(wèi)星，并完成了幾項科學實驗，這標志著航天飛機項目再次走上正軌。1990年4月24日，“發(fā)現(xiàn)”號航天飛機將“哈勃”太空望遠鏡送上軌道，人類有了觀察遙遠宇宙的“火眼金睛”。1992年9月12日，“奮進”號升空，這架航天飛機成為宇航員\o"馬克·李和簡·戴維斯"馬克·李和簡·戴維斯的“婚禮特快”，這兩位宇航員是第一對在太空締結(jié)良緣的夫婦。1995年6月27日，“亞特蘭蒂斯”號發(fā)射，它實現(xiàn)了航天飛機和俄羅斯的“和平”號軌道空間站首次對接，美國和俄羅斯宇航員在外太空互相“串門”，新聞評論說“冷戰(zhàn)”已在地球之外結(jié)束。1996年11月19日，“哥倫比亞”號發(fā)射，共飛423小時53分鐘，創(chuàng)造了航天飛機停留外太空時間最長的記錄。1998年10月29日，“發(fā)現(xiàn)”號搭載著77歲的參議員\o"約翰·格倫"約翰·格倫起飛。格倫是曾搭乘“水星”飛船升空的美國首名宇航員，這次他又成為最高齡的“太空人”。1999年7月23日，“哥倫比亞”號發(fā)射，這次指揮它的是\o"艾琳·柯林斯"艾琳·柯林斯，標志著女性首次成為航天飛機的機長。2003年2月1日，“哥倫比亞”號在返回地面過程中于空中解體，7名宇航員全部罹難。2005年8月9日，美國“發(fā)現(xiàn)”號航天飛機在美國加利福尼亞州的愛德華茲空軍基地安全降落，結(jié)束了長達14天的太空之旅。這是自“哥倫比亞”號航天飛機失事后，美國航天飛機首次順利地重返太空，并且平安回家。2006年17日，發(fā)現(xiàn)號航天飛機在\o"佛羅里達州"佛羅里達州肯尼迪航天中心成功著陸。此次發(fā)現(xiàn)號順利完成國際空間站維修和建設任務，并為國際空間站送去一名宇航員。航天飛機的經(jīng)典時刻1981年4月12日，第一架