军事高技术-军用航天

航天技术的六大关
别一 人箭 马多 上星 想你 分能 导搞
“三星高照”
1981 年 9 月 20 日
中国用“风暴1号”
运载火箭将3颗实践 二号空间物理探测卫 星送入预定轨道，成 为世界上第四个掌握
一箭多星技术的国家。
一箭多星与分导
• 发射成功后《人民日报》头版头条发表了评论员文章说： “三星高照”中国人特别高兴。《北京晚报》报道说 “三颗卫星运行轨道大致相同，距地球最近点240Km， 最远点1620 Km运行轨道平面与地球赤道平面夹角为59.5， 环绕地球的飞行时间为103分钟，工作频率40—160兆赫 兹。” • 美国人特别着急，担心中国导弹的分导技术是不是过了 关。一枚火箭推三颗卫星如改为三个核弹头到不同轨道 各放一颗，那太可怕了。 • 一箭多星发射有两种方式：在大多数情况下，多星轨道 基本相同；另一种情况是把卫星分别送入不同轨道。分 导技术是指在不同轨道上各发射一颗卫星。我们当时是 想把卫星分别送入不同轨道的。 • 现在我们一箭多星技术非常成熟了，目前我国能做到一
“放 卫 星”
牛 皮 不 是 吹 的 ， 卫 星 火 箭 推 的 ！
航天器的发射运载火箭技术
•火箭—依靠发动机喷射工作介质（固、液、核、
电），产生巨大反作用力向前推进的飞行器。 •苏、美都经历了从中远程和洲际弹道导弹改装 运载火箭到专门研制的历程。DF-2 CZ-2。 •多级火箭仍然是当前主要运载工具。运载火箭 大多向东发射，这主要是利用地球自转来获取 一定的惯性力，降低推进剂的消耗。
乔 将 军： 航 天 技 术 背 后 的 军 事 秘 密
上天
回收
一箭 多星
地球 同步
太阳 同步
载人 飞行
航天技术的六大关
预地 警球 通同 信步 导轨 航道 挤一
军事高技术综述
航天器的运行轨道
1、 轨道倾角（I） ——卫星轨道平面和地球赤道平面之 间的夹角。
轨 道 倾 角 （I）
2、轨道高度（H）——卫星到地球表面的距离。
划顺利返回，我国成
为第三个掌握卫星回
收技术的国家。回收
成 功 率 达 94%
过回收关的重要军事价值
• 回收关是美国于1960年8月10日先过的，1960年 底赫鲁晓夫改变访朝计划，改道去了联合国， 脱了皮鞋敲桌子抗议美国间谍卫星对别国主权 的侵犯。1962年苏联第一颗成像侦察卫星上天。 • 我国1975年11月26日过了回收关后，先后发射 了三颗卫星，装了60Kg胶卷，照2Km的照片。 当时台湾所谓的国防部长叶常青要求所有军事 设施马上转入地下。 • 我国发射了20颗回收卫星，回收成功率为94%。 这18颗卫星中，15颗纯军用（6颗总参测绘局， 9颗总参情报部）。
成功率（%）
德尔它
94.3
宇宙神/半人马座
88.1
雷神 大力神
86.5 90
苏联/俄罗斯运载火箭发射成功率(1999.6.30)
火 箭 系 列 东方号 质子号 旋风号 天顶号 宇宙 能源 安加拉 呼啸号
成功率（%)
94
85.7
96.3
74.2
SS19改
航天技术的六大关
侦只 察要 测卫 绘星 不能 发回 愁收
运载火箭发射成功率的比较（2003.5）
火箭系列 “长征”
国家（集团）
“德尔它” “阿里亚娜” “ 质子号”
美国 “欧空局” 苏联（俄） 中国
成功率（%） 94 93 90 90 1996.10-2005中国“长征”系列运载火箭发射成功率100%！ 美国运载火箭发射成功率(1999.6.30)
火箭系列
一是具有足够大的速度（Ｖ１ ≤Ｖ<Ｖ２）；
二是具有足够的高度（大于120km）。
上天的军事用途
• 美国的蓝盾公司说：谁能把卫星送上天，谁 就将成为军事和科技的领袖国家。 • 美国的一些军事战略家认为：在19世纪，谁 控制了欧亚大陆，谁就能称霸世界；20世纪， 谁控制海洋，谁就能称霸世界；而21世纪， 决定霸业的关键领域将是太空……太空是无 可比拟的战略制高点。 • 能把卫星送上天，说明这个国家的中远程导 弹技术是过关的。能把卫星送上天转起来， 就能把卫星换上核弹头到预定地域投放下来。
1957年10月苏联成功发射了世界上第一颗人造卫星， 这是人类航天历史上的一个里程碑
航天器环绕地球
r
V m
运行的基本条件
G
Mm r2 ·
m
地球
M R
＝
v r
2
（1）
卫星运 行轨道
Mm G ·—— = R2
mg
（2）
（3）
v gR 9.8 6.4 10 m / s 7.9km / s
自转一周时间（23小时56分4秒）。用途非常
广泛，如军事通信、导弹预警、气象、导航
卫星、跟踪与数据中继等多采用此 。
1984年4月8日，中国 用 氢 氧发 动机作第三级 的“长征3号”运载火箭 发 射 东方 红二号试验通 信 卫 星成 功 ，成为世界 上 第 五个 独立研制和发 射 地 球静 止轨道同步卫 星的国家。
高轨道-----10000公里以上
中轨道-----300至1500公里 低轨道-----120至300公里
（二）高度条件 必须把卫星的轨道选在稠密大气层以外，即 120公里的高空。否则会受到很大的阻力，并且 与空气磨擦会产生数千度甚至上万度的高温，从 而烧坏卫星。在120Km高度上，空气密度为海平 面的几千万分之一。美国1959年曾发射了一颗卫 星，距地球最低点是69英里=112Km，这颗卫星 发射的很成功，上去围绕地球转了一圈后就掉下 来了。为什么？这是由于受到空气阻力的影响， 它没有真正脱离无阻力飞行的环境，所以就掉下 来了。严格说必须把卫星运行轨道选择在120Km 以上的空间，它才不会掉下来。
航天技术发展的六大关键技术（六大关）
及其背后的军事秘密
上天
回收
一箭 多星
地球 同步
太阳 同步
载人 飞行
在航天领域要想成为大国，必须 “过六关” ，这六关过了就可以真正 地称为航天大国了。
中 国 航 天 技 术 发 展 历 程
上天
回收
一箭 多星
地球 同步
太阳 同步
载人 飞行
军事高技术综述
乔 将 军： 航 天 技 术 背 后 的 军 事 秘 密
太空军备竞赛开始了！ 自主发射卫星的国家
航天技术
• 航天Spaceflight ：太阳系以内（航空：稠密大气层 以内；航宇：太阳系以外）1960年第53届巴塞罗那国际
航空联合大会决议规定，“地球表面100Km以上空间为航天 空间，为国际公共领域，100Km以下空间为航空空间领域。”
• 航天技术又称空间技术，是指将航天器送入太空， 以探索、开发和利用太空及地球以外天体的综合性 工程技术。军用。 • 航天技术是综合程度最高、科技力量投入最多、耗 资巨大、竞争激烈的高技术领域。已成为一个国家 综合国力的象征。
轨道 高度 (km)
38. 4 0 20 50 10 50 35,78 0 0 00 00 6 × 104 7. 7. 7.4 5.5 3.075 8 6 1: 1: 1: 28 35 45 ' ' ' 23:56 '04" 1
环绕 速度 7. 9 (km/s) 1: 周期 24 (时:分) '
航天器环绕地球运行的条件是：
近地点——轨道离地面最近的位置；近地点高度。
远地点——轨道离地面最远的位置；远地点高度。
3、运行周期（T） ——卫星沿轨道绕地球飞行一圈的时间。
近 地 点 卫星运行轨道 地球 远 近地点高度 地 点 高 度 远 地 点
图 512 轨 道 高 度
B
A
航天器的运行轨道（按倾角分）
•赤道轨道（轨道平面 与地球赤道平面夹角 为0度，其中地球同步 轨道又称静止轨道） •极地轨道（90度） •倾斜轨道（0-90度为 顺行轨道， 90-180度 为逆行轨道其中一种 为太阳同步轨道）
军用航天技术
航天技术从一开始就和军事结下了不解
之缘， 直接为军事目的服务的约占70% ，
早已成为大国军事系统中不可缺少的重要组
成部分。军用航天器的发展正经历着重大的
转变，即由“非武器类”的情报搜集、通信、
导航等，向“武器类”方向发展，军事大国
正大力研制各种各样的航天兵器，许多关键
技术已经取得重大突破。
回收
把发射的 航天器按预定 的要求回收回
来，并落在预
定地域。
卫星回收技术
(1) 离轨段(返回舱分离进过渡轨道) (2) 大气层外自由下降段(反推火箭) (3) 再入段(空气阻力减速) (4) 着陆段(降陆伞)
1975年11月26日，
“长征2号”运载火箭
成功发射了我国第1颗
返回式人造卫星，并
于1975年12月2日按计
航天技术的六大关
侦太 察阳 气同 象步 反角 复不 看变
航天器的运行轨道（按倾角分）
•赤道轨道（轨道平面 与地球赤道平面夹角 为0度，其中地球同步 轨道又称静止轨道） •极地轨道（90度） •倾斜轨道（0-90度为 顺行轨道， 90-180度 为逆行轨道其中一种 为太阳同步轨道）
太阳同步轨道SSO
轨道平面绕地球自转轴 的旋转方向、角速度和 周期，与地球绕太阳公 转的方向、角速度和周 期相同（同步），能保 证地球公转时卫星轨道 面与地日连线夹角--光 照角保持不变。太阳能 电池帆板始终正对太阳 还可发挥最大效能。
第二节
军用航天技术
军事高技术综述
1957-10-4人类历史新篇章——太空军事化
迄今独立用火箭（导弹）发射人造卫星的国家
序 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 卫星重量 轨道倾角 (kg) (度) 83.6 65 苏 联 1957.10.4 斯普特尼克-1 8.22 33 美 国 1958.1.31 探验者-1 42 34 法 国 65.11.26 试验A-1 9.4 31 日 本 1970.2.11 大隅号 173 68 中 国 1970.4.24 东方红-1 65.8 82 英 国 71.10.28 幸运号 35 45 印 度 1980.7.18 光明号 154 143 以色列 1988.9.19 地平线-1 朝 鲜 1998.8.31 / 伊 朗 2009.2.3 希望号 国 家 发射时间 卫星名称
图5-13 各种轨道示意图
地球同步轨道GEO（对地静止轨道）
特点： 卫星高度：35,800km（35,786km）
轨道倾角：00（轨道平面与赤道平面重合） 运行方向：与地球自转方向相同
运行周期：Hale Waihona Puke Baidu3∶56'04''1（与地球自转周期相等）
用途：对特定地区进行长时间、不间断观察和通信等。
地球同步轨道（“静止”轨道）
孙 子： 善 攻 者， 动 于 九 天 之 上
军事高技术综述
“制 天 权” 决 定 未 来 战 争 胜 负！
概述 航 天 （ 空 间 ） 技 术
运载 火箭 技术
一、航天关键技术及其军用价值
航天技术的组成 航天 器 技术
二、军用航天器（卫星和太空武器）
军用 航天器
航天测控 技术
一、航天关键技术及其军用价值
军事高技术综述
军用航天 技术是以军 事应用为目 的、开发和
利用太空的
一门综合性
工程技术。
军用航天技术——星球大战的“助推器”
美国政府2006.11.13发布的《国家太空 政策》宣称： “美国在太空享有绝对自由行使权， 在必要的情况下，将不予承认敌对国家 自由行动的权力。” “拒绝任何制约美 国太空行动的武器控制谈判，并重申有 权拒绝任何敌视美国的力量进入外层空 间”
V卫=3.075km/s
V卫
地 球 35，786km
只有一条。为了卫星之间不互相 干扰，大约3°左右才能放置1颗， 这样地球的同步卫星只能有120颗。 可见，空间位置也是一种资源。
卫星运 行轨道
地球同步技术
把同步卫星等发射到地球同步轨道（赤 道上空，离地面垂直高度为35786公里），沿 赤道轨道自西向东顺着地球自转方向运行， 速度为每秒3.07公里，运行周期正好等于地球
上天
回收
一箭 多星
地球 同步
太阳 同步
载人 飞行
航天技术的六大关
导只 弹要 肯卫 定星 过能 了上 关天
上天
把飞行器 加速到足够大
的速度，推进
到足够高的高 度使其绕地球
转起来。
物理学为宇航奠定理论基础
17世纪开普勒通过计算，发现行星沿椭圆轨道运行等 开普勒三定律 17世纪牛顿力学形成体系，认识了万有引力定律 20世纪初叶， “现代宇航之父”齐奥尔科夫斯基给出 了三个宇宙速度的概念并精确计算了它们的数值。
6
V1＝7.9km/s （第一宇宙速度，又称环绕地球速度） V2＝11.2km/s（第二宇宙速度，又称脱离地球速度） V3＝16.7km/s（第三宇宙速度，又称逃逸太阳速度）
抛物线 ７.９-１１.２ 椭 圆
７ . ９
圆形
“现代宇航之父” 齐奥尔科夫斯基
（一）速度条件：Ｖ１≤发射Ｖ<Ｖ２
军事高技术综述 （二）高度条件