再入航天器返回过程简介
轨道飞行器再入过程研究及结构设计最佳化
轨道飞行器再入过程研究及结构设计最佳化引言：轨道飞行器再入是指太空航行器从空间轨道返回地球大气层的过程。
在这个过程中，飞行器需要克服高速再入带来的热量和气动力问题，并确保乘员和货物的安全。
因此，研究再入过程及结构设计的最优化方案对于轨道飞行器的安全和性能具有重要意义。
一、再入过程研究1.再入过程概述再入过程是指太空航行器从太空回到地球大气层的过程。
再入过程可以分为三个阶段：减速阶段、热流阶段和减速伞阶段。
减速阶段需要通过箭体设计和姿态控制来实现飞行器的减速，以便进入热流阶段。
热流阶段是再入过程中最关键的一步，也是最具挑战性的阶段。
在这个阶段，太空航行器受到高速空气流动带来的高温高压力的冲击，需要通过热防护系统来保护飞行器的结构不受热破坏。
最后，减速伞阶段通过伞降系统来减速飞行器并实现精确的着陆。
2.热防护系统设计热防护系统的设计对于轨道飞行器的再入安全至关重要。
传统的热防护系统包括热防护瓦块、石膏等材料的使用，但这些材料存在质量大、成本高的问题。
最新的研究表明，采用先进的热防护材料如碳纤维复合材料、陶瓷热防护涂层等可以提高热防护系统的性能。
3.姿态控制研究姿态控制是再入过程中确保飞行器安全着陆的关键因素之一。
姿态控制可以通过火箭引擎的推力或者飞行器自身结构的更改来实现。
针对复杂的再入过程，研究人员还可以利用最优控制理论和模糊控制技术来设计更有效的姿态控制方案。
二、结构设计最优化1.结构设计概述为了确保再入过程中的飞行器安全可靠，结构设计的最优化是非常关键的。
在结构设计中，需要考虑飞行器的刚性、重量、操纵性以及对高温、高压力的抗击破坏能力。
2.材料选择优化材料选择对轨道飞行器的结构设计至关重要。
传统的再入航天器通常采用金属材料，如铝合金。
然而，随着材料科学的发展，新型材料，如复合材料，具有较高的强度和较低的密度，被广泛应用于航天器的设计中。
因此，结合材料力学和结构力学的原理，采用合适的材料对于结构设计的最优化具有重要作用。
航天器的再入大气层如何安全返回地球
航天器的再入大气层如何安全返回地球航天器的再入大气层是宇航员重返地球的关键过程。
它不仅需要克服高速再入造成的高温和高压等极端环境，还需要保证宇航员及货物的安全。
本文将介绍航天器再入大气层的安全返回地球的过程和相关技术。
一、再入过程概述航天器的再入过程分为两个阶段：进入大气层和降落。
首先，航天器在离地球较远的轨道上进入大气层，并开始减速。
其次，航天器通过降低速度和调整飞行姿态来控制下降角度，最终实现地面着陆。
二、再入时面临的挑战再入大气层是航天器返回地球的最危险阶段之一，主要面临以下挑战：1. 高温和高压：再入时，航天器会因高速进入大气层产生大量热量，使其表面温度极高，并且承受高压力。
2. 过载力：再入时，航天器会受到较大的重力加速度，宇航员和货物需要承受此过载力。
3. 控制精度：再入过程需要航天器准确控制飞行姿态和速度，以确保安全着陆。
三、再入航天器的保护措施为了保证航天器在再入大气层中的安全返回地球，采取了以下重要保护措施：1. 热防护层：航天器表面覆盖有热防护层，能够耐受高温。
热防护层常使用耐热材料，如石膏板和耐高温金属合金。
2. 再入姿态控制：在再入过程中，航天器通过调整姿态和舵面控制器来减小再入时的空气阻力，以降低速度。
3. 导热减速器：为了进一步减小速度，航天器还可以配备导热减速器，通过加热周围空气来实现减速效果。
4. 再入计算机系统：通过搭载精确的计算机系统，航天器可以实时监测再入过程中的各项参数，并精确控制航天器的速度、姿态和位置。
四、再入大气层的关键技术为了确保航天器的再入过程顺利进行，有关机构和科研人员积极开展了针对再入大气层的关键技术研究。
以下是其中的几个关键技术：1. 材料研究：热防护层需要使用具有良好耐高温性能的材料，科研人员不断寻找和改进适用的材料。
2. 控制系统：再入过程对于姿态和速度的控制要求非常高，相关机构研发了高精度的控制系统，提高了再入的准确度和稳定性。
3. 空气动力学模拟：通过数值模拟和物理实验，研究人员能够模拟再入过程中航天器与大气层之间的相互作用，从而更好地预测和优化再入过程。
返回舱是怎么工作的原理
返回舱是怎么工作的原理
返回舱是指太空舱内的控制系统能够让飞船或宇航员返回地球或其他目标地的
能力。
具体来说，返回舱的工作原理主要包括以下几个方面：
1. 碎片分离：在返回舱准备返回地球之前，必须分离与主要航天器连接的任何碎片，如发动机残骸、外部附件等。
这样可以提高返回舱的安全性和稳定性。
2. 火箭推进器：返回舱通常配备有火箭推进器，用于提供足够的推力，将返回舱从太空中减速并使其开始返回地球。
火箭推进器通常采用固体燃料或液体燃料，通过燃烧产生大量的推力。
3. 导航与指导系统：返回舱需要准确定位和导航，以确保返回地球的准确性和精确性。
导航与指导系统通常包括惯性导航系统、全球定位系统（GPS）、星际定位系统等，以帮助确定返回舱的位置、速度和方向。
4. 大气再入：返回舱需要经历大气再入过程，即进入地球大气层并减速。
返回舱通常会借助气动力学设计，以最小化大气层中的摩擦和热量，并保持稳定的姿态。
大气再入时产生的高温和压力会通过热护盾和其他热防护系统来分散和吸收。
5. 降落伞系统：一旦返回舱接近地球表面，它通常会使用降落伞系统来减速和稳定。
降落伞可以减少返回舱的下降速度，使其安全着陆。
有时，返回舱也可能会配备其他减速和着陆系统，如推进器、气囊等。
总的来说，返回舱的工作原理涉及到碎片分离、火箭推进器、导航与指导系统、大气再入以及降落伞系统等多个关键技术，以确保返回舱能够安全地返回地球。
不同的返回舱可能会有不同的设计和工作原理，具体要根据任务需求和技术可行性来确定。
飞船返回全过程
飞船返回全过程载人飞船完成预定任务后，载有航天员的返回舱要返回地球，整个返回过程需要经过制动离轨、自由下降、再入大气层和着陆4个阶段。
1、制动离轨段。
飞船通过调姿、制动、减速，从原飞行轨道进入返回轨道的阶段称制动离轨段。
返回前，飞船首先要调整姿态，使飞船在水平方向逆时针转动90度，由轨道舱在前、返回舱居中、推进舱在后的状态变为横向飞行状态，这是飞船的第一次调姿。
紧接着，轨道舱与返回舱以每秒1到2米的相对速度分离，轨道舱留在太空轨道继续运行，这就是轨道舱分离。
此时，飞船变成了推进舱和返回舱的组合体。
两舱组合体继续逆时针转过90度，变成推进舱在前、返回舱在后的飞行状态，同时再调整俯仰角达到制动要求，这是飞船的第二次调姿。
飞船推进舱上的发动机点火工作，产生与飞船飞行方向相反的作用力，使飞船飞行速度降低，从而脱离原飞行轨道进入返回轨道，这个制动过程可比喻为“刹车”。
2、自由下降段。
飞船从离开原运行轨道到进入大气层之前，空气阻力很小，主要是在地球引力的作用下呈自由飞行状态，因此，这个阶段称为自由下降段或过渡段。
在这个飞行阶段，飞船按照计划要完成推进舱分离、建立再入姿态等重要飞行事件。
其中，推进舱在与返回舱分离后，会在进入大气层后烧毁。
返回舱建立正确的再入姿态角（速度方向与当地水平面的夹角）是一项重要的工作，这个角度必须精确地控制在一定的范围内，如果角度太小，飞船将从大气层边缘擦过而不能返回；如果角度太大，飞船返回速度过快，将像流星一样在大气层中被烧毁。
3、再入段。
从返回舱进入稠密大气层到其回收着陆系统开始工作的飞行阶段称为再入段。
飞船返回时从离轨时的真空环境再次进入大气层，这个阶段称为再入段。
再入大气层的高度一般为80到100千米。
返回舱进入稠密大气层后，承受气动加热和再入过载，是返回过程中环境最为恶劣的阶段。
随着高度的降低，空气密度越来越大，返回舱与空气剧烈摩擦，使其底部温度高达数千摄氏度，返回舱周围被火焰所包围，因此，对返回舱要采取特殊的防热措施。
再入航天器返回过程简介
再入航天器返回过程简介摘要：再入航天器的返回技术是当今航天和军事两大领域的关键技术，本文中对再入航天器的返回原理及过程作概括性的介绍。
关键词：再入航天器再入速度再入角制动中图分类号：v412 文献标识码：a 文章编号：1674-098x(2011)06(c)-0088-01航天器是指地球大气层以外的宇宙空间按照天体力学规律运行的各类飞行器。
分为进入式航天器和非进入式航天器。
执行完任务后要进入行星大气并在行星上着陆的航天器叫进入式航天器。
不进入行星大气的航天器称为非进入式航天器。
从地球上发射进入太空，完成任务后再入到地球大气层并在地球上着陆的航天器称为再入航天器也可称为返回式航天器。
例如返回舱、航天飞机、空天飞机和弹道式导弹等；再入航天器的返回过程就是指再入航天器脱离原来的运行轨道，再入到地球大气层并在地面安全着陆的的过程。
1 再入航天器分类从再入航天器在再入大气层后的气动特性的不同，再入航天器可分为三类：1.1 弹道式再入航天器弹道式再入航天器是指返回舱在标准情况下再入大气层时只产生阻力不产生升力，或虽产生升力但对升力大小和方向不加控制，着陆时为垂直着陆。
弹道式载入航天器由于升阻比等于0，所以结构和防热很简单，因而是载人飞船最先采用的一种方式。
1.2 弹道-升力式再入航天器在弹道式再入航天器的基础上，通过配置再入器质心的办法，使再入器再入大气层时产生一定的升力即为弹道-升力式再入航天器。
其质心在偏离中心轴线一小段的地方，这样航天器再入大气时产生一个不大的攻角，同时产生一个不大的升力，所产生的升力一般不大于阻力的一半，所以升阻比小于0.5。
着陆方式也是垂直着陆。
由于弹道升力式再入器保持了弹道式再入器的结构简单和防热易于处理的特点，同时又适当的利用升力，在一定程度上克服了弹道式的缺点。
因而在需要降低最大减速过载和减小着陆点散布的场合下，弹道升力式再入器被广泛应用。
1.3 升力式再入航天器升力再入器是再入大气层时产生一定可控制的升力，可以再入器达到水平着陆的程度。
火箭返回舱怎么回来
火箭返回舱怎么回来火箭返回舱是一种航天器，在太空中执行任务后返回地球。
它起到安全运送宇航员或载荷返回地球的重要作用。
本文将详细介绍火箭返回舱如何回到地球的过程。
1. 进入大气层火箭返回舱在执行任务后，需要通过一系列操作进入大气层。
首先，它会调整姿态，将舱顶指向运动方向。
接下来，舱体会进行减速，以减小速度和轨道高度，进一步靠近地球。
2. 进行再入准备当火箭返回舱进入大气层时，会产生巨大的热量和压力。
为了保证舱内人员和载荷的安全，返回舱需要进行再入准备。
这包括以下几个步骤：a. 热保护系统火箭返回舱的外部配备有热保护系统，主要由热防护层组成。
这些层能够承受高温，并保护舱内部的温度稳定。
热保护系统的设计和材料具有很高的科技含量，以保证舱内温度适宜。
b. 热防护层剥落监测在返回舱飞行过程中，会进行热防护层剥落的监测。
主要目的是保证热防护层没有受损或剥落，以免对后续阶段的任务产生安全隐患。
3. 大气层再入一旦火箭返回舱进入大气层，再入过程就开始了。
这个过程主要包括以下几个步骤：a. 空气动力学力火箭返回舱在大气层中遇到空气动力学力的作用，产生阻力和升力。
这些力会对舱体产生较大影响，因此需要准确控制舱体的角度和速度。
b. 过热问题再入过程中，火箭返回舱会面临过热问题。
高速下，舱体受到的气流摩擦会造成高温，因此需要热防护层来分散和减弱热量。
4. 降落伞系统在再入过程后，火箭返回舱需要通过降落伞系统来减速和控制下降速度。
降落伞先展开小型降落伞来减速，待速度适中后，再展开主降落伞来稳定下降。
5. 着陆火箭返回舱在降落过程中，通过减速和控制降落伞系统，最终平稳着陆。
着陆可以是在陆地上的指定着陆场地，也可以是在海洋上的降落舰艇上。
6. 后续处理一旦火箭返回舱着陆，安全人员会迅速接近并进行相应的后续处理。
这包括检查返回舱系统、打开返回舱门等，确保舱内人员和载荷的安全。
总结：火箭返回舱通过一系列操作和系统来实现安全回到地球的过程。
航天员返回地球的科学原理
航天员返回地球的科学原理航天员返回地球的科学原理主要涉及到大气层的适航性和再入大气层的动力学过程。
当航天器完成太空任务后，需要按照一定的轨道和方案返回地球。
以下是航天员返回地球的科学原理的详细解释。
首先，航天员返回地球的过程需要考虑大气层的适航性。
大气层是地球围绕在地球表面附近的气体层，主要由氮气、氧气、水蒸气等组成。
航天员返回地球时，航天器会进入大气层，与大气层中的气体发生相互作用。
这种相互作用会产生阻力，并转化为热量，从而导致航天器和大气层之间产生摩擦。
其次，再入大气层的动力学过程是航天员返回地球的关键。
再入大气层是指航天器从太空回到地球大气层的过程。
当航天器再入大气层时，速度非常快，这会导致巨大的动压力和温度上升。
为了克服这些挑战，航天器需要具备高强度的材料和结构，以及有效的保护层。
再入的过程可以分为两个阶段：入轨再入和再入下降。
入轨再入是指航天器在轨道上调整姿态和速度，以准备进入大气层。
再入下降是指航天器进入大气层后，通过减速来降低速度，并控制姿态和轨道。
对航天员来说，再入下降过程中的加速度和重力变化会对身体产生一定影响，需要航天员进行训练和适应。
再入过程中，航天器会经历高温和高压的环境。
这时，航天器需要具备高温材料和热护盾，以保护航天员和设备不受到过高温度的影响。
热护盾通常由碳复合材料等高温材料构成，能够分散和吸收热量。
此外，航天器还需要具备适当的形状和结构，以减小摩擦和阻力，以及减缓再入速度。
航天器的再入过程需要进行精确的轨道控制和姿态调整。
这时，航天器需要使用推进器或姿态调整装置来实现。
推进器可以产生推力，用来改变航天器的速度和轨道。
姿态调整装置可以改变航天器的姿态，以保持稳定和控制方向。
通过精确的轨道控制和姿态调整，航天器可以准确地返回地球。
航天员返回地球的过程中，还需要考虑航天员的身体状况和适应能力。
长时间在太空中的身体状态会发生一些变化，如骨质流失、肌肉萎缩等。
航天员需要在航天任务前进行一系列的身体训练和适应，以减少对身体的影响和风险。
航空航天工程师的航天器再入和着陆
航空航天工程师的航天器再入和着陆航空航天工程师在航天器再入和着陆方面扮演着重要的角色。
航天器再入和着陆是航空航天领域中最关键、最复杂的环节之一。
本文将深入探讨航天器再入和着陆的过程、挑战以及工程师需要面对的任务。
一、航天器再入航天器再入指的是航天器从太空返回大气层，并以安全可控的方式降落至地面。
再入过程中，航天器需要克服高速空气流动和摩擦等极端环境的影响。
在航天器再入过程中，航空航天工程师需要应对再入速度和再入角度控制的挑战。
太空探测器通常以非常高的速度进入大气层，而快速减速会产生巨大的热量。
因此，工程师需要设计耐高温材料和热防护结构来保护航天器免受极高温度的破坏。
此外，再入角度的控制也是再入过程中的重要问题。
过大或过小的再入角度都可能导致再入失败，甚至失去航天器。
因此，航空航天工程师需要精确计算再入角度，并确保航天器能够准确进入大气层并保持稳定。
二、航天器着陆航天器着陆是航空航天工程师面临的另一大挑战。
着陆过程中，航天器需要准确降落在预定区域，以确保安全和任务目标的达成。
在航天器着陆过程中，工程师需要克服多种因素的影响，如重力、空气阻力、高速下降等。
为了实现准确着陆，工程师需要设计并优化航天器的降落伞、火箭推进器或减速装置等，以控制航天器的下降速度和着陆位置。
此外，着陆区域的选择也是一个重要的考虑因素。
航天器需要着陆在安全的场地，避免人类和环境的伤害。
工程师需要考虑区域的地形、气象条件以及可能的风险因素，以选择最合适的着陆点。
三、航天工程师的任务作为航空航天工程师，他们在航天器再入和着陆过程中扮演着至关重要的角色。
航天器再入和着陆是一个高度复杂和危险的过程，工程师需要解决多个工程难题，并确保任务的成功完成。
首先，工程师需要进行大量的计算和建模，以确定再入和着陆方案的可行性。
他们需要考虑多种因素，如航天器的外形、质量、再入速度和角度等。
通过使用先进的计算机模拟和数据分析技术，工程师能够优化再入和着陆参数，确保航天器的安全和准确性。
航天员返回的具体流程
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航空航天工程师的航天器再入技术
航空航天工程师的航天器再入技术航空航天工程师在航天器再入技术方面担负着重要的职责。
航天器的再入是指从太空返回地面大气层并平稳降落的过程。
这一技术十分关键，不仅需要确保航天器正常运行，还需要保证航天员的安全。
本文将从航天器再入原理、再入飞行轨迹、再入热防护以及再入着陆系统等方面，介绍航空航天工程师在航天器再入技术中的重要作用。
一、航天器再入原理航天器再入原理是航空航天工程师研究和应用的核心领域之一。
再入过程中，航天器需要克服大气层的阻力和火焰等极端高温环境对航天器的影响。
航空航天工程师通过设计和改进再入火焰遮断器、航天器姿态控制系统等，确保航天器能够平稳、安全地再入大气层。
二、再入飞行轨迹再入飞行轨迹是航天器再入过程的关键。
航天器需要与地面控制中心紧密合作，制定合理的再入飞行轨迹，以确保再入过程顺利进行。
航空航天工程师需要进行多次计算和模拟，确定再入轨迹的要求，并优化设计以提高航天器的再入精度和安全性。
三、再入热防护再入过程中由于瞬间高速运动和摩擦产生的大量热能，航天器需要采用高效的热防护材料和结构来抵御高温。
航空航天工程师需要选择合适的材料，并进行热力学和动力学分析，确保热防护系统能够有效保护航天器免受高温的损害。
四、再入着陆系统航天器再入过程的最终目标是实现安全的再入着陆。
航空航天工程师需要设计着陆系统，包括着陆减速装置、降落伞等设备，以保证航天器顺利着陆，并确保航天员的安全。
航天车辆的着陆过程需要进行大量的仿真和试验，以验证系统的稳定性和可靠性。
总之，航空航天工程师在航天器再入技术方面发挥着至关重要的作用。
他们通过深入研究航天器再入原理，制定合理的再入飞行轨迹，设计高效的热防护系统和再入着陆系统，为航天器的再入过程提供全方位的技术支持。
航天器再入技术的不断创新和发展，将进一步推动航空航天领域的进步，为人类探索太空提供更加安全可靠的保障。
载人航天飞船返回的原理
载人航天飞船返回的原理载人航天飞船返回的原理主要涉及到空气动力学、热力学和航天工程技术等多个领域。
以下是对载人航天飞船返回原理的详细介绍：1. 大气进入阶段：当载人航天飞船完成了在太空中的任务后，需要重新进入地球的大气层。
一般而言，载人航天飞船会选择正确的方位，以便通过重返大气的方式进入大气层。
2. 大气再入阶段：通过进入大气层并再入过程中，载人航天飞船会经历“大气再入”阶段。
大气再入是指当载人航天飞船从太空返回地球时，在高速下通过大气层，经历极高的温度和压力，而产生的大气动力学过程。
3. 热屏障使用：大气再入过程中，载人航天飞船会遇到高温气流，这可能会对飞船和机组成员产生危害。
为了保护飞船和机组成员的安全，航天器采用热隔热材料在外表面形成热屏障，以防止过高温度的影响，保证内部设备和航空员的安全。
4. 热防护系统：热屏障通常由复合材料和热隔热瓷砖构成，在飞船的下表面和鼻锥上覆盖了一层隔热材料。
这些材料可以抵御再入阶段引起的高温气流。
热屏障能够耐受数千摄氏度的高温。
5. 大气动力学：在大气再入过程中，航天器与空气之间会产生局部的超音速气流。
这种空气动力学现象会产生大量摩擦，导致飞船表面温度升高。
为了解决这个问题，飞船通常会使用空气动力学设计和防热材料。
6. 气动暖流使用：在再入过程中，由于空气的剧烈摩擦和压力差异，大气自身会被加热成能够充当热传感器的“气动暖流”。
载人航天飞船可以通过跟踪气动暖流的温度和其他参数来判断其位置和姿态。
7. 抛放降落伞：为了减速并平稳降落，载人航天飞船会在飞行结束时放出降落伞。
这些降落伞产生的阻力可以有效地降低飞船的速度，使其可以在地球上安全降落。
8. 惯性导航和制导：在返回阶段，载人航天飞船需要使用惯性导航系统和制导系统来精确控制其航迹。
这些系统通过感知飞船的位置、速度和姿态，并根据预先确定的轨迹进行调整和修正，以确保飞船最终返回预定的着陆点。
9. 着陆系统：在完成再入过程和放出降落伞之后，载人航天飞船会通过操纵发动机和其他姿态调整系统来控制着陆。
航天器是如何返回到地球的，一文带你了解航天器返回技术
航天器是如何返回到地球的，一文带你了解航天器返回技术从二十世纪开始，人类就开始了对宇宙的不懈探索，从无人航天到载人航天再到登陆月球，技术在不断地进步发展，但不管载人航天器在太空停留多久，最终总要返回地球。
所以人类的宇宙飞行，其实决定于航天器的返回技术。
今天我们就来了解一下航天器返回技术。
航天器返回技术发展史40年代末，随着战争的结束，已经科技的进步与发展，美苏开始了近30年的太空竞赛，美国、苏联曾利用缴获、仿制和改进的德国V-2导弹改装成地球物理探测火箭，把一些探测仪器和实验生物发射到100公里以上的高度后进行回收。
随着导弹射程的增加，弹头的再入速度越来越大，气动加热问题日益严重。
因为我们要知道，物体与空气或其他气体作高速相对运动时所产生的摩擦力会转化为热力，产生气动加热现象的一个重要因素是速度，所以飞行速度越快,飞行器表面气动加热就越严重。
尤其是载人航天器的返回舱在距离地面70公里—40公里的高度以每秒数千米的速度穿越稠密大气层时，返回舱表面温度会达到1000－2000摄氏度，如果不采取有效的防热降温措施，整个返回舱将会像陨石一样被烧为灰烬。
1959年，美国使用降落伞完整地回收了洲际导弹的实验弹头，显示了烧蚀防热的有效性和应用气动减速原理的可能性。
于是，美、苏两国开始积极研究卫星返回技术。
烧蚀防热是靠烧蚀材料受热分解和氧化燃烧带走热量的防热方法，烧蚀材料被包覆在需要防热的壳体表面，在受热分解和氧化燃烧过程中通过热解气体和燃烧产物的不断流失将热量从壳体表面带走，从而获得热防护效果。
在经过了多次的研究之后，美国的烧蚀防热技术开始非常成熟，烧蚀防热技术的最大优点是安全、可靠，适应流场变化的能力强。
尤其是在高热流条件下，它是唯一可行的一种防热方法。
它的缺点是仅能一次性使用。
常用的烧蚀防热材料主要有高温熔化、低温碳化和直接升华三类。
目前除了烧蚀防热技术之外，还发展出来了辐射式防热和吸热式防热技术。
针对不同的航天器使用而除了要解决热防问题之外，还有就是如何保证生命在航天器内可以生活，那么它就必须要具备小型环境控制/生命保障系统。
航天器再入技术的相关知识介绍
航天器再入技术的相关知识介绍航天器再入技术是指航天器从太空返回地球大气层并成功降落的过程，这是航天工程中至关重要的一环。
它涉及到复杂的物理现象和关键技术，是确保人员和载荷安全返航的关键步骤之一。
本文将从再入过程的基本原理、再入技术的分类及其相关挑战来介绍航天器再入技术相关知识。
再入过程的基本原理航天器再入过程是指航天器在高速进入地球大气层后，经历了高温、高压和高速气流冲击等极端环境条件，通过合理的设计使航天器能够安全抵达地面。
再入过程可以分为两个阶段：大气进入阶段和大气再入阶段。
大气进入阶段是指航天器从太空进入地球大气层的过程。
航天器在这个阶段需要具备足够的速度和精确的角度来保证再入的稳定性。
一般而言，航天器会采用大气刹车器来减速，并通过改变机身姿态来控制进入角度。
大气再入阶段是指航天器在进入地球大气层后，面对高温和高压环境，同时要保持稳定并减速。
航天器再入时会产生大量的热量，这是由于空气与航天器表面的摩擦所引起的。
再入技术的分类及其相关挑战航天器再入技术根据其设计和应用的特点可以分为几个不同的类型，包括弹道再入、轨道再入和滑翔再入。
弹道再入是指航天器以高速进入地球大气层后，基本上沿着大气层内的轨迹进行再入的过程。
弹道再入航天器一般没有可变机翼结构，其主要依靠姿态控制来调整角度和位置。
轨道再入是指航天器在进入地球大气层前会改变其轨道，通过提前进入较低的轨道以降低再入时的速度和热负荷。
这种再入技术需要更高级的航天器设计和控制系统，以确保航天器能够准确地返回地球。
滑翔再入是指航天器在进入地球大气层后，通过调整姿态和使用可变机翼来实现平稳的滑翔降落。
这种技术常用于飞船等载人航天任务，因为它可以提供更好的操控性和精确性，确保航天员和载荷的安全。
再入技术面临着许多挑战，其中最重要的是温度和压力。
再入时，航天器表面温度可以达到几千摄氏度，同时受到数十到数百千帕的压力。
航天器的热防护系统和结构材料需要具备耐高温、耐高压的特性，以保护航天器的结构完整性。
神十七返回地球
神十七返回地球神十七号载人航天飞船是中国的一项重大航天工程，在成功完成太空任务后，将携带航天员返回地球。
这一过程充满了挑战和兴奋，让我们一起来看看神十七号返回地球的详细过程。
一、重返大气层神十七号在完成太空任务后，将以太空舱为主体，重新进入地球大气层。
由于高速进入大气层会产生高温，所以航天飞船外壳加装了多层隔热材料，以保护航天员和载荷的安全。
二、减速与再入为了减缓进入大气层的速度，神十七号需要进行减速，使得返回过程更加平稳。
航天飞船会通过舵机和推进系统进行姿态调整和火箭喷射，控制速度降低。
随后，航天飞船将开始进行再入阶段，进入大气层并开始受大气阻力影响减速，以实现平稳的下降。
三、热流防护当航天飞船进入大气层时，由于空气摩擦和空气动压的作用，将会产生巨大的热量。
为了保护航天员和载荷的安全，航天飞船上装备有热流防护系统。
这项技术通过采用耐高温材料和冷却系统，有效减少热量对航天器的影响，保证航天员和载荷的安全。
四、降落伞减速当航天飞船降低到一定高度后，将会展开降落伞，以进一步减慢速度。
降落伞系统的稳定和可靠对于航天员安全着陆至关重要。
通过精确计算和控制，航天飞船将在地面着陆之前降速到安全范围内，以确保返回任务的顺利完成。
五、海上着陆神十七号的返回模式是海上着陆。
当航天飞船降低到最低高度后，将会在事先确定的区域内选择一个临近海域进行着陆。
为了确保着陆位置的精确性，航天飞船配备了精密导航和定位系统。
一旦航天飞船成功着陆，相关救援人员和船只将前往成功救援航天员和收回载荷。
六、返航总结神十七号返回地球的过程充满了挑战和不确定性，但凭借中国航天员的勇气和专业技能，我们相信这一任务将会圆满成功。
返回地球不仅是对中国航天事业的巨大成就，也为未来的航天探索和技术发展打下坚实基础。
总结：神十七号返回地球的过程是精心设计和严密计划的。
从重返大气层到海上着陆，每一个步骤都经过严格测试和验证，以确保航天员和载荷的安全。
这一使命的成功不仅是中国航天事业的里程碑，也是人类航天探索的一大突破。
宇宙飞船轨道再入与着陆技术研究
宇宙飞船轨道再入与着陆技术研究随着航天科技的不断发展，宇宙飞船的轨道再入与着陆技术成为航天工程领域的重要研究课题。
在宇宙飞船任务中，轨道再入和着陆环节至关重要，直接关系到宇宙飞船的安全性和可靠性。
本文将以此为主题，探讨宇宙飞船轨道再入与着陆技术的研究进展及未来发展方向。
一、轨道再入技术研究1. 轨道再入原理轨道再入是指宇宙飞船从太空返回地球大气层并最终着陆的过程。
在轨道再入过程中，宇宙飞船需要克服大气层带来的高速飞行和高温高压等极端环境挑战。
为了确保宇宙飞船轨道再入过程的顺利进行，科研人员不断加强在轨道再入原理方面的研究。
他们通过探索热防护技术、气动加热原理等方面的知识，对轨道再入的物理过程有了更深入的理解，为轨道再入技术的提升奠定了基础。
2. 轨道再入试验为了验证轨道再入技术的有效性，科研人员进行了大量的地面模拟试验和实际轨道再入试飞。
通过这些试验，他们不断优化轨道再入方案，提高宇宙飞船的再入准确性和安全性。
同时，科研人员还利用计算机模拟技术对轨道再入过程进行仿真分析，进一步完善轨道再入技术。
二、着陆技术研究1. 着陆控制技术着陆控制技术是保障宇宙飞船安全着陆的关键。
科研人员通过引入自动控制系统、增加降落伞等方式，不断改进宇宙飞船的着陆控制技术。
在宇宙飞船即将着陆时，这些控制系统能够准确控制飞船的速度和姿态，确保宇宙飞船安全落地。
2. 着陆区选择为了提高宇宙飞船的着陆精度和安全性，科研人员需要精心选择着陆区。
他们通过考虑燃料消耗、地形地貌等因素，确定最佳的着陆区位置。
同时，科研人员还利用卫星遥感技术等手段对潜在着陆区进行预先勘测，为宇宙飞船的安全着陆提供数据支持。
三、未来发展展望宇宙飞船轨道再入与着陆技术的研究仍在不断深化和完善之中。
未来，随着航天科技的进步和创新，宇宙飞船的再入与着陆技术将迎来新的发展机遇。
科研人员将进一步拓展热防护材料、提高自动控制系统的精度，不断提升宇宙飞船的再入与着陆性能，为人类探索太空提供更强有力的支持。
刍议航天器的再入返回
刍议航天器的再入返回摘要：近年来，我国航天事业迅速发展，取得了举世瞩目的成就。
2020年12月17日，“嫦娥五号”探月返回器携带月球样本在内蒙古四子王旗预定区域成功安全着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。
而航天器的返回技术作为一项复杂的综合性技术则成为航天工程关注的重点。
基于此，本文对航天器返回的技术特点以及返回过程作一个简单探讨。
关键词：航天器；再入返回前言：作为航天工程中的重要工具，航天器按照在太空执行完任务后是否安全返回地球可划分为返回式和非返回式两种。
其中，完成任务后其整体或一部分需再入地球大气层并在地面安全着陆的航天器，称为返回式航天器。
返回式卫星、航天飞机、载人飞船返回舱以及探月返回器都属于返回式航天器。
非返回式航天器是指从地球上发射进入太空，完成任务后不再返回地球或者返回地球时不要求安全着陆地面（可能在再入大气层过程中烧毁）的航天器。
在使用返回式航天器完成相应任务时，为保证其着陆安全性，应加强对航天器再入返回技术的研究。
1航天器再入返回方式分类航天器在地心力场作用下，按照天体力学规律在轨道上运动。
改变航天器的运动速度可使航天器脱离原来的运行轨道而转入一条飞往地球并能进入大气层的轨道。
航天器应用变轨原理迈出返航第一步，其后根据航天器再入地球大气层后气动特性的差异，可将航天器再入返回方式划分为三种类型。
1.1弹道式再入返回航天器再入大气层过程中，只产生阻力不产生升力，或虽产生升力但对升力大小和方向不加控制，称为弹道式再入返回。
弹道系数又称质阻比，是弹道式再入航天器质量和外形等物理特征的综合表征参数。
弹道式再入航天器通常被设计成钝头和轴对称旋成体外形，具有较小的弹道系数，从而有利于在大气层中飞行时减速。
弹道式再入航天器升阻比L/D（升力与阻力的比值）为0，再入减速过程中会产生较大的制动过载，往往接近甚至超出人体所能承受的极限，同时航天器不能进行落点控制，因此落点散布比较大。
第七章 航天器的返回
航天器再入大气层时的 阻力
我国“神舟号”飞船
我国“神舟号”飞船
再入和返回控制的三项要求
①落点精度； ②再入大气层的航天器表面受热限制； ③如果是载人航天器须考虑人体安全，还要求减速度限 制。
航天器的再入返回过程
离轨段
过渡段
该段是从返回制动或返回变轨装置工作结束到进入地球大气层之 前的被动段。
升力式再入返回的航天器的特点
优点：由于再入机动的灵活性和水平着陆的特点，避免了弹道式 和弹道－升力式再入返回中存在的各种缺点，过载也较小。
缺点：升力式再入返回由于再入段比较平缓，再入段航程和经历 的时间都比弹道式和弹道－升力式的长得多。虽然热流密度峰值 和最大减速过载值都小，但总的加热热量大，加热时间长。此外 这种航天器构形比弹道式的复杂得多，再加上多次重复使用的要 求，使得这种航天器的控制问题、气动力问题、防热问题和结构 问题变得十分复杂。
弹道式再入返回
采用弹道式再入返回方式的航天器升阻比为零或接近于零 （Y/D=0～0.1）。在空气中运动只产生阻力而不产生升力，或者只产 生很有限的升力，但此升力是无法控制的。 航天器一旦脱离原来的运行轨道，就沿着预定的弹道无控制地返 回地面。这与弹道式导弹的弹头运动相似，故称为弹道式。
弹道式再入返回的优点和缺点
弹道或半弹道式 再入
书上的图 升力方向反了
压力中心：总气动力作用线和飞行器纵轴的焦点 焦点：由攻角产生的升力的作用点。
弹道－升力式再入返回（半弹道式再入返回）
航天器再入时具有一定升力可以增大再入走廊的宽度，改 善它的再入状况。在相同的再入条件下，增大升阻比还可以减 小最大过载值和降低热流密度峰值。 此外，具有升力的航天器，在再入段通过它的滚动控制可 以改变升力的方向，从而能在一定程度上调整航天器在大气中 运动的轨道，使航天器有一定的机动飞行能力，这样可以大大 减小航天器的落点散布。 接受到的总热量也较大。
航天器的再入技术探索
航天器的再入技术探索航天器的再入技术是指航天器从太空返回地球大气层并安全着陆的过程。
再入技术的发展对于航天事业的发展至关重要，它不仅关乎航天器的安全，还关系到载人航天、空间探测等领域的发展。
本文将探讨航天器再入技术的发展历程、现状以及未来的发展方向。
一、再入技术的发展历程航天器的再入技术起源于20世纪50年代，当时苏联和美国开始进行载人航天的研究。
最早的再入技术是采用大气阻力减速的方式，即通过航天器与大气层的摩擦来减速，然后再通过降落伞等装置实现安全着陆。
这种技术在当时取得了一定的成功，但也存在一些问题，比如再入速度过高导致航天器受热过大，再入精度不高等。
随着科技的进步，航天器再入技术得到了不断的改进和完善。
20世纪60年代，美国提出了新的再入技术方案，即采用热保护板和热防护涂层来减少再入时的热量。
这种方案大大提高了航天器的再入能力和安全性，为后来的载人航天奠定了基础。
二、再入技术的现状目前，航天器的再入技术已经取得了显著的进展。
现代再入技术主要采用了多种手段来实现航天器的安全再入，包括热保护板、热防护涂层、气动力控制、姿态控制等。
热保护板是航天器再入过程中最重要的组成部分之一，它能够承受高温和高压的环境，保护航天器内部的设备和人员不受损伤。
热保护板的材料通常采用耐高温的陶瓷材料或者复合材料，能够有效地隔离航天器与大气层之间的高温。
热防护涂层是航天器再入过程中的另一个重要组成部分，它能够在高温环境下形成一层保护膜，减少航天器受热的程度。
热防护涂层通常采用耐高温的陶瓷材料或者特殊的涂层材料，能够有效地降低航天器的表面温度。
气动力控制是航天器再入过程中的关键技术之一，它能够通过调整航天器的姿态和飞行轨迹来控制再入速度和再入角度，从而实现精确的再入。
气动力控制通常采用舵面、推力器等装置来实现，能够有效地提高航天器的再入精度。
姿态控制是航天器再入过程中的另一个重要技术，它能够通过调整航天器的姿态来控制再入过程中的稳定性和平衡性。
神舟十二号返回有几个步骤
神舟十二号返回有几个步骤神舟十二号航天员返回地球需要六个步骤。
具体来说：1。
神舟十二号载人飞船与空间站和核心舱分离。
2.神十-12组合体进行了绕飞和径向交会试验。
3.试验完成后，神舟十二号需要绕地球飞行十余圈。
4.在脱离轨道之前，轨道舱和返回舱将会分离。
5.启动引擎。
6.打开返回舱降落伞，启动反推发动机，安全着陆。
从飞船与核心舱分离到最终返回地面，航天员要经历20多个小时。
因为长时间飞行，航天员的免疫力会发生变化。
落地后，他们需要参考三级隔离系统进行隔离。
一、神舟十二号航天员重返地球的具体过程：神舟十二号载人飞船与空间站和核心舱成功分离。
分离前，航天员关闭连接天河核心舱和神舟十二号的双向承压舱门，正式撤离空间站。
进入神舟十二号飞船后，航天员需要立即换上远征时穿的舱内压力服。
之后，神舟十二号组合体进行了绕飞试验和径向交会试验。
完成后，飞船绕至核心舱前端，历时约4.5小时。
试验完成后，神舟十二号仍需绕地球飞行十余次，每次约1.5小时。
此时，一名航天员在返回舱值班，另外两名航天员进入轨道舱休息。
他们还得做一些返回前的准备，包括货物的转移、返回状态的设定、航天员在轨指令的发送等。
在此工作期间，航天员将与地球同步作息，然后入睡，等待第二天早上的返回任务。
神舟飞船的前段是轨道舱，中段是返回舱，后段是推进舱。
在脱离轨道之前，轨道舱和返回舱将首先分离。
然后打开发动机，飞船将从393公里的高度逐渐下降。
在进入大气层之前，飞船将完成推进舱的分离。
飞船的返回舱进入大气层后，是返回过程中最糟糕的阶段。
空气的密度越来越高，返回舱底部的温度高达上千摄氏度，返回舱被火焰包围。
在距离地面10公里左右的高度，返回舱会打开降落伞，扔掉防热大底，速度下降到每秒3.5米左右。
在离地面约1米处启动反推发动机，最终使返回舱安全着陆。
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再入航天器返回过程简介
作者：孙国庆杨大光
来源：《科技创新导报》2011年第18期
摘要：再入航天器的返回技术是当今航天和军事两大领域的关键技术，本文中对再入航天器的返回原理及过程作概括性的介绍。
关键词：再入航天器再入速度再入角制动
中图分类号：V412 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2011)06(c)-0088-01
航天器是指地球大气层以外的宇宙空间按照天体力学规律运行的各类飞行器。
分为进入式航天器和非进入式航天器。
执行完任务后要进入行星大气并在行星上着陆的航天器叫进入式航天器。
不进入行星大气的航天器称为非进入式航天器。
从地球上发射进入太空，完成任务后再入到地球大气层并在地球上着陆的航天器称为再入航天器也可称为返回式航天器。
例如返回舱、航天飞机、空天飞机和弹道式导弹等；再入航天器的返回过程就是指再入航天器脱离原来的运行轨道，再入到地球大气层并在地面安全着陆的的过程。
1 再入航天器分类
从再入航天器在再入大气层后的气动特性的不同，再入航天器可分为三类：
1.1 弹道式再入航天器
弹道式再入航天器是指返回舱在标准情况下再入大气层时只产生阻力不产生升力，或虽产生升力但对升力大小和方向不加控制，着陆时为垂直着陆。
弹道式载入航天器由于升阻比等于0，所以结构和防热很简单，因而是载人飞船最先采用的一种方式。
1.2 弹道-升力式再入航天器
在弹道式再入航天器的基础上，通过配置再入器质心的办法，使再入器再入大气层时产生一定的升力即为弹道-升力式再入航天器。
其质心在偏离中心轴线一小段的地方，这样航天器再入大气时产生一个不大的攻角，同时产生一个不大的升力，所产生的升力一般不大于阻力的一半，所以升阻比小于0.5。
着陆方式也是垂直着陆。
由于弹道升力式再入器保持了弹道式再入器的结构简单和防热易于处理的特点，同时又适当的利用升力，在一定程度上克服了弹道式的缺点。
因而在需要降低最大减速过载和减小着陆点散布的场合下，弹道升力式再入器被广泛应用。
1.3 升力式再入航天器
升力再入器是再入大气层时产生一定可控制的升力，可以再入器达到水平着陆的程度。
水平着陆可以规避垂直着陆再入器的着陆冲击过载和不易控制的着陆点散布问题。
同时为再入器重复使用创造条件。
该再入器升阻比一般大于1，配置质心的方法无法达到，所以在采用不对称的升力体（可带翼也可不带翼）。
这种再入器设计非常复杂。
2 再入航天器的返回过程
航天器从环绕地球的运行轨道经大气的气动阻力减速直至返回地面，要经历以下五个阶段：如图所示o、为再入航天器调整姿态的起始点，o为制动火箭开始工作点，p为制动火箭工作结束点，e为再入到大气层的再入点，f为开伞点，c为着陆点(如图1）。
2.1 制动前的调姿段
再入航天器在地球引力作用下的运行姿态是不与地球大气层相交的椭圆轨道或圆轨道，一般希望保持零攻角状态，以减小轨道周期变化，所以其姿态不是制动姿态，因此在制动前的o、-o的这一飞行阶段要进行姿态调整，使再入飞行器在制动点的姿态改为制动姿态，即制动火箭工作要求的姿态。
通常这一姿态是满足某一性能指标的最佳姿态。
如果再入航天器不返回部分要继续运行或抛弃，该阶段还要将航天器姿态调整到适合不返回部分与返回部分分离的状态，分离后之后再调整到制动状态。
2.2 制动段
也称为离轨飞行段，即o-p段。
在这一飞行过程中航天器受到地球引力作用，还受到火箭发动机推力的作用从而离开原来的运行轨迹进入一条引向地面的轨道。
航天器返回地面必须要用制动发动机产生的推力减小航天器的飞行速度，或者改变其飞行方向，或同时改变速度和方向。
制动火箭沿纵轴安装在航天器上，使火箭的推力矢量与纵轴一致。
先由姿态控制系统调整航天器的姿态，使其纵轴与当地水平面成一角度θ(称制动角)，这时的纵轴方向称为制动方向。
制动火箭的推力沿制动方向作用一段时间，使航天器在这一方向上获一附加速度ΔV。
于是航天器的速度由V1转变为V2,虽然V2与V1的量值变化不大，但方向的变化却可使航天器脱离原来的运行轨道，转入一条新的椭圆轨道。
精确控制制动方向和制动火箭的冲量可以使航天器转入的过渡轨道介于再入走廊的上下界之间，保证航天器安全再入大气层。
制动段为返回轨道中的动力飞行段，对制动段轨道设计和制导任务有以下三个重要内容：①制动点位置的建立；②制动参数的选择；③制动段关机方程的建立。
2.3 过度段
也成为大气层外自由飞行段，即p-e阶段。
e点大气层的边界实际上只是人为划分的，一般取80～120km。
在过渡段航天器的质心轨道一般不加以控制单姿态要进行控制。
航天器仅在地球引力的作用下自由下降飞行。
过度段的轨道可由航天器在p点的速度、位置和在地球引力作用下自由飞行段的运动规律求得，航天器在e点的速度称为再入速度，再入速度与当地水平
面的夹角称为再入角。
航天器的再入状态，即再入点位置，载入速度和再入角对航天器能否安全返回的有决定性的影响。
所谓安全返回指的是在假定着陆系统工作正常的条件下，航天器能够在再入走廊内进入大气层，通过大气层的最大过载及其持续时间在规定的范围之内。
产生的热量不会损坏再入器，以及再入器在指定的区域内着陆。
2.4 再入段
为e-f段，从再入点e开始空气动力对航天器的影响不能忽略。
f点对于降落伞着陆系统指降落伞开伞高度；而对于升力再入器指，地面开始导航的高度。
再入器除受到地球引力外还受到空气动力的作用，使该阶段是整个返回过程中最有特征的飞行段，利用大气层使再入器减速下降，并消耗其巨大的能量。
当受到阻力减速时，航天器以及内部航天员又受到减速过载的作用。
同时超高速再入器与迎面气流的猛烈压缩和摩擦产生的热能又使再入器的表面温升高。
由于气动加热和减速过载以及落点精度控制三个问题，使再入段成为返回轨道中环境最恶劣、情况最复杂的一段，再入段的设计、制导和控制则成为返回轨道设计、制导方法研究的重点。
2.5 着陆段
该段为发f-c段，再入航天器着陆有垂直着陆和水平着陆两种。
弹道式或弹道-升力式再入航天器采用垂直方式，使用降落伞着陆系统。
航天器经再入气动减速后在下降到15km左右的高度时达到稳定下降速度(航天器所受的气动阻力与其重力相等时的下降速度)。
大约为100～200m/s，再入航天器利用着落减速系统，逐级展开气动力减速装置(如降落伞)，使返回舱进一步减速，直至安全着陆或溅落。
升力式再入航天器再用水平着陆系统，当航天器下降到大约25km左右的高度，气动力作用可以控制活动翼面作机动飞行或下滑时开始，再入器受导航系统引导下滑机动飞行，最后达到直线轨道，在一定高度放下起落架，作水平着陆。