航天飞机结构功能原理介绍
1.7 新概念航空航天飞行器
1.7 新概念航空航天飞行器1.7.1 空天飞机空天飞机全称为航空航天飞机，它是指以吸气式发动机和火箭发动机组合推进系统作动力装置、能像飞机那样在跑道上起降、在大气层内高超声速飞行，又能单级入轨运行的可载人飞行器。
空天飞机集飞机、运载器、航天器等多重功能于一身，既能在大气层内作高超声速飞行，又能进入轨道运行，将是21世纪控制空间、争夺制天权的关键武器装备之一。
与航天飞机相比，空天飞机多了一个在大气层中航空的功能，它起飞时也不使用火箭助推器，而且完全可重复使用，理想的空天飞机还能像飞机那样，每次飞行之后，经过简单检修和加注燃料，能很快作下一次飞行。
空天飞机的奥妙之处在于它的动力装置。
这种动力装置既不同于飞机发动机，也不同于火箭发动机，这是一种混合配置的动力装置。
空天飞机中安装有涡轮喷气发动机、冲压发动机和火箭发动机。
涡轮喷气发动机可以使空天飞机水平起飞，当速度超过2400km/h时，就使用冲压发动机，使空天飞机在离地面60km的大气层内以3万km/h的速度飞行；如果再用火箭发动机加速，空天飞机就会冲出大气层，像航天飞机一样，直接进入轨道。
返回大气层后，它又能像普通飞机一样在机场着陆，成为自由往返天地间的输送工具。
空天飞机可以在一般的大型飞机场上起落。
起飞时空气喷气发动机先工作，这样可以充分利用大气中的氧，节省大量的氧化剂。
飞到高空后，空气喷气发动机熄火，火箭喷气发动机开始工作，燃烧自身携带的燃烧剂和氧化剂。
降落时，两种发动机的工作顺序同起飞时相反。
空天飞机飞行速度快。
在大气层内的飞行马赫数可为12~25，是现代高技术作战飞机飞行速度的6~12倍。
它可以在个把钟头内，把货物从欧洲运到澳洲。
空天飞机在跑道起落，出入太空自由，可以像普通飞机一样在地面机场水平起飞升空，返回大气层后像普通飞机一样自由选择机场水平降落，可以像普通飞机一样在大气层内飞行，也可进入外层空间自由飞行或按一定的轨道运行。
空天飞机的发射费用低。
大型飞机翅膀的结构和原理，满满的全都是知识
大型飞机翅膀的结构和原理，满满的全都是知识飞机的外观最凸显的部分就是机翼，机翼的作用就是为飞机提供升力、控制水平翻转、储油和悬挂发动机等。
但是经常坐飞机的朋友一定会注意到飞机的机翼上有很多特别的设计，虽然每次都能看到，但是不一定了解这些部分的作用和名字。
这篇文章就是要给大家解答疑问，在下次乘坐飞机的时候，可以对看到的部件有一定的认知，顺便可以吹嘘一下。
这里主要为大家进行民航客机机翼结构作用和设计原理的科普，如果想要看到各种设计公式、设计原理实质、包含的知识点等等具体深入化的内容，请大家自行购买空气动力学和飞机结构设计的书籍，或者报名学习飞机制造。
打赌你都见过揭秘飞机机翼的神秘结构● 为什么机翼不是薄薄的一片？我们都玩过纸飞机，纸飞机就是薄薄的一片机翼，那么为什么民航客机的机翼不是薄薄的一片呢？首先，纸飞机的机翼不能够产生升力，只是保证纸飞机自身向前滑翔而已，跟滑翔伞是一样的。
战斗机的机翼非常薄，但也不是薄薄的一片，只是相对客机来说很薄，这是因为战斗机飞行的速度会几倍于音速，所以所涵盖的设计原理与民航客机不太一样，这里我们不讨论了。
民航客机的飞行速度是亚音速，也就是接近于音速，因此我们可以看到飞机的机翼都是我们见到的这种形状：飞机机翼的横切面造型飞机机翼的横切面造型我们日常常见的民航客机，包括一些常见的商务型客机的飞机机翼几乎都是这两种形状设计。
飞机的机翼为什么要设计成这种形状和厚度呢？主要目的就是为了让机翼在空中飞行的时候，将气流切割成上下两个部分，并且让两个部分产生差异。
接着我们用一张图来给大家简单的演示一下机翼是如何产生升力的：升力原理图这个原理主要利用的就是压力差，并不是原力或者龟派气功。
机翼上下表面形状是不对称的，空气沿机翼上表面运动的距离更长，自然流速更快，根据伯努利定理，速度越快，气压越小，上下表面的压力差就提供了升力。
在低速的时候，飞机的升力原理源自伯努利定律，但是随着速度（马赫数）的增加，这个定律就不再适合了，因此战斗机的机翼设计不是这个样子。
航天飞机的制导与控制(ppt 70页)
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航天飞机系统整体外形结构如图10.1所示。轨道器 驮在外储箱上，两台固体火箭助推器则平行地挂在外储 箱的两侧。当航天飞机竖立在发射台上时，整个系统依 靠助推器的尾裙支撑。整个系统全长56．14 m，高 23.34 m，起飞总质量2 000 t多，海平面的起飞总推力 为31,400 kN。航天飞机系统的整体几何尺寸也如图 10.1所示。下面分别针对航天飞机系统的三大部件：轨
轨道器由前、中、尾三段机身组成，如图10.2所示。 前段结构可分为头锥和乘员舱两部分，头锥处于航天飞 机的最前端，具有良好的气动外形和防热系统，前段的 核心部分是处于正常气压下的乘员舱。这个乘员舱又可 分为三层：最上层是驾驶台，有4个座位，中层是生活舱， 下层是仪器设备舱。乘员舱为航天员提供宽敞的空间， 航天员在舱内可穿普通地面服装工作和生活。一般情况 下舱内可容纳4至7人，紧急情况下也可容纳10人。
9．加速度计
在轨道器前电子设备舱装一套横向和法向加速度计， 用来测量和控制航天飞机的过载。加速度计量程为±1g， 精度为±0．06g。
总之，航天飞机上共配置以上9种敏感器30套，共 40个。
10.2.2 航天飞机系统的执行机构
1．主发动机和外储箱
航天飞机的主发动机采用的是当今世界上最先进的 高压补燃氢氧发动机。航天飞机的主发动机是一种可重 复使用的、高性能、可调节推力的液体推进剂火箭发动 机，它为航天飞机提供主要推力。每一架航天飞机上装 有三台主发动机，发动机的结构完全一样，它们的配置 位置如图10.2所示，位于轨道器的尾部。为了严格监控 三台主发动机的工作状态并调节其推力的大小和方向， 每台主发动机都有一套可整体更换的发动机电子控制器，
教学反思《航天飞机》
教学反思《航天飞机》引言概述：《航天飞机》是一部关于航天科技的纪录片，通过讲述航天飞机的历史、技术以及对人类社会的影响，引起了人们对航天事业的思量和反思。
本文将从不同角度对《航天飞机》进行教学反思，探讨其在科普教育中的价值和应用。
一、航天飞机的历史与发展1.1 航天飞机的起源与发展1.2 航天飞机的关键技术突破1.3 航天飞机的退役与未来展望二、航天飞机的科技与应用2.1 航天飞机的结构与原理2.2 航天飞机的重要科学实验2.3 航天飞机在国际空间站的应用三、航天飞机对人类社会的影响3.1 航天飞机对科技进步的推动3.2 航天飞机对国家安全的重要性3.3 航天飞机对国际合作的促进四、航天飞机的教育价值4.1 航天飞机在科学教育中的应用4.2 航天飞机对青少年的激发与启示4.3 航天飞机对STEM教育的贡献五、航天飞机的未来展望5.1 航天飞机技术的发展趋势5.2 航天飞机在航天探索中的地位5.3 航天飞机对未来航天事业的启示正文：引言概述：《航天飞机》是一部关于航天科技的纪录片，通过讲述航天飞机的历史、技术以及对人类社会的影响，引起了人们对航天事业的思量和反思。
本文将从不同角度对《航天飞机》进行教学反思，探讨其在科普教育中的价值和应用。
一、航天飞机的历史与发展1.1 航天飞机的起源与发展航天飞机起源于20世纪初的美国，经过多次技术突破和实验，于20世纪60年代正式进入实用化阶段。
航天飞机的发展经历了多个阶段，从最初的试验机到后来的航天飞机系统，每一次进步都推动了航天技术的发展。
1.2 航天飞机的关键技术突破航天飞机的关键技术突破包括热防护、再入飞行、航天器与运载火箭的组合等方面。
其中，热防护技术的突破使得航天飞机能够在大气层再入时承受高温和高速的挑战，保证了航天飞机的安全。
1.3 航天飞机的退役与未来展望航天飞机在30年的服役期间取得了巨大的成就，但也面临着安全风险和高昂的维护成本。
因此，航天飞机在2022年正式退役。
航空航天知识科普
航空航天知识科普
1.飞机的起飞原理：飞机的起飞原理是通过引擎产生的推力将飞机推向前方，同时机翼产生升力，使飞机离开地面。
机翼的升力是由于空气在机翼上方流过时速度增加，压力降低所产生的。
2. 火箭的工作原理：火箭的工作原理是通过燃烧燃料产生的高温高压气体向后排放，产生反作用力推动火箭向前方移动。
火箭在航天探索中有着重要的作用。
3. 卫星的分类：卫星可以分为通信卫星、导航卫星、气象卫星、观测卫星等多种类型。
通信卫星主要用于无线通信，导航卫星则可以帮助人们确定自身位置，气象卫星可以提供天气预报，观测卫星则可以用于太空探索和研究。
4. 航空器的飞行高度：航空器的飞行高度可以分为低空飞行、中空飞行和高空飞行。
低空飞行一般在5000米以下，中空飞行在5000-12000米之间，高空飞行则在12000米以上。
不同的飞行高度对应着不同的飞行速度和航程。
5. 航空器的涡流：航空器飞行时，产生的空气涡流对周围的航空器造成影响，需要注意避让。
涡流的产生是由于机翼产生的升力，使得机翼上方的空气向下流动，形成旋涡。
以上是一些常见的航空航天知识科普，希望能够帮助大家更好地了解这个领域。
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飞行器飞行原理ppt课件
2.3 飞机飞行原理
可重复使用的放热材料
用于像航天飞机类似的可重复使用的航天器的防热。 根据航天器表面不同温度的区域，采用相应的可重复使 用的防热材料。
例如：机身头部、机翼前缘温度最高，采用增强碳 碳复合材料，温度可耐受1593度；机身、机翼下表面前 部和垂尾前缘温度高，可采用防热隔热陶瓷材料；机身、 机翼上表面前部和垂尾前缘气动加热不是特别严重处， 可采用防热隔热的陶瓷瓦材料；机身中后部两侧和有效 载荷舱门处，温度相对较低（约350度），可采用柔性的 表面隔热材料；对于温度最高的区域，采用热管冷却和 强制循环冷却和发汗冷却等。
材料来制造飞机的重要受力构件和蒙皮； 2. 用隔热层来保护机内设备和人员； 3. 采用冷却液冷却结构内表面。
美国SR-71的机体结构的93%采用钛合 金越过热障，达到3.3倍音速。
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2.3 飞机飞行原理
航天器的防热方法：
材料：石墨、陶瓷等。 高温下的热解和相变：固 液，固 气，液 气。 应用：烧蚀法适用于不重复使用的飞船、卫星等。
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2.3 飞机飞行原理
B. 超声速飞机的机翼平面形状和布局形式
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2.3 飞机飞行原理
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2.3 飞机飞行原理
F-14 Tomcat 舰载机
米格-23
B-1 Lancer轰炸机
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2.3 飞机飞行原理
边条涡
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2.3 飞机飞行原理
超声速飞机的气动外形
鸭翼产生的脱体漩涡
机翼升力
鸭翼升力 机翼升力
流体黏性和温度有关，气体温度升高，黏性增大。液体相反。
4. 可压缩性
当气体的压强改变时，其密度和体积也改变，为气体可压缩性。 5. 声速
航空航天行业了解航空器的构造和飞行原理
航空航天行业了解航空器的构造和飞行原理航空航天行业是现代科技的重要组成部分，而了解航空器的构造和飞行原理是理解该行业的基础知识。
本文将详细介绍航空器的构造以及常见的飞行原理。
一、航空器的构造航空器一般由以下几个主要部分构成：1. 机身：机身是航空器的主要结构，承载起飞行所需的各种部件和设备。
通常由铝合金、复合材料等轻质材料制造，以减轻整体重量。
2. 机翼：机翼是航空器上方的水平扩张部分，用于提供升力，使得航空器能够在空中飞行。
机翼多采用翼型设计，其上有襟翼、副翼等辅助部分，以增加机动性能。
3. 发动机：发动机是航空器的动力来源，可以是喷气式发动机、螺旋桨发动机等。
通过燃烧燃料产生的推力，使航空器能够前进和保持飞行。
4. 尾翼：尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼，位于航空器后部。
水平尾翼主要用于控制飞机的俯仰运动，而垂直尾翼则用于控制飞机的航向稳定。
5. 起落架：起落架是航空器的支撑装置，在起飞和降落时用于支撑机身。
起落架一般由多个轮子和悬挂系统组成，以便航空器在地面平稳移动。
二、飞行原理航空器的飞行原理主要包括空气动力学和控制原理。
其中，空气动力学涉及到升力和阻力的生成和控制，而控制原理涉及到飞行器的操纵和稳定。
1. 空气动力学升力是指航空器在飞行中产生的向上的力，使其能够克服重力并保持在空中飞行。
升力主要由机翼产生，通过使机翼上表面的气流速度比下表面的气流速度更大，产生气流压差从而形成升力。
阻力是指航空器在飞行中所受到的阻碍运动的力，它主要由空气阻力和涡轮阻力组成。
空气阻力是航空器飞行速度快时所受到的阻力，而涡轮阻力是由于航空器与空气接触面积增大所产生的阻力。
2. 控制原理航空器的操纵和稳定主要通过控制尾翼和副翼来实现。
在飞行中，通过改变水平尾翼和垂直尾翼的角度，可以控制航空器的俯仰运动和航向。
另外，航空器还可以通过改变副翼的角度来实现滚转控制，以调整飞机的横滚姿态。
通过同时操作这些控制面，飞行员可以实现航空器在空中的各种动作，如上升、下降、转弯等。
宇宙飞船飞行原理
宇宙飞船飞行原理宇宙飞船的飞行原理涉及到多个物理学领域，包括力学、热力学、流体力学，以及航天工程的特定原理。
以下是一些关键的概念和原理：1. 推进原理宇宙飞船的基本飞行原理是牛顿的第三运动定律：“作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。
”在宇宙飞船中，这通常通过火箭发动机实现。
火箭发动机通过高速喷射燃料产生的气体，产生向相反方向的推力，从而使飞船移动。
2. 火箭方程齐奥尔科夫斯基火箭方程描述了火箭速度的变化与其质量流量（喷射物的质量和速度）之间的关系。
这个方程是理解火箭如何在空间中加速的基础。
3. 逃逸速度要使宇宙飞船离开地球并进入太空，它必须达到足够的速度来克服地球的重力。
这个速度被称为逃逸速度，大约为11.2公里/秒。
4. 轨道力学一旦宇宙飞船达到太空，它的运动就受到轨道力学的控制，这是牛顿引力定律和运动定律的直接应用。
轨道的选择取决于飞船的速度和方向。
5. 推进剂宇宙飞船的推进剂可以是液体、固体或两者的混合物。
这些推进剂在燃烧时产生气体，气体通过喷嘴高速喷出，产生推力。
6. 多级火箭为了有效地将载荷送入太空，宇宙飞船通常采用多级火箭设计。
每个级别含有自己的发动机和推进剂，用完后即被丢弃，以减轻总质量。
7. 微重力环境在太空中，由于远离大型天体或处于自由下落（轨道）状态，宇宙飞船经历微重力环境，这对飞船内的生命支持系统和设备运行有重大影响。
8. 热控制宇宙飞船必须管理极端的温度变化，这通常通过被动（如绝热材料）和主动（如热管和冷却系统）的热控制方法实现。
9. 航天动力学在飞行过程中，飞船的运动和方向由航天动力学控制，包括轨道机动、姿态控制和导航。
这些原理共同作用，使得宇宙飞船能够在地球上发射、进入和维持轨道、执行太空任务，并在任务完成后返回地球。
神舟载人飞船各大子系统及其工作原理
神舟号载人飞船神舟10号载人飞船- - - 1 -第1章 神舟号简介神舟十号是我国的第十艘神舟系列飞船，与前两艘神州八号和神州九号相比，它是我国一艘载人空间对接飞船，按计划它将与天宫一号目标飞行器进行对接，如果对接成功，则表明我国已经基本掌握了空间飞行器交会对接技术，将对后续的天宫二号即第二代空间实验室的建设打下坚实的基础。
【发射时间】预计在2012年【任务实施】预计会有三名宇航员同时升空，任务时间5~20天。
【飞行器名称】神舟十号【飞行器生产国家】中国【计划发射时间】2012年【发射项目】与神舟八号、神舟九号完成对接任务。
【发射成功意义】表明我国已经基本掌握了空间飞行器交会对接技术。
神舟10号载人飞船第2章神舟号的结构系统飞船由轨道舱、返回舱、推进舱和附加段组成，总长9530mm，总重8470kg。
飞船的手动控制功能和环境控制与生命保障分系统为航天员的安全提供了保障。
神州十号的结构系统，如图2-1所示。
图2-1 神舟号结构系统示意图2.1轨道舱轨道舱是飞船进入轨道后航天员工作、生活的场所。
舱内储备有食物、饮水和大小便收集器、睡袋等生活装置外，还有空间应用和科学试验用的仪器设备。
返回舱返回后，轨道舱相当于一颗对地观察卫星或太空实验室，它将继续留在轨道上工作半年左右。
- 2 -神舟10号载人飞船- - - 3 -2.2 返回舱图2-2 在着陆场 飞船的返回舱呈钟形，有舱门与轨道舱相通。
放回舱式飞船的指挥控制中心，内设供3名航天员斜躺的座椅，共航天员起飞、上升和返回阶段乘坐。
座椅前下方是仪表板、手控操纵手柄和光学瞄准镜等，显示飞船上个系统机器设备的状况。
航天员通过这些仪表进行监视，并在必要时控制飞船上系统机器设备的工作。
返回舱均是密闭的舱段，内有环境控制和生命保障系统，确保舱内充满一个大气压力的氧氮混合气体，并将温度和湿度调节到人体合适的范围，确保航天员在整个飞行任务过程中的生命安全。
另外，舱内还安装了供着陆用的主、备两具降落伞。
航空航天概论-第二章
正常式－我国的FC-1枭龙歼击机
正激波和斜激波
正激波是指其波面与气流方向接近于垂直的激波，正 激波是最强的激波。
斜激波是指波面沿气流方向倾斜的激波，激波相对较 弱。
激波的强弱与物体的形状有很大关系，一般来说， 物体头部越钝激波越强(正激波)，波阻也大；头部越尖 时，激波越弱(斜激波)阻也小。这就是超音速飞机为什 么采用尖机头、后掠翼的缘故。
伯努利方程 (Bernoulli’s equation)
(1700-1782)
Daniel Bernoulli (Groningen, 8 February 1700 – Basel, 8 March 1782) was a DutchSwiss mathematician and was one of the many prominent mathematicians in the Bernoulli family. He is particularly remembered for his applications of mathematics to mechanics, especially fluid mechanics, and for his pioneering work in probability and statistics. Bernoulli's work is still studied at length by many schools of science throughout the world.
金职航空航天科普基地科学原理
金职航空航天科普基地科学原理嘿，小伙伴们！今天咱们来聊聊金职航空航天科普基地里那些超有趣的科学原理呀。
你知道吗？在航空航天领域，有好多神奇的原理在发挥着作用呢。
就说飞机能飞起来这个事儿吧，这里面就有伯努利原理的功劳。
飞机的机翼是那种特殊的形状，上表面是弧形的，下表面相对较平。
当飞机在跑道上加速的时候，空气就从机翼的上下两面流过。
根据伯努利原理，空气流速快的地方压强小，机翼上表面空气流速比下表面快，所以上表面的压强就小，下表面压强大，这样就产生了一个向上的升力，飞机就能够飞起来啦。
还有火箭的发射呢，这也涉及到牛顿第三定律。
火箭向下喷出高速的燃气，燃气对火箭有一个向下的作用力，同时呢，根据牛顿第三定律，火箭就会受到一个向上的反作用力，这个力就推动火箭飞向太空啦。
在航天领域，卫星的轨道运行也很有趣。
卫星能在特定的轨道上绕着地球转，这是因为地球对卫星有万有引力。
卫星在这个引力的作用下，以合适的速度做圆周运动，就像你用绳子拴着一个小球转圈一样，只不过这里是地球的引力在“拉”着卫星。
而且呀，航空航天中很多材料的使用也很有讲究。
比如说航天飞机的隔热材料，要承受极高的温度。
这些材料的原理就是利用特殊的结构或者物质，来阻止热量的传递，保证航天飞机内部的设备和宇航员的安全。
在金职航空航天科普基地里，你还能看到各种各样的模型和展示，这些都是为了让我们更直观地了解这些科学原理。
比如说有飞机发动机的模型，通过这个模型你能清楚地看到发动机内部的结构，像涡轮叶片是怎么转动的，空气是怎么被压缩然后燃烧产生动力的。
还有卫星的模型，从这个模型你能看到卫星上那些不同的设备，了解它们各自的功能，就像太阳能电池板是怎么给卫星提供能量的等等。
这里还有很多互动体验项目，让你亲自感受这些科学原理。
比如有一个模拟飞机驾驶的体验区，你坐在驾驶舱里，就像真正的飞行员一样操作各种仪器，你会发现要让飞机平稳飞行可不是一件容易的事，这就需要你很好地掌握飞行的原理，比如控制飞机的姿态、速度、高度等等。
航天飞机结构功能原理介绍
第十章 航天飞机的制导与控制
航天飞机是一种有人驾驶的、主要部分可以重复使用 的空间运输工具。它可以像火箭那样垂直起飞，像载人飞船 那样在轨道上运动，像飞机那样滑翔，在地面上水平着陆。 航天飞机除了运载和部署卫星以外，还可以检修、回收卫星， 或进行空间营救。在军事方面，航天飞机还可以执行载人近 地轨道实时侦察、拦截卫星、战略轰炸等任务。在空间科学 技术的应用方面也非常广泛，如发射空间实验室和建立永久 性国际空间站等。
道器，外储箱和助推器进行介绍。
第一部件是轨道器，即航天飞机，它是整个系统 的核心部分。轨道器是整个系统中惟一可以载人的、 真正在地球轨道上飞行的部件，它很像一架大型的三 角翼飞机。它的全长37．24 m，起落架放下时高 17．27 m；三角形后掠机翼的最大翼展23．97 m；不 带有效载荷时质量68 t，飞行结束后，携带有效载荷 着陆的轨道器质量可达87 t。它所经历的飞行过程及 其环境比现代飞机要恶劣得多，它既要有适于在大气 层中作高超音速、超音速、亚音速和水平着陆的气动 外形，又要有承受再人大气层时高温气动加热的防热 系统。因此，它是整个航天飞机系统中，设计最困难， 结构最复杂，遇到的问题最多的部分。
轨道。
1．惯性测量单元
航天飞机采用三套惯性测量单元，以并行冗余方式装 在一个整体结构里。为了保证惯性测量单元的测量精度和 对它进行校准的精度，惯性测量单元与两个星跟踪器装在 同一个导航基座上，位于航天飞机的前舱。每套惯性测量 单元由四框架平台、电子设备、输入／输出装置和电源4 个主要部分组成。平台框架的安装方位从内向外是方位轴、 内滚动轴、俯仰轴、外滚动轴。第四个框架作为冗余，以 保证大姿态运动时框架不少于3个自由度。每个平台内框 装有两个三自由度挠性陀螺和两个相互垂直安装的加速度 计。
航天飞机发动机原理
航天飞机发动机原理嘿，你有没有想过航天飞机是怎么挣脱地球的怀抱，冲向那浩瀚宇宙的呢？这其中啊，航天飞机发动机可是超级大功臣呢！今天呀，我就来给你唠唠航天飞机发动机的原理，保证让你听得津津有味。
咱们先从发动机的类型说起。
航天飞机的发动机那可不像咱们汽车发动机那么简单。
航天飞机发动机主要有主发动机和助推器发动机。
这就好比一个团队，主发动机是那个核心成员，而助推器发动机则是强有力的助手。
主发动机的原理可是相当复杂又超级酷炫的。
它是一种液体火箭发动机。
想象一下，它就像是一个超级精密的大水壶，不过这个水壶里装的可不是普通的水。
它有燃料箱和氧化剂箱，就像两个不同的调料罐。
燃料呢，一般是液氢，氧化剂则是液氧。
这两种东西就像两个性格迥异但配合起来超级无敌的小伙伴。
液氢就像那个特别容易燃烧、充满活力的小家伙，而液氧则像是给它助力，让它燃烧得更猛的帮手。
当航天飞机要起飞的时候，这两个“小伙伴”就开始工作啦。
它们被泵送到燃烧室里。
这个过程就像是一场超级快的接力赛，泵就像是那个跑得飞快的运动员，迅速地把液氢和液氧送到目的地。
在燃烧室里啊，就像是一场激烈的大派对。
液氢和液氧一见面，就“轰”的一下，开始剧烈燃烧起来。
这燃烧可不得了，产生了巨大的能量。
这能量就像一群疯狂的小怪兽，想要找个出口冲出去。
而发动机的喷管就像是一个特殊的管道，引导着这些能量小怪兽朝着一个方向冲出去。
这股强大的气流就像火箭的腿一样，推着航天飞机快速地冲向天空。
再说说助推器发动机。
助推器发动机有点像那种爆发力特别强的短跑选手。
它一般是固体火箭发动机。
固体火箭发动机就像是一根超级大的鞭炮，不过这个鞭炮可是可控的哦。
它里面装满了固体燃料。
这种固体燃料就像一块充满能量的大砖头。
当点火装置一点火，这个大砖头就开始从内部燃烧起来。
燃烧产生的大量气体就像一群被激怒的公牛，拼命地想要往外冲。
这股强大的力量就会给航天飞机一个巨大的初始推力，就像有人在航天飞机屁股后面狠狠地推了一把，让它能够快速地离开地面。
第2章 航空航天飞行器基本飞行原理2.1-2.3
流动的基本概念
空气动力
任何物体只要和空气之间产生相对运动，空气就会对它产 生作用力，这个力就是空气动力。 飞机的升力主要是由机翼流体的基本规律
相对运动原理
1. 只要空气和物体有相对运动，就会产生空气动力。 2. 例：有风的时候，我们站着不动，会感到有空气的力量 作用在身上；没有风的时候，如果我们骑车飞跑，也会 感到有空气的力量作用在身上。 3. 这两种情况虽然运动对象不同，但产生的空气动力效果 是一样的。前一种是空气流动，物体不动；后—种是空气 静止，物体运动。
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第2章航空航天飞行器基本飞行原理
2.1 飞行环境概述
2.1.3 国际标准大气
1:标准大气压=101千帕 2:大气压随高度的升高而减小.
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第2章航空航天飞行器基本飞行原理
2.2 流动流体的基本规律
2.2.1 流动的基本概念
流体是气体（如空气）和液体（如水）的统称。 流体可压缩性是指流体的压强改变时其密度和体积也改变的性质。
3123第2章航空航天飞行器基本飞行原理波音747200型3223第2章航空航天飞行器基本飞行原理波音747200型332323飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力翼型是指沿平行于飞机对称平面的切平面切割机翼所得到的剖面3423飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力翼型最前端的点叫前缘最后端的点叫后缘
一般认为液体是不可压缩的，气体是可压缩的。
当气流速度较小时，压强和密度变化很小，可以不考虑大气可压缩性的影响。 但当大气流动的速度较高时，压强和速度的变化很明显，就必须考虑大气可压 缩性。
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2.2 流动流体的基本规律
流动的基本概念
大气的物理性质
大气的状态参数和状态方程：
气体的状态参数是指压强P、温度T和密度 ρ这三个参数。它们 之间的关系可以用气体状态方程表示，即
航天的原理
航天的原理
航天技术是指人类利用航天器在地球大气层之外进行探索、科研、应用和开发的领域。
而实现航天的原理主要涉及以下几个关键方面：
1. 空气动力学原理：航天器的离地运行需要战胜地球引力，并在大气层外进行飞行。
利用空气动力学原理，通过提供足够的推力，航天器能够克服重力并建立加速度，将自身推向太空。
2. 火箭推进原理：航天器通常采用火箭发动机作为主要推进装置。
火箭发动机通过排放燃料和氧化剂的喷射，根据牛顿第三定律反作用原理提供巨大的推力。
燃料和氧化剂的燃烧释放了大量的热能和高速气体，产生巨大的喷射速度。
3. 物体运动定律：航天器运动的基本原理符合牛顿运动定律。
航天器在太空中运动时，受到引力、空气阻力等外力的作用，同时也具有自身的惯性。
借助这些力和动量的平衡，航天器可以在空间中保持稳定的飞行轨迹。
4. 轨道力学原理：为了实现航天任务，航天器需要进入特定的轨道。
航天器的运行必须满足天体力学中的几个基本定律，例如开普勒定律和牛顿引力定律。
通过合理调整航天器的初始速度和方向，可以使其进入特定的轨道，实现各种科学探测和运输任务。
综上所述，航天的实现离不开空气动力学、火箭推进、物体运
动定律和轨道力学等基本原理。
通过合理应用这些原理，人类可以征服太空，实现太空探索和利用。
航天器防热结构的原理、设计与未来发展
✓
辐射防热结构表面传入材料的净热流密度可以用下式计算：
hw
qn qc (1 ) ouTw 4
hr
✓
如果右端的辐射项中Tw足够大时，理想情况下可以做到使进入结构
内的净热流等于零，或者说，表面接收的气动热可以完全由表面的
辐射方式散去。
七、航天器功能结构设计
行烧蚀防热结构试验时，辐射加热器却难以真实地反映出烧蚀的过
长时间加热环境下一种优良的防热材料，曾用于航天飞机迎风面防
热结构。但陶瓷瓦材料脆性大，热膨胀系数低，在使用时需注意。
七、航天器功能结构设计
2. 防热结构
➢ 烧蚀防热结构
机理和特点
✓
烧蚀材料在再入的热环
境中发生烧蚀时，会发
生一系列物理、化学反
应，在此过程中，材料
质量损耗，但吸收了气
动热。
七、航天器功能结构设计
qc,0 (1
hw
hr
) Ts4 m c H c k
T
0
x
七、航天器功能结构设计
2. 防热结构
➢ 烧蚀防热结构
设计和分析
✓
烧蚀防热材料的温度分布和厚度的确定
基本方程为：
E
T
T
T
(k
) mpC PX
Cp
H p ( c ) Ze RT
七、航天器功能结构设计
2. 防热结构
➢ 辐射防热结构
防热材料
✓
蒙皮材料
500℃以下：采用钛合金
500℃~950℃ ：采用以铁、钴、镍为基的高温合金；
1000℃~1650℃ ：采用抗氧化处理后的难熔金属；
航天飞机运转的原理和方法
航天飞机运转的原理和方法
航天飞机的工作原理较为复杂,难以在限定长度内详细阐述。
但我可以概括几点关键信息:
1. 航天飞机主要由飞行器和火箭推进系统组成。
火箭提供强大的推力。
2. 在飞行器与火箭分离后,飞行器进入由空气动力学支撑的滑翔飞行状态。
3. 飞行器通过机翼产生升力,而机身设计产生较小阻力,实现大角度滑翔。
4. 为了减速降落,飞行器可以进行大迎角俯冲,利用机头向上翻转进行空气制动。
5. 飞行器通过控制各舵面和操纵翼的偏转来控制飞行状态和轨迹。
6. 飞行器着陆时会收放起落架,并使用刹车减速。
7. 航天飞机由于作为可重复使用的航天运载工具,需要设计高效的隔热系统来抵抗Atmospheric热胁迫。
8. 飞行控制系统、自然环境感知系统等对飞行安全至关重要。
9. 整个飞行过程需要多系统协调配合才能安全完成。
航天飞机作为复杂的航天器,其工作原理需要多学科知识的支持,难以简述,但我尽力概括了一些关键要点。
科普相关知识点(航天飞机)
航天飞机（Space Shuttle）航天飞机是一种载人往返于近地轨道和地面间的有人驾驶、可重复使用的运载工具。
它既能像运载火箭那样垂直起飞，又能像飞机那样在返回大气层后在机场着陆。
航天飞机由轨道器、外贮箱和固体助推器组成。
航天飞机为人类自由进出太空提供了很好的工具，是航天史上的一个重要里程碑，最早由美国研发。
著名的航天飞机有美国的哥伦比亚号、挑战者号、发现号、亚特兰蒂斯号和奋进号，以及前苏联的暴风雪号。
特点与用途航天飞机与弹道式运载火箭相比，具有以下优点：1）可以重复使用。
2）维修方便，发射程序简化，有利于空间活动经常化和快速反应。
3）执行任务较灵活。
航天飞机配上各种上面级，可以满足发射各种低、中、高轨道卫星和星际探测器的要求。
4）可以使卫星设计简化，可靠性提高，工作寿命延长，从而减少卫星研制的总费用。
5）上升段和再入段过载较小，未经严格空间飞行训练的普通人员也可参加空间活动。
航天飞机的主要用途有：部署卫星、检修卫星、回收卫星、太空营救、空间运输、空间实验和生产、空间探测。
航天飞机的发射与返回，一般都是在预定的程序内自动进行的，也可以由宇航员自行操纵。
它的常规飞行程序大致有以下步骤：1.起飞。
航天飞机直立在发射台上，两台固体火箭助推器和三台液体火箭基本同时点火（三台主发动机点火时间间隔0.12秒，然后是固体火箭点火），固定航天飞机系统的系留带松脱，航天飞机垂直上升；2.助推火箭分离。
航天飞机上升约120秒时，达到40公里高度，助推器燃料耗尽，自动熄火并同航天飞机分离，主发动机继续工作，航天飞机持续上升。
助推器在海上回收；3.外挂燃料箱脱落。
航天飞机起飞后500秒左右，到达100多公里高度，时速达每秒7.8公里，外挂燃料箱推进剂耗尽并自动与轨道器分离，陨落大气层烧毁；4.轨道器入轨。
轨道器以28800公里的时速飞行，依靠自身的44个小型喷气发动机（它们可以单独点火，也可以串联点火），即轨道机动动力系统调整到达预定轨道；5.返航。
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其中包括两台相同的互作备份的数字计算机。
它能自动完成发动机起飞前的飞行准备检验，在 轨道器上执行发动机测试、启动和关机等功能，能对 发动机的温度和压力等性能参数进行监控，并以闭环 方式对主发动机的推力、混合比(推进剂油门)和推力 方向(喷管摇摆框架)进行调节。 外储箱用来储存液氢液氧推进剂。它是航天飞机 上最大的一个部件，也是迄今为止最大的推进剂储箱， 长47.1 m，直径8.64 m，共装推进剂700t多。外储箱 在航天飞机主发动机关闭时，尚未达到轨道速度，即 与航天飞机分离，然后沿着一条弹道再入路线坠毁并
轨道机动系统采用推力矢量控制，发动机喷管装在两 轴摆动框架上。控制推力矢量控制的指令由星上控制计算 机发出。航天飞机若要进入更高的轨道以完成所需要的各 种任务，除了使用左、右舱轨道机动系统外，还可在航天 飞机货舱内增设辅助推进装置，但要相应地减少有效载荷 的质量。
性国际空间站等。
10.1 航天飞机的结构组成
航 天 飞 机 记 录 片
目前，美国的整个航天飞机系统，是由一个轨道器、 一个外储箱和两个固体火箭助推器所组成，通常所说的 航天飞机就是指轨道器。航天飞机每飞行一次就要扔掉 一个外储箱，而固体火箭助推器和轨道器仍能重复使用。 轨道器可以重复使用100次，助推器可以重复使用20次。 因此当前的航天飞机是一种部分可重复使用的第一代空 间运输工具。
第十章 航天飞机的制导与控制
10.1 10.2 10.3 10.4 航天飞机的结构组成 航天飞机的控制系统 航天飞机的飞行控制 航天飞机再入与着陆的制导与控制
第十章 航天飞机的制导与控制
航天飞机是一种有人驾驶的、主要部分可以重复使用 的空间运输工具。它可以像火箭那样垂直起飞，像载人飞船 那样在轨道上运动，像飞机那样滑翔，在地面上水平着陆。 航天飞机除了运载和部署卫星以外，还可以检修、回收卫星， 或进行空间营救。在军事方面，航天飞机还可以执行载人近 地轨道实时侦察、拦截卫星、战略轰炸等任务。在空间科学 技术的应用方面也非常广泛，如发射空间实验室和建立永久
7．雷达高度表 根据无线电波反射原理，直接测量航天飞机离地面 的高度，而不要求地面辅助。该装置用在轨道器着陆阶 段。航天飞机上安装两套作为双重冗余系统。 8．战术空中导航系统 该系统引用飞机的战术空中导航系统，用在轨道器 离轨阶段。它采用军用L波段空中导航系统，从机上向地 面提供斜距和磁定向信息。机上共装三套，安装在前电 子设备舱内。每套由控制设备、多路转换器、上天线与 下天线和接收变换器等5个部分组成。
尽管航天飞机控制系统具有强大的控制功能和复杂的 结构，但它的基本结构和原理与其他各种控制系统依然 一致，可以由图4.1表示。轨道和姿态敏感器、轨道和姿 态执行机构、计算机依然是构成航天飞机控制系统的3个 基本单元。 10.2.1 航天飞机系统的测量敏感器
为了确定航天飞机系统的轨道和姿态，航天飞机系 统上采用了9种导航和姿态测量设备，总共40个敏感器， 在很多场合下把这些轨道和姿态测量简称为导航。机上 自主轨道确定往往需要精确的姿态信息，才能精确确定
两台固体火箭助推器是航天飞机系统的第三个部件，
它平行地安装在外储箱的两侧，航天飞机的下方。两台 固体火箭助推器的结构完全相同，每台助推器长约 45．46 m，直径3．7 m，自重83 t，可以装503 t的固 体推进剂，推力13 MN，可以重复使用20次。
10.2 航天飞机的控制系统
航天飞机控制系统代表了迄今为止最复杂的一种航天 器控制系统，它包括运载火箭、卫星和飞机3种不同的控 制，而且要求这三者有机地结合。航天飞机的飞行包括 发射上升、人轨、轨道运行、离轨和再人返回等阶段。 控制系统要保证航天飞机在各种飞行状况下正常执行任 务和安全可靠地运行。同时航天飞机又是载人航天器和 多次重复使用的，因此，该控制系统的可靠性和安全性 等方面的要求也都是极其严格的。航天飞机控制系统包 括轨道和姿态控制两个部分。轨道控制具体包括导航、 制导和控制3种功能。另外，还可以使航天飞机与同轨道 平面内最大相距560 km的目标相会合。
图10．4 航天飞机轨道机动系统与反作用控制系统
轨道机动系统的两台发动机均可重复使用100次，可 经受1,000次起动和15 h的连续点火，比推力为313 s，氧 化剂和燃料的混合比为1.65。两台发动机的结构和工作情 况是完全一样的，根据设计要求，当左、右舱系统中有一 个发生故障时，只用另一个系统仍可完成轨道机动任务。
每台固体助推器均由固体火箭发动机、推力矢量控制 系统、分离、回收、自爆安全、电子设备、推力终止、故 障检测等分系统以及头锥、前段、尾裙、支撑等结构组成。 两台固体火箭助推器是与航天飞机主发动机几乎同时 工作的，与主发动机平行燃烧，以提供最初的上升推力， 两分钟后依靠分离系统与航天飞机及其外储箱在50 km高 空同时分离。 每台助推器装有一套回收系统，它由引导伞、助力伞 和三顶主降落伞组成。
轨道器由前、中、尾三段机身组成，如图10.2所示。 前段结构可分为头锥和乘员舱两部分，头锥处于航天飞 机的最前端，具有良好的气动外形和防热系统，前段的 核心部分是处于正常气压下的乘员舱。这个乘员舱又可 分为三层：最上层是驾驶台，有4个座位，中层是生活舱， 下层是仪器设备舱。乘员舱为航天员提供宽敞的空间， 航天员在舱内可穿普通地面服装工作和生活。一般情况 下舱内可容纳4至7人，紧急情况下也可容纳10人。
3．轨道机动系统
轨道机动系统的主要功用是为航天飞机提供人轨、 轨道运行、变轨、交会和脱离轨道所需要的推力。轨道 机动系统的两台液体火箭发动机安装在位于后机身两侧 对称的两个外吊舱内。每个吊舱除了一台液体火箭发动 机外还包括一个高压氦气瓶、增压储箱用的减压器和控 制组件、一个燃料箱、一个氧化剂箱以及相应管路。航 天飞机的左右两个外吊舱组成左右两个机动系统，如图 10.4所示。每个系统可以携带4,087 kg的燃料和6,743 kg的氧化剂，在真空中产生27,000 N推力。
图lO.2 航天飞机结构示意图
航天飞机的中段主要 是有效载荷舱。这是一个 长18 m，直径4.5 m，容积 300的大型货舱，一次可携 带质量达29t多的有效载荷， 舱内可以装载各种卫星、 空间实验室、大型天文望 远镜和各种深空探测器等。
航天飞机的后段比较复杂，主要装有三台主发动机， 尾段还装有两台轨道机动发动机和反作用控制系统。在 主发动机熄火后，轨道机动发动机为航天飞机提供进入 轨道、进行变轨机动和对接机动飞行以及返回时脱离轨 道所需要的推力。反作用控制系统用来保持航飞机的 飞行稳定和姿态变换。除了动力装置系统之外，尾段还 有升降副翼、襟翼、垂直尾翼、方向舵和减速板等气动 控制部件。
9．加速度计 在轨道器前电子设备舱装一套横向和法向加速度计， 用来测量和控制航天飞机的过载。加速度计量程为±1g， 精度为±0．06g。 总之，航天飞机上共配置以上9种敏感器30套，共 40个。
10.2.2
航天飞机系统的执行机构
1．主发动机和外储箱
航天飞机的主发动机采用的是当今世界上最先进的 高压补燃氢氧发动机。航天飞机的主发动机是一种可重 复使用的、高性能、可调节推力的液体推进剂火箭发动 机，它为航天飞机提供主要推力。每一架航天飞机上装 有三台主发动机，发动机的结构完全一样，它们的配置 位置如图10.2所示，位于轨道器的尾部。为了严格监控 三台主发动机的工作状态并调节其推力的大小和方向， 每台主发动机都有一套可整体更换的发动机电子控制器，
5．气动参数测量系统 用来测量轨道器在离轨阶段与环境相对运动的信息。 共有两组，分别装在轨道器左右两侧，每组含有测量环 境温度和压力的两个敏感元件，共四套。这些相对运动 参数可供离轨阶段轨道器进行软件处理时使用，可为航 天员提供专门显示，在操纵轨道器时使用。 6．微波扫描波束着陆系统 用来测量航天飞机在着陆前最后20 km距离的精确 位置。
道器，外储箱和助推器进行介绍。
第一部件是轨道器，即航天飞机，它是整个系统 的核心部分。轨道器是整个系统中惟一可以载人的、 真正在地球轨道上飞行的部件，它很像一架大型的三 角翼飞机。它的全长37．24 m，起落架放下时高 17．27 m；三角形后掠机翼的最大翼展23．97 m；不 带有效载荷时质量68 t，飞行结束后，携带有效载荷 着陆的轨道器质量可达87 t。它所经历的飞行过程及 其环境比现代飞机要恶劣得多，它既要有适于在大气 层中作高超音速、超音速、亚音速和水平着陆的气动 外形，又要有承受再人大气层时高温气动加热的防热 系统。因此，它是整个航天飞机系统中，设计最困难， 结构最复杂，遇到的问题最多的部分。
3．航天员光学瞄准具 它由准直仪、光学十字线、光束分离器和光源组成。 当惯性测量单元偏差大于O.5°或星跟踪器不在视场内时， 航天员可人工操作光学瞄准具对惯性测量单元进行校准， 同时也可以用来检查发动机关机点的轨道器姿态。
4．速率陀螺
它作为航天飞机的姿态和速率测量的敏感器，共采 用10个。其中4个斜装用在轨道器上升、离轨和再入着陆 阶段，另外6个分别安装在两台固体助推火箭上，用于俯 仰和偏航通道的测量。
在海上安全散落。
航天飞机的三台主发动机和一个外储箱构成了主发 动机系统，结构如图10．3所示。
图10．3 航天飞机主发动机系统
2．固体火箭助推器
航天飞机主发动机及其外储箱推进系统，虽然具 有强大的推力，但还不足以使整个航天飞机系统飞离 发射台并升人空中，还必须借助辅助的推进装置并提 供更多的推力，以便共同把航天飞机系统推向高空。 航天飞机系统所采用的辅助推进装置，就是固体火箭 助推器，其主要部件是固体火箭发动机。 航天飞机系统上配置了两台固体助推火箭，这是 迄今为止世界上最大和最重的固体火箭发动机。这两 台助推器的结构完全一样，是细长形圆柱体结构。
天 飞哥 机伦 首比 飞亚 记” 录号 片航 “
航天飞机系统整体外形结构如图10.1所示。轨道器 驮在外储箱上，两台固体火箭助推器则平行地挂在外储 箱的两侧。当航天飞机竖立在发射台上时，整个系统依 靠助推器的尾裙支撑。整个系统全长56．14 m，高 23.34 m，起飞总质量2 000 t多，海平面的起飞总推力 为31,400 kN。航天飞机系统的整体几何尺寸也如图 10.1所示。下面分别针对航天飞机系统的三大部件：轨