浅谈航天飞机讲解

海拉尔二中研究性学习

结题报告

报告题目

二〇一五年七月六日

目录

引言 (1)

航天飞机的初步认识 (2)

美国航天飞机的发展历史 (3)

航天飞机的“弊” (5)

航天飞机的探索的意义与启示 (6)

结论 (7)

引言

随着世界航空航天事业的发展，投入到航空航天领域的人力物力也不断增加。我组本着对航空事业的进一步探索，将对航天事业的热爱更多元且全面的表现出来而选择了“宇航生活与航天飞机”课题。

我组进行的研究目的主要有二：一，对航天飞机的结构与原理进行初步认识。二，了解航天飞机的发展史。通过对航天飞机的发展进程，探究航天飞机发展中的历史必然性及偶然性。

航天飞机的产生本是一次大胆的创新，也是世界航空领域的重要进步，然而航天飞机的产生却从某种程度上对现阶段航空技术的发展产生了很大的阻碍。我组待解决的问题便是对航天飞机的发展进行分析，对此得出客观准确的评价。

1 航天飞机的初步认识

1.1什么是航天飞机

航天飞机（Space Shuttle，又称为太空梭或太空穿梭机）是可重复使用的、往返于太空和地面之间的航天器，结合了飞机与航天器的性质。它既能代表运载火箭把人造卫星等航天器送入太空，也能像载人飞船那样在轨道上运行，还能像飞机那样在大气层中滑翔着陆。航天飞机为人类自由进出太空提供了很好的工具，它大大降低航天活动的费用，是航天史上的一个重要里程碑。

1.2 航天飞机的基本构造

1.2.1基本组成部分

航天飞机是一种借助外挂助推器垂直起飞、自身可以水平降落的载人航天器，它以火箭发动机为动力发射到太空，能在轨道上运行，且可以往返于地球表面和近地轨道之间，可部分重复使用的航天器。它由轨道器、固体燃料助推火箭和外储箱三大部分组成。

1.2.2外部燃料箱

外表为铁锈颜色，主要由前部液氧箱、后部液氢箱以及连接前后两箱的箱间段组成。外部燃料箱负责为航天飞机的3台主发动机提供燃料。外部燃料箱是航天飞机三大模块中唯一不能重复使用的部分，发射后约8.5分钟，燃料耗尽，外部燃料箱便被坠入到大洋中。

1.2.3火箭助推器

这对火箭助推器中装有助推燃料，平行安装在外部燃料箱的两侧，为航天飞机垂直起飞和飞出大气层进入轨道，提供额外推力。在发射后的头两分钟内，与航天飞机的主发动机一同工作，到达一定高度后，与航天飞机分离，前锥段里降落伞系统启动，使其降落在大西洋上，可回收重复使用。

1.2.4轨道器

即航天飞机本身，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37.24m，起落架放下时高17.27m；三角形后掠机翼的最大翼展23.97m；不带有效载荷时质量68t，飞行结束后，携带有效载荷着陆的轨道器质量可达87t 。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，又要有承受载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

2 美国航天飞机的发展历史

2.1 20世纪美航天飞机的发展

1981年4月12日，第一架航天飞机哥伦比亚号航天飞机发射，宇航员约翰·杨和克里平揭开了航天史上新的一页。

从1981年至1993年底，美国一共有5架航天飞机进行了79次飞行，其中哥伦比亚号航天飞机15次，挑战者号10次，发现者号17次，亚特兰蒂斯号12次，奋进号25次。每次载宇航员2至8名，飞行时间从2天到14天。在12年中，已有301人次参加航天飞机飞行，其中包括18名女宇航员。航天飞机的59次飞行中，在太空施放卫星50多颗，载2座空间站到太空轨道，发射了3个宇宙探测器，1个空间望远镜和1个γ射线探测器，进行了卫星空间回收和空间修理，开展了一系列科学实验活动，取得了丰硕的探测实验成果。美国航天飞机创造了许多航天新纪录。

2.2 21世纪美航天飞机的发展

2003年2月1日，“哥伦比亚”号在返回地面过程中于空中解体，成为继“挑战者”之后的第二艘失事的航天飞机。

2005年8月9日，美国“发现”号航天飞机在美国加利福尼亚州的爱德华兹空军基地安全降落，结束了长达14天的太空之旅。这是自“哥伦比亚”号航天飞机失事后，美国航天飞机首次顺利地重返太空，并且平安回家。

2006年17日，发现号航天飞机在佛罗里达州肯尼迪航天中心成功着陆。此次发现号顺利完成国际空间站维修和建设任务，并为国际空间站送去一名宇航员。

2009年，美国东部时间5月11日下午2时左右，美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空，机上7名宇航员将对哈勃太空望远镜进行最后一次维护。美国西部时间24日8时39分，“亚特兰蒂斯”号航天飞机载着7名宇航员安全降落在加利福尼亚州爱德华兹空军基地，圆满完成了对哈勃太空望远镜最后一次维护的飞行任务

2009年7月15日（北京时间16日6时3分），美国“奋进”号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心成功升空，启程前往国际空间站日本舱安装最后一个组件。

2009年8月，美国东部时间28日23时59分（北京时间29日11时59分），美国“发现”号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。“发现”号搭载7名宇航员，从肯尼迪航天中心发射升空前往国际空间站，运送数吨的补给和设备。此前，“发现”号的发射已三次被延迟。25日因为天气状况推迟，随后于26和28日两度推迟，主要原因是装有液体氢的燃料箱阀门出现问题。

2009年9月美国东部时间11日晚间7时47分(北京时间12日上午7时47分)发现号开始点火进行变轨，于当天晚间8时53分(北京时间12日上午8时53分)在爱德华兹空军基地安全着陆。

2010年美国东部时间4月5日早上6点21分(北京时间18时21分)，美国“发现号”航天飞机顺利发射升空，携带7名宇航员前往国际空间站。此次“发现号”除载有4名男性宇航员外，还携带有3名女性宇航员，将在国际空间站与1名女性宇航员会合，创造史上上太空的女性宇航员人数最多的纪录，达到4人。

2011年2月24日美国“发现”号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空，前往国际空间站，服役近27年的“发现”号将最后一次执行飞行任务。