航天概论课件 第一章

☆ 到元、明时代，“起火”已在民间流行，
火箭武器也在军事应用中得到发展，出现了
原始的“捆绑”、“多级”火箭和“回收”
技术。明代史籍记载的“神火飞鸦”、“火
龙出水”、“飞空砂筒”是这三种技术的代
表。 ☆ 世界上第一个试图乘火箭上天的开拓者也 出现在中国。 ☆ 中国古代火箭技术的发展，其时之早，技 艺之高，在世界上遥遥领先。
验的实践中，培养造就了一批杰出的科学家和航天
技术专家。
☆
依靠在全国范围内形成的这支雄厚的力量，
我国已能够研制具有不同运载能力的运载火 箭系列和不同用途的各类航天器。在导弹武
器基础上发展起来的中国航天事业正在迅猛、
蓬勃地崛起，并挤身于世界先进行列。
1.3.2 中国航天事业的成就
☆ 20世纪50年代后期起步的中国航天事业，经历 了不到半个世纪的历程。在自力更生、艰苦奋斗、 团结协作方针的指引下，依靠自己的力量，用小 于其它航天强国两个数量级的低额投资，建立了 相当规模的航天工业体系，发展了具有世界水平 的航天技术，取得了举世瞩目的成就。
在没有大气层的星球表面着陆的条件。
☆
美国的 R.H.戈达德
·阐述了火箭运动的基本数学原理，讨论了用火箭
将载荷送上月球的可能方案。
·成功发射了世界上第一枚液体火箭，成为液体火
箭的实际创始人。
·首次利用陀螺控制燃气舵操纵火箭飞行。
☆
德国的 H.奥伯特 · 提出空间火箭点火的理论公式和脱离地球引力
的方法； · 他的著作《飞往星际空间的火箭》和《通向空
☆ 1966年初，中科院正式成立了卫星设计院，开 始了“东方红一号”卫星的总体设计，并着手筹 建有关的试验室。
☆ 1967年6月，中央军委常委会议研究了组建空间 技术研究院的问题。 1968年2月20日，中国空间 技术研究院正式宣告成立，由钱学森兼任院长， 列入军队编制，由国防科委直接领导。 ☆ 1970年5月，空间技术研究院划归七机部领导。 1973年7月，空间技术研究院脱离军队编制，正式 隶属七机部建制。从此，在七机部形成了人造卫 星和运载火箭配套的科研生产体制。
和基本建设工作。
☆
1965年，是我国航天史上具有重大转折意义的一
年。6月1日，国防部五院正式由研究院编制转为工
业部编制，由军队建制转为地方建制。
☆ 1965年5月，中央专门委员会决定，承担战术导
弹研制任务的上海机电二局及其所属工厂和研究所
划归七机部建制。之后，七机部为加强上海地区的 研究设计力量，从北京搬迁5个研究所到上海，形 成了配套比较完整的上海航天基地。
☆ 航天技术成为高新技术发展中最重要的环
节是顺理成章的
·航天技术集诸多学科领域之大成，它的需求推动
各学科领域向前发展。
·航天技术的发展和应用，为各高新技术领域的发
展提供了新的思路和手段，加速了工业、农业、科 学技术和国防现代化的发展。 ·航天技术的发展与国家安全、政治、科技、社会 和经济的发展紧密联系，是综合国力的重要标志之
☆ 1962年11月，中央宣布成立以周恩来总理为首、 各有关方面负责人参加的中央专门委员会，负责 领导我国的国防尖端技术事业。 ☆ 1964年11月23日，中共中央、国务院发出了《关 于成立第七机械工业部的通知》，决定以国防部 第五研究院为基础，组建第七机械工业部，统一 管理导弹、火箭工业的科研、设计、试制、生产
1.1.3 现代航天技术的奠基者
☆ 俄国的К .Э .齐奥尔科夫斯基
·建立了火箭运动的基本公式，从理论上证明了利
用多级火箭可以克服地球引力进入太空，论证了火 箭用于星际航行的可行性。 ·肯定了液体火箭发动机是航天器最适合的动力装 置，为运载火箭的发展指出了方向； ·研究了卫星轨道和空间开发设想，提出了空间站 概念，以及航天器在地面起飞、在星际空间飞行和
☆ 1971年4月，苏联发射世界上第一个空间站“礼炮 1号”，运行175天，完成了天体物理、航天医学、
生物学、地球资源考察和微重力技术试验等任务。
☆ 1973年5月14日，美国发射了“天空实验室”，在
轨运行2249天，是第一个实际投入长期使用的空间
站。 ☆ 1981年4月12日，世界上第一架可重复使用的美国 “哥伦比亚号”航天飞机试飞成功，在轨道上运行 54小时后安全着陆。
术发展史上一个重要的里程碑。
·积累了研制现代火箭系统的经验和配套的工业设施。
至此，人类初步掌握了脱离大气层进入太空的基本
手段。
1.1.5 揭开人类探索太空的序幕
☆ 1957年10月4日，前苏联成功发射了世界上第一颗 人造地球卫星，揭开了人类探索太空的新纪元。 ☆ 1961年4月12日，世界上第一艘载人飞船“东方号” 发射成功，前苏联航天员Ю.А.加加林成为人类进 入太空第一人。 ☆ 1969年7月20日，美国发射了“阿波罗11号”飞船 登月成功，航天员N.A.阿姆斯特朗和E.E.奥尔德林 成为人类登上月球的第一批人员，完成任务后成功 返回地球。
（1） 火箭和空间技术
☆ 我国于1970年4月24日成功地发射了第一颗人造
☆
随着空间技术研究院的建立，北京基地的充实、
加强，各三线基地和上海基地的相继建成和完善，
我国航天工业已形成比较完整配套的体系，并且达
到了相当的规模。 ☆ 与此同时，我国航天发射场和地面测控网的建设 初具规模；各工业部门、中科院和高等院校承担航 天协作任务的技术力量也得到加强。
☆ 在导弹、运载火箭和人造卫星的设计、研制、试
1.2.1 航空器的分类和特点
☆ 航空器的特点：必须产生大于自重的升力才 能升空飞行。 ☆ 航空器的分类：轻于空气的航空器和重于空 气的航空器。 ☆ 轻于空气的航空器：主体是一个气囊，充以 密度比空气小得多的气体。由于平均比重小于 空气的比重，在空气中受到空气浮力的作用， 可以漂浮在空气之中。
☆ 重于空气的航空器：通过在大气中的运动 产生升力，支持航空器在大气中飞行。
1.2.2
航天器的分类和特点
☆ 航天器是在大气层外空间运行的飞行器的 总称。
1.2.3
火箭的分类和特点
☆ 火箭的特点：靠火箭发动机喷射工质而产 生反作用力向前推进。它携带的推进剂包括 燃烧剂和氧化剂，不依靠外界的工质（空气） 产生推力，因此既可以在大气层内，也可以 在大气层外飞行。
☆ 根据不同的任务和用途，火箭可以装载不 同的有效载荷。当它装载卫星、飞船等各类 航天器，承担将航天器送入预定轨道时，就 称为运载火箭；装载某些科学仪器，承担探 测地球大气层参数时，就称为探空火箭；装 载战斗部，承担作战任务时，就成为火箭武 器，其中具有制导控制能力的，称之为导弹。
织有关专家拟定人造卫星发展规划。
☆
为了充分利用上海地区的工业基础，1958年11月，
组建了上海机电设计院，由中科院和上海市双重领 导，开始了探空火箭研制和空间物理的研究工作。 ☆ 1960年2月19日，我国自行研制的第一枚探空火箭 T-7M7在上海南汇地区的简易发射场上发射成功。 ☆ 1961年6月开始，中科院由裴丽生、钱学森、赵九 章主持举办了星际航行座谈会，许多科学家和青年 科技工作者参加了这些学术活动，他们中的一批人 后来成为我国航天科技队伍的领导者和骨干。
☆ “长征”系列运载火箭 由“长征1号”、“长征2号”、“长 征3号”和“长征4号”等组成。其中 “长征3号”为三级火箭，直径3.35米， 长度43.25米，起飞重量202吨，一级推力 2746千牛顿。运载能力为近地轨道5吨，
太阳同步轨道2.7吨，地球同步轨道1.3吨。
1.3 当代中国的航天事业
☆
1963年，中科院成立了星际航行委员会，负责制
定星际航行发展规划，安排空间技术的预研课题，
为我国航天事业早期的发展，做了大量开拓性的工
作。
☆
1960年，我国开始自行设计研制地地弹道式导弹，
1964年6月29日，我国第一枚自行设计的中近程火
箭再度飞行试验，获得圆满成功。揭开了我国导弹
和火箭发展史上新Fra Baidu bibliotek一页。

从公元10世纪的中国火箭，到第二次世界大 战的V-2导弹，人类出于军事需求发展了火箭 技术，却为航天技术的发展奠定了坚实的基础。 从20世纪40年代以来，航天技术以惊人的速度 发展并日臻完善，取得了一个又一个前所未有 的巨大成就。航天技术已成为世界新技术革命 的一个重要组成部分。展望未来，随着科学技 术和工业基础的不断发展，航天技术将会有更 大的突破并更趋完善，21世纪将是全面、积极 开发利用太空为人类造福的新世纪。
☆ 1956年10月8日，是我国航天事业奠基的历史 性纪念日。我国第一个导弹研究机构——国防部 第五研究院，正式宣布成立，由著名科学家钱学 森任院长。 ☆ 1958年5月17日，毛泽东同志在党的八大二次会 议上发出了“我们也要搞人造卫星”的号召。同 年8月，国务院科学规划委员会将发射人造卫星
列入发展规划，责成中国科学院和国防部五院组
1. 2 飞行器的分类和特点
飞行器可分为三大类：航空器、航天器、
火箭与导弹。在大气层内，利用空气升力升
空飞行的飞行器，称为航空器。主要在大气
层外空间运行的飞行器，称为航天器。火箭
是以火箭发动机为动力的飞行器，可在大气
层和大气层外飞行；导弹是带有战斗部的可
控制火箭；运载火箭是带有航天器，并将航
天器送入预定轨道的可控制火箭。
V-2火箭采用垂直发射方式，控制系统采用带程序
装置和陀螺积分仪的自主式陀螺控制系统。
☆ V-2成功的意义
·实现了19世纪末到20世纪初航天技术先驱者们的技 术设想，为大型复杂的火箭系统的研制工程和组织管 理积累了经验，同时培养和造就了一批有实践经验的 火箭专家。
· 人类历史上第一件向地球引力挑战的工具，是航天技
1.3.1 中国航天事业的崛起
☆ 1956年4月，在周恩来总理主持的中央军委会议 上，听取了钱学森同志关于在我国发展导弹技术的 规划设想。在当时我国经济还十分落后，工业基础 和科学技术还十分薄弱的情况下，为了将有限的人 力、物力、财力集中使用到最重要、最急需、最能 影响全局的方面并首先取得突破，党和国家决定重 点发展以导弹、原子能为代表的尖端技术，即所谓 “两弹为主，导弹优先”的方针。
航天概论
第一章 绪 论
1.1 航天技术的发展史
1.1.1 航天技术是现代科学技术中最重要的 高新技术之一
☆ 什么是航天技术?
·人类翱翔天空，遨游宇宙的理想；
·现代的航天技术是探索、开发和利用太空以及地球
以外天体的综合性工程技术；
·涉及各门基础学科和现代工程技术的各个领域；
·应用遍及诸多国民经济的重要领域。
一。
·就提高国家、民族的国际地位，国家安全和军事 威慑力量而言，其作用是任何其它技术和产品不 可代替的。
1.1.2 古代中国是火箭的故乡
☆ “火箭” 一词最早出现在三国时期（公元 220～265年）。 ☆ 真正靠火药燃烧产生气体喷气推进的火箭 雏型是出现于南宋孝宗年间（公元1163～ 1189年）的炮仗和烟火。 ☆ “起火”，是 真正意义上靠喷 气推进的火箭。
☆
1965年7月，中科院受国防科委委托，提出了
《关于发展我国人造卫星工作的规划方案建议》。
中央专委先后批准了上述设想和规划建议，决定
将这项工作纳入国家计划，全面开展研制工作 。 ☆ 1965年9月，中科院开始组建人造卫星设计院，
并着手制定我国第一颗人造卫星的总体方案。10 月， 召开第一颗人造卫星总体方案论证会。我国 的人造卫星事业开始从多年的学术和技术准备转 入工程研制。
☆
1965年下半年，在中央的关怀及有关部门和地方
的支持下，七机部开始了大规模的三线建设。至此，
我国航天工业体系初具规模，较之国防部五院时期，
组织规模进一步扩大，试制、生产能力得到增强， 组织管理更加集中统一，为我国航天事业的大发展 奠定了坚实的基础。 ☆ 1965年1月，当年倡导我国要搞人造卫星的知名科 学家赵九章、钱学森等先后上书中央，建议加速我 国空间技术的发展。
间之路》在理论方面，对早期火箭技术和航天学的
发展有较大的影响。
1.1.4 现代大型火箭的初型——V-2火箭
☆ V-2是单级液体火箭，全长14米，重13吨，箭体 直径1.65米，尾翼展长1.95米，最大射程320公里， 最大飞行高度96公里，最大飞行速度1600米/秒， 飞行时间约320秒，有效载荷约1吨，命中精度圆公 里偏差5公里。V-2的动力系统为液氧/酒精液体火 箭发动机，推力260千牛顿，最长工作时间68秒。