【簡(jiǎn)介:】本篇文章給大家談?wù)劇丁穼?duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)各位有所幫助。本文目錄一覽:
1、航天飛機(jī)是怎么發(fā)明的?
2、空天飛機(jī)經(jīng)歷怎樣的研制過(guò)程?
3、戰(zhàn)神一號(hào)運(yùn)載火箭的設(shè)計(jì)歷史是怎
本篇文章給大家談?wù)劇丁穼?duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)各位有所幫助。
本文目錄一覽:
- 1、航天飛機(jī)是怎么發(fā)明的?
- 2、空天飛機(jī)經(jīng)歷怎樣的研制過(guò)程?
- 3、戰(zhàn)神一號(hào)運(yùn)載火箭的設(shè)計(jì)歷史是怎樣的?
- 4、航天飛機(jī)是如何誕生的?
- 5、航天飛機(jī)的發(fā)展過(guò)程是什么?
- 6、航天飛機(jī)是什么時(shí)候研制出的?
航天飛機(jī)是怎么發(fā)明的?
美國(guó)“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)升空
1981年4月12日,世界上第一架可重復(fù)使用的美國(guó)航天飛機(jī)“哥倫比亞”號(hào)在肯尼迪航天中心發(fā)射升空,飛向地球軌道,進(jìn)行第一次飛行試驗(yàn)。而20年前的這一天,人類才首次進(jìn)入太空。
航天飛機(jī)是一種有人駕駛的、可以重復(fù)使用的航天飛行器,是往返于地球和外層空間的空間運(yùn)載工具,一身兼有火箭、飛艇和飛機(jī)三者之長(zhǎng)。美國(guó)早在1969年就開始進(jìn)行航天飛機(jī)的可行性和技術(shù)條件的研究,70年代進(jìn)行制造。第一個(gè)軌道飛行器“企業(yè)號(hào)”于1977年8月12日由改裝的波音747飛機(jī)背負(fù),進(jìn)行了載人滑翔著陸試驗(yàn),而第二個(gè)就是“哥倫比亞”號(hào)。
哥倫比亞航天飛機(jī)是由軌道飛行器,外儲(chǔ)箱和兩個(gè)助推器組成。軌道飛行器是航天飛機(jī)的主要部件,由機(jī)頭、機(jī)身、機(jī)屬以及兩個(gè)三角形機(jī)翼和垂直屬更構(gòu)成,總長(zhǎng)37米,翼民黨2 4米,重68噸。機(jī)頭是密封駕駛艙,可坐4—7人,艙內(nèi)具有與地面大致相同的大氣環(huán)境,在室內(nèi)工作可以不穿宇宙服。機(jī)身是個(gè)大貨艙,可裝23噸貨物。
“哥倫比亞號(hào)”航天飛機(jī)的發(fā)射,對(duì)于肯尼迪航天中心周圍成千上萬(wàn)的圍觀者來(lái)說(shuō)是一幅奇異的景色。航天飛機(jī)防空而起的速度比很多熟知各種航天器起飛情況的人所想象的還要快得多。從兩個(gè)團(tuán)體燃料助推器尾部噴。噴出的桔黃色火舌有180米長(zhǎng),60米寬。它烤得外掛燃料箱后部發(fā)出耀眼的白色光澤。長(zhǎng)長(zhǎng)的灰白色塔柱形煙霧拖在飛機(jī)后面,一直可以延伸到發(fā)射架。其景色之壯觀可以和1972年阿波羅17號(hào)飛船的發(fā)射相媲美。
哥倫比亞首航的指令長(zhǎng)是約翰·揚(yáng),駕駛員是羅伯特·克里平。他們的主要任務(wù)是在太空試驗(yàn)航天飛機(jī)各個(gè)系統(tǒng)的機(jī)能,打開和關(guān)閉飛機(jī)的貨艙門,緊急穿戴壓力服等?!案鐐惐葋喬?hào)”按預(yù)定計(jì)劃統(tǒng)地球飛行了36圈,歷時(shí)54小時(shí) 20分。14日,航天飛機(jī)在美國(guó)加利福尼亞州愛(ài)德華空軍基地安全著陸。
“哥倫比亞號(hào)”的首航成功,為人類開發(fā)和利用空間提供了一種新的運(yùn)載工具,這是空間科學(xué)技術(shù)的一個(gè)重大突破,標(biāo)志著空間科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段?!案鐐惐葋喬?hào)”1982年11月進(jìn)行了第次商業(yè)飛行,將兩顆通訊衛(wèi)星射入同步軌道。
空天飛機(jī)經(jīng)歷怎樣的研制過(guò)程?
空天飛機(jī)是既能航空又能航天的新型飛行器?它像普通飛機(jī)一樣起飛,以高超音速在大氣層內(nèi)飛行,在30~100公里高空的飛行速度為12~25倍音速,并直接加速進(jìn)入地球軌道,成為航天飛行器,返回大氣層后,像飛機(jī)一樣在機(jī)場(chǎng)著陸?
在此之前,航空和航天是兩個(gè)不同的技術(shù)領(lǐng)域,由飛機(jī)和航天飛行器分別在大氣層內(nèi)?外活動(dòng),航空運(yùn)輸系統(tǒng)是重復(fù)使用的,航天運(yùn)載系統(tǒng)一般是不能重復(fù)使用的?而空天飛機(jī)能夠達(dá)到完全重復(fù)使用和大幅度降低航天運(yùn)輸費(fèi)用的目的?
20世紀(jì)60年代初,就有人對(duì)空天飛機(jī)作過(guò)一些探索性試驗(yàn),當(dāng)時(shí)它被稱為“跨大氣層飛行器”?由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)?經(jīng)濟(jì)條件相差太遠(yuǎn),且應(yīng)用需求不明確,因而中途夭折;80年代中期,在美國(guó)的“阿爾法”號(hào)永久性空間站計(jì)劃的刺激下,一些國(guó)家對(duì)發(fā)展載人航天事業(yè)的熱情普遍高漲,積極參加“阿爾法”號(hào)空間站的建造?
據(jù)估計(jì),空間站建成后,為了開發(fā)和利用太空資源?向空間站運(yùn)送人員?物資和器材等任務(wù)每年將達(dá)到數(shù)千次之多?這些任務(wù)如果用一次性運(yùn)載火箭?載人飛船或航天飛機(jī)來(lái)完成,那么一年的運(yùn)輸費(fèi)用將達(dá)到上百億美元?為了尋求一種經(jīng)濟(jì)的天地往返運(yùn)或系統(tǒng),美?英?德?法?日等國(guó)紛紛推出了可重復(fù)使用的天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)方案?
1986年,美國(guó)提出研制代號(hào)為X-30的完全重復(fù)使用的單級(jí)水平起陣的“國(guó)家航空航天飛機(jī)”,其特點(diǎn)是采用組合式超音速燃燒沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)?
英國(guó)提出了一種名叫“霍托爾”(或譯“霍托克”,意為“水平起落航空航天飛機(jī)”)的單級(jí)水平起降空天飛機(jī),其特點(diǎn)是采用一種全新的空氣液化循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)?
90年代,他們又提出了一個(gè)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)小,開發(fā)費(fèi)用低的新方案?德國(guó)則提出兩級(jí)水平起降空天飛機(jī)“桑格爾”,第一級(jí)實(shí)際上相當(dāng)于一架超音速運(yùn)輸機(jī),第二級(jí)是以火箭發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的有翼飛行器?兩級(jí)都能分別水平著陸?法國(guó)和日本也提出過(guò)自己的空天飛機(jī)設(shè)想?
80年代末,這股空天飛機(jī)熱達(dá)到高潮?也激起了中國(guó)航空航天專家的很大興趣?
戰(zhàn)神一號(hào)運(yùn)載火箭的設(shè)計(jì)歷史是怎樣的?
戰(zhàn)神一號(hào)運(yùn)載火箭和戰(zhàn)神五號(hào)運(yùn)載火箭這兩款運(yùn)載火箭顯現(xiàn)出美國(guó)國(guó)家航空航天局的工程概念?戰(zhàn)神一號(hào)運(yùn)載火箭將配有一支五段式的固態(tài)火箭(非航天飛機(jī)的四段式固態(tài)輔助火箭),第二節(jié)長(zhǎng)度較第一節(jié)短?
增進(jìn)運(yùn)輸系統(tǒng)計(jì)劃書
洛克希德馬丁公司于1995年和馬歇爾太空飛行中心簽約增進(jìn)運(yùn)輸系統(tǒng)計(jì)劃書,其執(zhí)行綱要概述一些類似戰(zhàn)神一號(hào)運(yùn)載火箭的太空運(yùn)載工具,液體燃料的第二節(jié)位于大型固態(tài)火箭之上,并考慮在邊變更型的第二節(jié)使用J-2S及航天飛機(jī)主引擎引擎?
探測(cè)系統(tǒng)建造計(jì)劃書
2004年1月,在布什總統(tǒng)宣布太空探索的愿景后,于2005年4月29日授予美國(guó)國(guó)家航太暨太空總署一份探測(cè)系統(tǒng)建造計(jì)劃書表示:以最高標(biāo)準(zhǔn)建造能達(dá)到月球或火星的載人及載物之太空運(yùn)載工具,并能達(dá)到載人的標(biāo)準(zhǔn)及能往返于國(guó)際太空站及地球間?為了研制能夠維持人類機(jī)能及易于操縱的探測(cè)月球設(shè)備,必須確認(rèn)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)及增進(jìn)各項(xiàng)探測(cè)系統(tǒng)?
火箭動(dòng)力系統(tǒng)的建造
美國(guó)國(guó)家航太暨太空總署計(jì)劃以航天飛機(jī)現(xiàn)有的設(shè)備來(lái)建造戰(zhàn)神一號(hào)運(yùn)載火箭?起先要使用航天飛機(jī)的四段式固態(tài)輔助火箭(SRB)做為第一節(jié),并以一顆航天飛機(jī)主引擎為第二節(jié)?載貨的火箭則與原設(shè)計(jì)相同,將使用五段式的固態(tài)輔助火箭,而末端節(jié)使用一顆航天飛機(jī)主發(fā)動(dòng)機(jī)?
雖然戰(zhàn)神一號(hào)運(yùn)載火箭在初步憑估后可以成功的作為運(yùn)載火箭,但進(jìn)一步模擬測(cè)試發(fā)現(xiàn)四段式的第一節(jié)固態(tài)運(yùn)載火箭可能無(wú)法負(fù)擔(dān)獵戶座太空船的酬載重量;所以在2006年1月,美國(guó)國(guó)家航空航天局宣布將減少獵戶座太空船的大小,并改用五段式之第一節(jié)固態(tài)運(yùn)載火箭,第二節(jié)運(yùn)載火箭引擎也從一顆航天飛機(jī)主引擎(SSME)改為阿波羅改良版的J-2X火箭引擎?
從四段式固態(tài)運(yùn)載火箭轉(zhuǎn)變?yōu)槲宥问焦虘B(tài)運(yùn)載火箭讓美國(guó)國(guó)家航空航天局可以達(dá)到與計(jì)劃書相同的要求(雖然固態(tài)運(yùn)載火箭的段數(shù)也可用其它數(shù)量),但選用五段式固態(tài)運(yùn)載火箭主要原因是要配合J-2X火箭引擎?
一顆要價(jià)大約2-2.5千萬(wàn)美元的J-2X火箭引擎,只需結(jié)構(gòu)復(fù)雜航天飛機(jī)主引擎的一半價(jià)格(5.5千萬(wàn)美元)?J-2X火箭引擎不像航天飛機(jī)主引擎只能在地面(非真空)點(diǎn)火,J-2X火箭引擎可在地面或接近真空的狀態(tài)下點(diǎn)燃?
這種特殊的空氣動(dòng)力學(xué)原理在農(nóng)神五號(hào)的S-IVB節(jié)即被使用,當(dāng)時(shí)的火箭引擎是J-2火箭引擎,這顆火箭引擎將阿波羅太空船送上月球?在另一方面,航天飛機(jī)主引擎只要經(jīng)過(guò)廣泛的改良及測(cè)試,也可以在真空中產(chǎn)生動(dòng)力(如果戰(zhàn)神一號(hào)運(yùn)載火箭可以精確進(jìn)入飛行軌道和獵戶座太空船預(yù)備有足夠的燃料時(shí)),如果航天飛機(jī)主引擎可以在接近真空的狀態(tài)下點(diǎn)燃,即可在太空中重復(fù)點(diǎn)燃?美國(guó)國(guó)家航空航天局此項(xiàng)測(cè)試并未在地面抽真空實(shí)際執(zhí)行,而是在1988年STS-26以前太空中的主引擎測(cè)試短暫點(diǎn)燃航天飛機(jī)主引擎?
美國(guó)國(guó)家航太暨太空總署宣布ATKThiokol公司將建造戰(zhàn)神一號(hào)運(yùn)載火箭的第一節(jié)固態(tài)運(yùn)載火箭,目前則為航天飛機(jī)建造固態(tài)輔助火箭?ATK也標(biāo)下戰(zhàn)神一號(hào)運(yùn)載火箭的末端節(jié)建造工程?
洛克達(dá)因公司旗下的派翠特懷特尼公司(正式的說(shuō)法是火箭威爾公司和波音北美公司旗下的公司),是主要制作J-2X火箭引擎的次承包商,合約內(nèi)容包括測(cè)試J-2X火箭引擎等項(xiàng)目,測(cè)試地點(diǎn)在阿拉巴馬州的罕茨維爾的南方?
2007年1月4日,美國(guó)國(guó)家航太暨太空總署宣布戰(zhàn)神一號(hào)運(yùn)載火箭完成系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試,是繼航天飛機(jī)后的第一個(gè)通過(guò)測(cè)試的載人太空載具,此測(cè)試為設(shè)計(jì)過(guò)程中重要的里程碑,并確保戰(zhàn)神一號(hào)運(yùn)載火箭完成星座計(jì)劃中重要的一環(huán)?
美國(guó)國(guó)家航太暨太空總署也宣布燃料槽的新設(shè)計(jì),并不以航天飛機(jī)外部燃料槽的內(nèi)槽技術(shù)分開液態(tài)氫槽及液態(tài)氧槽,而是用類似農(nóng)神五號(hào)的S-II及S-IVB節(jié)的隔板將兩槽分開,借此可使第二節(jié)較短且輕,且免去設(shè)計(jì)第二節(jié)及獵戶座太空船連結(jié)處所必須承受太空船的重量?
2007年12月12日,美國(guó)國(guó)家航太暨太空總署宣布由波音公司提供及裝配戰(zhàn)神一號(hào)運(yùn)載火箭的控制系統(tǒng)?
航天飛機(jī)是如何誕生的?
20世紀(jì)80年代初期投入使用的航天飛機(jī),是現(xiàn)代衛(wèi)星和載人飛船技術(shù)、運(yùn)載火箭技術(shù)、航空技術(shù)綜合發(fā)展的產(chǎn)物,這種飛行器的設(shè)想由來(lái)已久。早在20世紀(jì)初就有人提出過(guò)用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)做動(dòng)力裝置的飛機(jī)。第二次世界大戰(zhàn)前夕,由于軍事上的需要,法西斯德國(guó)曾將這一設(shè)想付諸實(shí)施,并于1941年研制成了ME-163型火箭飛機(jī),時(shí)速可達(dá)1000千米。
第二次世界大戰(zhàn)后,設(shè)計(jì)和研制可重復(fù)使用的火箭飛機(jī)的活動(dòng)十分活躍,各國(guó)科學(xué)家和工程技術(shù)人員為了把火箭技術(shù)和航空技術(shù)結(jié)合起來(lái),不僅進(jìn)行了各種技術(shù)途徑的探索和研究,而且還做了大量的設(shè)計(jì)和研制實(shí)驗(yàn)。
美國(guó)貝爾公司設(shè)計(jì)的X-15型火箭飛機(jī)曾進(jìn)行過(guò)近200次的飛行試驗(yàn),最大時(shí)速達(dá)到7300千米,最大高度為106千米,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了大氣層的范圍。這些研究工作,對(duì)于探索可重復(fù)使用的空間運(yùn)輸系統(tǒng)的技術(shù)途徑,都做出了有益的貢獻(xiàn),甚至可以說(shuō),X-15型火箭飛機(jī)就是航天飛機(jī)的雛形。
20世紀(jì)60年代美國(guó)研制的“阿波羅”宇宙飛船等航天器所進(jìn)行的載人太空飛行,以及軌道對(duì)接、宇航員艙外活動(dòng)等一系列載人軌道飛行基本技術(shù)的掌握,為發(fā)展大型的載人空間運(yùn)輸系統(tǒng)創(chuàng)造了條件,提供了雄厚的技術(shù)基礎(chǔ)。
耗資巨大的“阿波羅”登月計(jì)劃結(jié)束后,美國(guó)將大量的人力、物力、財(cái)力轉(zhuǎn)移到新型空間運(yùn)輸系統(tǒng)的研制工作上來(lái)。1972年,美國(guó)總統(tǒng)尼克松批準(zhǔn)了預(yù)計(jì)耗資55億美元的航天飛機(jī)研制計(jì)劃。
美國(guó)的航天飛機(jī)制造歷時(shí)10年,實(shí)際耗資100億美元。1981年4月12日上午7時(shí),美國(guó)的第一架“哥倫比亞號(hào)”航天飛機(jī)在肯尼迪航天中心首次發(fā)射成功。航天飛機(jī)上載有兩名宇航員。
航天飛機(jī)是一個(gè)龐大、沉重和復(fù)雜的系統(tǒng),它有與以往航天飛行器不同的特征。首先,航天飛機(jī)能像火箭一樣垂直發(fā)射;其次它能夠像普通航天器那樣在空中做機(jī)動(dòng)和變更軌道的飛行;另外航天飛機(jī)能像普通飛機(jī)一樣在機(jī)場(chǎng)滑跑著陸,經(jīng)過(guò)維護(hù)修理后可再次使用,重復(fù)使用次數(shù)可達(dá)100次以上。
由于航天飛機(jī)的發(fā)射階段和再次進(jìn)入大氣階段速度低,過(guò)載較小,未經(jīng)嚴(yán)格訓(xùn)練的人也能上天活動(dòng)。所以航天飛機(jī)被認(rèn)為是航天技術(shù)新階段的標(biāo)志。美國(guó)宇航局甚至宣稱:運(yùn)載火箭將逐步為航天飛機(jī)所取代。
航天飛機(jī)要比衛(wèi)星大得多,復(fù)雜得多,要把這樣一個(gè)航天系統(tǒng)發(fā)射到環(huán)繞地球的軌道,在軌道上完成預(yù)定的任務(wù),然后再安全返回地面,這的確不是一件簡(jiǎn)單的事情,它需要解決一系列的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題,如速度和推力,精確的控制導(dǎo)引系統(tǒng),適當(dāng)?shù)目諝鈩?dòng)力外形和再入大氣層的有效防熱措施等。
航天飛機(jī)由助推級(jí)、軌道級(jí)、外接推進(jìn)劑箱三部分組成。助推級(jí)是平行安裝的兩臺(tái)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。軌道級(jí)是航天飛機(jī)的心臟,它可以載運(yùn)重達(dá)30噸的負(fù)荷。它很像一架大型的三角翼飛機(jī),中部是一個(gè)很大的負(fù)荷艙。
軌道級(jí)的前端是宇航員的座艙,座艙是高度密封的,內(nèi)有宇航員生活所需要的空氣,艙內(nèi)還有空氣調(diào)節(jié)設(shè)備,使艙內(nèi)的空氣條件與地面上的大氣基本一致,溫度和濕度也保持適宜。座艙頂部是飛行甲板,這里是控制中心。
航天飛機(jī)的座艙與噴氣式客機(jī)的座艙相似,有舒適的座位,并有兩套控制系統(tǒng),能夠使兩人中的任何一人,在必要時(shí)單獨(dú)負(fù)責(zé)飛行的一切工作。座艙的底甲板是機(jī)務(wù)人員工作的地方。另外座艙內(nèi)還有廚房、進(jìn)餐間、儲(chǔ)藏室、衛(wèi)生設(shè)備,還有密封艙,用來(lái)供宇航員到附近的外部空間進(jìn)行活動(dòng)。
軌道級(jí)的外部是一層獨(dú)特的隔熱系統(tǒng),可以防止在發(fā)射和重返時(shí)與大氣摩擦積熱使艙內(nèi)溫度升得過(guò)高。在它進(jìn)入大氣層時(shí)和大氣摩擦產(chǎn)生的熱量,可使表面溫度達(dá)到幾千度,而由于隔熱層的存在,可保持艙內(nèi)溫度不發(fā)生劇烈變化。
航天飛機(jī)的推進(jìn)級(jí)和軌道級(jí)都可以回收,只有盛推進(jìn)劑的外接推進(jìn)劑貯箱不可以回收。
航天飛機(jī)的主要用途是用來(lái)接送空間實(shí)驗(yàn)室工作人員和物資。除此之外還可以發(fā)放衛(wèi)星,或把裝配空間站的構(gòu)件運(yùn)上太空,還可以對(duì)其他航天器進(jìn)行維修,也可以用來(lái)作為發(fā)射星際探測(cè)器的中繼站。
1981年4月12日上午7時(shí),美國(guó)宇航局在佛羅里達(dá)州的肯尼迪航天中心發(fā)射了第一架航天飛機(jī)——“哥倫比亞號(hào)”,揭開了人類宇宙航行的新篇章。
“哥倫比亞號(hào)”是在1977年研制成的“企業(yè)號(hào)”航天飛機(jī)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)?!捌髽I(yè)號(hào)”屬于航天飛機(jī)的試驗(yàn)階段,它沒(méi)有推進(jìn)級(jí),實(shí)驗(yàn)時(shí)利用波音747客機(jī)將它“背”上天空,達(dá)到一定高度和速度以后再將它放出,“企業(yè)號(hào)”脫離母機(jī)以后,在駕駛員的操縱下,自由飛行,并完成了一系列飛行動(dòng)作,然后像普通飛機(jī)一樣安全降落在機(jī)場(chǎng)跑道上。
“企業(yè)號(hào)”的飛行實(shí)驗(yàn)證明了航天飛機(jī)重返大氣層在機(jī)場(chǎng)著陸是完全可靠的。但是由于財(cái)政困難及其他原因,發(fā)射“企業(yè)號(hào)”航天飛機(jī)的計(jì)劃被迫中止。雖然“企業(yè)號(hào)”沒(méi)能升上太空,卻成了通向太空的鋪路石,航天飛機(jī)首航天外的日子已經(jīng)為期不遠(yuǎn)了。
“企業(yè)號(hào)”沒(méi)有完成的任務(wù)是由“哥倫比亞號(hào)”來(lái)完成的。發(fā)射當(dāng)天有百萬(wàn)觀眾趕到發(fā)射基地,去觀看“哥倫比亞號(hào)”的首航。4月12日7時(shí)整,“哥倫比亞號(hào)”像火箭一樣豎直起飛,沖出大氣層,進(jìn)入了預(yù)定的環(huán)繞地球的圓行軌道,像飛船一樣在軌道上進(jìn)行無(wú)動(dòng)力飛行。宇航員檢查、試驗(yàn),各項(xiàng)功能正常。
“哥倫比亞號(hào)”在飛行36圈,歷時(shí)54小時(shí)30分后開始返航。宇航員開啟動(dòng)力裝置,它開始脫離圓形軌道進(jìn)入大氣層,此時(shí)它的時(shí)速是8200千米,飛機(jī)頭部因與大氣高速摩擦,外表溫度已經(jīng)上升到1600℃。
美國(guó)愛(ài)德華空軍基地派出了4架殲擊機(jī),在12000米的高空排成方陣,給這位“天外來(lái)客”導(dǎo)航?!案鐐惐葋喬?hào)”平穩(wěn)地降落在愛(ài)德華空軍基地的跑道上。當(dāng)兩位宇航員神采奕奕地走下飛機(jī)時(shí),幾十萬(wàn)狂熱的觀眾不停地向他們歡呼,歡慶“哥倫比亞號(hào)”首航成功。
1981年11月至1982年6月,“哥倫比亞號(hào)”航天飛機(jī)又進(jìn)行了三次試航,進(jìn)行了多項(xiàng)科學(xué)研究活動(dòng),進(jìn)一步完善其性能。1982年11月6日,“哥倫比亞號(hào)”進(jìn)行了首次常規(guī)業(yè)務(wù)飛行,將兩枚人造地球衛(wèi)星送入軌道,從此開始了它的“商業(yè)生涯”。航天飛機(jī)開始登上了宇宙航行的歷史舞臺(tái)。
航天飛機(jī)的發(fā)展過(guò)程是什么?
實(shí)現(xiàn)開發(fā)宇宙的夢(mèng)想
——1981年航天飛機(jī)的研制成功航天飛機(jī)的發(fā)展可以追溯到早期的科學(xué)幻想和本世紀(jì)初火箭先驅(qū)者們的宏偉計(jì)劃。1981年8月12日,美國(guó)“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)首航成功,極大地鼓舞了人們開發(fā)宇宙、利用宇宙的信心。隨后,航天飛機(jī)得到了快速的發(fā)展,人類開發(fā)宇宙的夢(mèng)想正逐步變成現(xiàn)實(shí)。
第二次世界大戰(zhàn)后,火箭技術(shù)的突破為航天飛機(jī)的研制提供了可能。1947年10月14日,美國(guó)貝爾飛機(jī)公司研制的貝爾X-1飛機(jī),飛行速度達(dá)到了1.06馬赫。它不僅有普通飛機(jī)的駕駛設(shè)備,而且裝有火箭控制裝置,因此,能在極高的稀薄空氣中操縱自如。隨后,這種以火箭作動(dòng)力的研究性飛機(jī)又產(chǎn)生了幾種改進(jìn)型。
1951年,美國(guó)貝爾飛機(jī)公司又制訂了一個(gè)發(fā)展可重復(fù)使用的空間飛機(jī)的方案,這個(gè)被稱為貝爾·波米的飛行器共分為兩部分:第一部分是帶翼的助推器,裝有5臺(tái)大型火箭發(fā)動(dòng)機(jī);第二部分體積不大,有3臺(tái)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。在空中,這架笨重的火箭飛機(jī)兩部分分離,帶翼助推器滑翔返回基地,第二部分則依靠本身貯箱中的推進(jìn)劑繼續(xù)飛行。
1959年11月,美國(guó)波音公司與空軍簽訂了研制一種載人空間滑翔機(jī)的合同。這是一種三角翼滑翔機(jī),也即有人駕駛的火箭助推滑翔飛機(jī)。它既有大氣層中使用的普通氣動(dòng)控制裝置,也有空間飛行用的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),稱做“戴納-索爾”。這種飛機(jī)在大氣層邊緣靠空氣反彈飛行,可以繞地球飛行幾圈??紤]到它再入大氣層時(shí)要經(jīng)受極嚴(yán)酷的氣動(dòng)加熱環(huán)境,因此,它的殼體將采用超級(jí)耐高溫合金、陶瓷和石墨材料。以后,美國(guó)又準(zhǔn)備使“戴納-索爾”具備航天飛機(jī)的能力。
1962年7月,羅伯特·M·懷特駕駛X-15飛機(jī)升到了103269米的高空,創(chuàng)造了新紀(jì)錄。10月,X-15帶2個(gè)外掛燃料箱,時(shí)速達(dá)到了7272公里。但是,X-15計(jì)劃隨后也遭到了挫折,在同年的11月15日,美國(guó)空軍少校丁·亞當(dāng)斯在他的第7次飛行中,在側(cè)滑時(shí)可能看錯(cuò)了滾動(dòng)指示器的讀數(shù),致使飛機(jī)再入大氣層時(shí)偏離航向而造成不穩(wěn)定和失速,在18288米的高空,飛機(jī)終于碎裂,他本人喪生。
當(dāng)“戴納-索爾”計(jì)劃正在執(zhí)行的同時(shí),還有一種新一代的小型試驗(yàn)飛行器在蘭利研究中心通過(guò)了高超音速風(fēng)洞試驗(yàn)。這種外形短粗的飛行器被稱作升力飛行器。第一架升力飛行器是M2-F1,它看上去是圓筒狀,外面貼有膠合板,只能用來(lái)在低速條件下試驗(yàn)。
1963年3月,M2-P1第一次試飛,它由一輛卡車牽引著,在愛(ài)德華空軍基地的干涸湖床上飛駛,達(dá)到了飛行速度,但由于擺動(dòng)劇烈,因而只飛行了極短的時(shí)間。4月,第二次試飛,它順利升空,航速達(dá)到了每小時(shí)195公里。這種小型的M2-F1飛行器共進(jìn)行了90次試飛,基本上獲得了成功。1964年,M2-F2和HL-10兩種重型試驗(yàn)機(jī)開始制造。
這兩種飛行器同X-15一樣,都是在13.7萬(wàn)米的高空中,從一架航速為每小時(shí)720公里的改進(jìn)型B-52轟炸機(jī)上發(fā)射的。1966年3月,一架不帶發(fā)動(dòng)機(jī)的M2-F2固定在B-52轟炸機(jī)的機(jī)翼下,開始了首次不分離的試飛。4個(gè)月后,它在1370米的高空第一次與母機(jī)分離,以每小時(shí)320公里的滑翔速度在干涸的湖床上著陸。
1967年5月,M2-F2飛行器由于遇到了輕微的側(cè)向風(fēng),曾經(jīng)受了一次最嚴(yán)重的考驗(yàn),它在最后將要對(duì)準(zhǔn)干湖跑道飛行時(shí),突然發(fā)生了嚴(yán)重的“橫滾”,駕駛員奮力操縱,雖然使飛行器恢復(fù)了控制,但此時(shí)卻已偏離了航向。由于看不到跑道的標(biāo)志,因而駕駛員不能判斷自己的飛行高度,而發(fā)送無(wú)線電信號(hào)的跟蹤飛機(jī)也與他的相對(duì)位置發(fā)生了變化,擔(dān)任營(yíng)救的直升機(jī)則因?yàn)殡x得太近而來(lái)不及提供援助。
情況變得更加不妙!由于高度不明,又來(lái)不及飛回正確的航向,駕駛員不得不開始緊急著陸。拉平動(dòng)作剛完成,起落架已伸出一半兒的M2-F2就重重地撞在了湖床上,它彈出了25米遠(yuǎn),接著,又一次重重地撞在地面上。
它翻倒在地上,主起落架、駕駛艙、艙蓋和右艙都被撞毀脫落,駕駛員也身負(fù)重傷,幸而沒(méi)有生命危險(xiǎn)。
相比之下,HL-10火箭推進(jìn)飛行器則取得了成功。1970年8月,它的飛行高度達(dá)到了23000米,時(shí)速達(dá)到了1630公里。
1968年8月,美國(guó)航宇局負(fù)責(zé)載人航天的助理局長(zhǎng)喬治·米勒,出席了在英國(guó)召開的行星際協(xié)會(huì)的會(huì)議。會(huì)上,他向報(bào)界透露,美國(guó)航宇局對(duì)制造航天飛機(jī)懷有濃厚的興趣,他說(shuō):“我想預(yù)先告訴諸位,航天活動(dòng)的下一次沖刺,是要研制一種經(jīng)濟(jì)的、能在地球和空間運(yùn)行的設(shè)施之間往返飛行的運(yùn)載器?!?969年初,美國(guó)著手研究空間發(fā)展計(jì)劃的各種可能性。2月,以副總統(tǒng)阿格紐為首成立了一個(gè)“空間任務(wù)小組”,制訂了一個(gè)“阿波羅”計(jì)劃完成以后的協(xié)調(diào)的空間計(jì)劃。9月,該小組提出了一份報(bào)告,建議發(fā)展可重復(fù)使用的航天飛機(jī)系統(tǒng):“
航天飛機(jī)是什么時(shí)候研制出的?
20世紀(jì)60年代初,人類制造出宇宙飛船,實(shí)現(xiàn)了遨游太空的夢(mèng)想。這種航天活動(dòng)造價(jià)高得驚人,一次發(fā)射活動(dòng)的費(fèi)用要花掉10億美元。航天器的使用是一次性的,不能重復(fù)使用。人們?cè)O(shè)想,如果能造出地面和太空軌道間能多次往返飛行的飛行器該多好。
20世紀(jì)80年代初,美國(guó)人首先研制并使用了航天飛機(jī)。它是集現(xiàn)代航空技術(shù)、火箭技術(shù)、空間技術(shù)于一身的綜合產(chǎn)物。航天飛機(jī)繼承了火箭導(dǎo)彈和空間技術(shù)全部性能,又兼具航空飛機(jī)主要特點(diǎn)。航天飛機(jī)的發(fā)明,是人類航天歷史中的又一個(gè)里程碑。
關(guān)于《》的介紹到此就結(jié)束了。