航空航天技術(shù) 為航空航天活動(dòng)的順利進(jìn)行而創(chuàng )立的一系列高級復雜的施工作業(yè)程序。它涉及人力資源配置,設備儀器搭配與安裝使用等艱深的學(xué)術(shù)作業(yè)。是國家,民族,乃至整個(gè)人類(lèi)發(fā)展的高度追求。
航空航天電子技術(shù) 航空航天電子技術(shù)(electronics for aeronautics and astronautics)
[編輯本段]概述
應用于航空工程和航天工程的電子與電磁波理論和技術(shù)。在現代航空和航天工程中電子系統是重要的系統之一。
[編輯本段]組成
它按功能分為通信、導航、雷達、目標識別、遙測、遙控、遙感、火控、制導、電子對抗等系統。各種系統一般包括飛行器上的電子系統和相應的地面電子系統兩部分,這兩部分通過(guò)電磁波傳輸信號合成為一個(gè)系統。和這些電子系統有關(guān)的電子理論和技術(shù)有通信理論、電磁場(chǎng)理論、電波傳播、天線(xiàn)、檢測理論和技術(shù)、編碼理論和技術(shù)、信號處理技術(shù)等,而微電子技術(shù)和電子計算機技術(shù)則是提高各種電子系統性能的基礎。它們的發(fā)展使飛行器上的電子系統進(jìn)一步小型化和具有實(shí)時(shí)處理更大量數據的能力,進(jìn)而使飛機的性能(機動(dòng)能力、火控能力、全天候飛行、自動(dòng)著(zhù)陸等)大為提高,航天器的功能(科學(xué)探測、資源勘測、通信廣播、偵察預警等)日益擴大。
[編輯本段]特點(diǎn)
一、航空航天飛行器上電子設備的特點(diǎn)是:
①要求體積小、重量輕和功耗小;②能在惡劣的環(huán)境條件下工作;③高效率、高可靠和長(cháng)壽命。在高性能飛機和航天器上,這些要求尤為嚴格。飛機和航天器的艙室容積、載重和電源受到嚴格限制。衛星上設備重量每增加1公斤,運載火箭的發(fā)射重量就要增加幾百公斤或更多。導彈和航天器要承受?chē)乐氐臎_擊過(guò)載、強振動(dòng)和粒子輻射等。一些航天器的工作時(shí)間很長(cháng),如靜止軌道通信衛星的長(cháng)達7~10年,而深空探測器的工作時(shí)間更長(cháng)。因此,航空航天用的電子元器件要經(jīng)過(guò)極嚴格的質(zhì)量控制和篩選,而電子系統的設計需要充分運用可靠性理論和冗余技術(shù)。
二、航空航天電子技術(shù)的主要發(fā)展方向是:
①充分利用電子計算機和大規模集成電路,提高航空航天電子系統的綜合化、自動(dòng)化和智能化水平;②提高實(shí)時(shí)信號處理和數據處理的能力和數據傳輸的速率;③發(fā)展高速率和超高速率的大規模集成電路;④發(fā)展更高頻率波段(毫米波、紅外、光頻)的電子技術(shù);⑤發(fā)展可靠性更高和壽命更長(cháng)的各種電子元器件。
航空航天技術(shù) 為航空航天活動(dòng)的順利進(jìn)行而創(chuàng )立的一系列高級復雜的施工作業(yè)程序。
它涉及人力資源配置,設備儀器搭配與安裝使用等艱深的學(xué)術(shù)作業(yè)。是國家,民族,乃至整個(gè)人類(lèi)發(fā)展的高度追求。
航空航天電子技術(shù) 航空航天電子技術(shù)(electronics for aeronautics and astronautics)[編輯本段]概述 應用于航空工程和航天工程的電子與電磁波理論和技術(shù)。在現代航空和航天工程中電子系統是重要的系統之一。
[編輯本段]組成 它按功能分為通信、導航、雷達、目標識別、遙測、遙控、遙感、火控、制導、電子對抗等系統。各種系統一般包括飛行器上的電子系統和相應的地面電子系統兩部分,這兩部分通過(guò)電磁波傳輸信號合成為一個(gè)系統。
和這些電子系統有關(guān)的電子理論和技術(shù)有通信理論、電磁場(chǎng)理論、電波傳播、天線(xiàn)、檢測理論和技術(shù)、編碼理論和技術(shù)、信號處理技術(shù)等,而微電子技術(shù)和電子計算機技術(shù)則是提高各種電子系統性能的基礎。它們的發(fā)展使飛行器上的電子系統進(jìn)一步小型化和具有實(shí)時(shí)處理更大量數據的能力,進(jìn)而使飛機的性能(機動(dòng)能力、火控能力、全天候飛行、自動(dòng)著(zhù)陸等)大為提高,航天器的功能(科學(xué)探測、資源勘測、通信廣播、偵察預警等)日益擴大。
[編輯本段]特點(diǎn) 一、航空航天飛行器上電子設備的特點(diǎn)是: ①要求體積小、重量輕和功耗小;②能在惡劣的環(huán)境條件下工作;③高效率、高可靠和長(cháng)壽命。在高性能飛機和航天器上,這些要求尤為嚴格。
飛機和航天器的艙室容積、載重和電源受到嚴格限制。衛星上設備重量每增加1公斤,運載火箭的發(fā)射重量就要增加幾百公斤或更多。
導彈和航天器要承受?chē)乐氐臎_擊過(guò)載、強振動(dòng)和粒子輻射等。一些航天器的工作時(shí)間很長(cháng),如靜止軌道通信衛星的長(cháng)達7~10年,而深空探測器的工作時(shí)間更長(cháng)。
因此,航空航天用的電子元器件要經(jīng)過(guò)極嚴格的質(zhì)量控制和篩選,而電子系統的設計需要充分運用可靠性理論和冗余技術(shù)。 二、航空航天電子技術(shù)的主要發(fā)展方向是: ①充分利用電子計算機和大規模集成電路,提高航空航天電子系統的綜合化、自動(dòng)化和智能化水平;②提高實(shí)時(shí)信號處理和數據處理的能力和數據傳輸的速率;③發(fā)展高速率和超高速率的大規模集成電路;④發(fā)展更高頻率波段(毫米波、紅外、光頻)的電子技術(shù);⑤發(fā)展可靠性更高和壽命更長(cháng)的各種電子元器件。
航空
【航空術(shù)語(yǔ)】
飛行器在地球大氣層內的航行活動(dòng)為航空。氣球,飛艇是利用空氣的浮力在大氣層內飛行,飛機則是利用與空氣相互作用產(chǎn)生的空氣動(dòng)力在大氣層內飛行。飛機上的發(fā)動(dòng)機依靠飛機攜帶的燃料(汽油)和大氣中的氧氣工作。
航空與航天是20世紀人類(lèi)認識和改造自然進(jìn)程中最活躍、最有影響的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,也是人類(lèi)文明高度發(fā)展的重要標志。
人類(lèi)在征服大自然的漫長(cháng)歲月中,早就產(chǎn)生了翱翔天空、遨游宇宙的愿望。在生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)水平都很低下的時(shí)代,這種愿望只能停留在幻想的階段。雖然人類(lèi)很早就做過(guò)種種飛行的探索和嘗試,但實(shí)現這一愿望還是從18世紀的熱空氣氣球升空開(kāi)始的。
自從20世紀初第一架帶動(dòng)力的、可操縱的飛機完成了短暫的飛行之后,人類(lèi)在大氣層中飛行的古老夢(mèng)想才真正成為現實(shí)。經(jīng)過(guò)許多杰出人物的艱苦努力,航空科學(xué)技術(shù)得到迅速發(fā)展,飛機性能不斷提高。
飛行器在地球大氣層內的航行活動(dòng)為航空。
氣球,飛艇是利用空氣的浮力在大氣層內飛行,飛機則是利用與空氣相互作用產(chǎn)生的空氣動(dòng)力在大氣層內飛行。飛機上的發(fā)動(dòng)機依靠飛機攜帶的燃料(汽油)和大氣中的氧氣工作。
人類(lèi)在征服大自然的漫長(cháng)歲月中,早就產(chǎn)生了翱翔天空、遨游宇宙的愿望。在生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)水平都很低下的時(shí)代,這種愿望只能停留在幻想的階段。
雖然人類(lèi)很早就做過(guò)種種飛行的探索和嘗試,但實(shí)現這一愿望還是從18世紀的熱空氣氣球升空開(kāi)始的。 航空器上,一般是將排泄物進(jìn)行真空壓縮后儲存 自從20世紀初第一架帶動(dòng)力的、可操縱的飛機完成了短暫的飛行之后,人類(lèi)在大氣層中飛行的古老夢(mèng)想才真正成為現實(shí)。
經(jīng)過(guò)許多杰出人物的艱苦努力,航空科學(xué)技術(shù)得到迅速發(fā)展,飛機性能不斷提高。
人類(lèi)的航空活動(dòng)差不多都集中在對流層和同溫層內。
為了保證飛機和發(fā)動(dòng)機的工作效率,飛機飛行的高度一般不超過(guò)30千米的界限。 從30千米到80-100千米的高度范圍,被稱(chēng)為中間層。
這一層空氣的特點(diǎn)是:以 45千米為界,溫度先升后降。由于大量的臭氧存在,其氣溫先由同溫層頂的-33℃提高到17至40℃左右;從45千米起,隨著(zhù)高度的升高,氣溫又開(kāi)始下降,一直降低到-65.5℃至-113℃。
中間層的空氣已經(jīng)很稀薄了,其空氣質(zhì)量約只占整個(gè)大氣層的1/3000。在80千米高度上,空氣的密度只有地面的五萬(wàn)分之一;而在100千米高度上,空氣的密度僅為地面的一千萬(wàn)分之八。
由于空氣非常稀薄,并且氣體開(kāi)始呈現電離現象,因此,人們一般把飛行高度達到80—100千米的飛行器,看成是不依靠大氣飛行的航天器。 1967年10月,美國試飛員約瑟夫·沃爾克駕駛X-15A火箭飛機飛出了 7297千米/小時(shí)的驚人速度,創(chuàng )造了有人駕駛飛機速度的世界紀錄。
而且,他還曾多次飛到了80千米以上的高空,成為美國第一個(gè)“駕駛飛機的宇航員”。按照美國航空航天局規定:飛行高度超過(guò)80千米的飛行員即可稱(chēng)為宇航員. 在中間層之上直至800千米高空的范圍,稱(chēng)作電離層。
其特點(diǎn)是:含有大量的帶正電或負電的離子,空氣具有導電性。并且,其溫度隨高度的增大而迅速升高,在200千米高度時(shí),氣溫可達400℃。
所以,這里又被人們叫作“暖層”。 在電離層頂端之外,便是大氣的最外層——“散逸層”了。
由于地球引力的減弱,氣體分子和等離子體與地球已若即若離。 電離層和散逸層的空氣密度極低,對太空飛行器的影響已很小,因此,人類(lèi)大部分的航天活動(dòng)都是在它們之內(或之外)進(jìn)行的。
航空與航天的區別: 航空與航天是人們經(jīng)常接觸的兩個(gè)技術(shù)名詞,兩者雖然僅一字之差,卻被稱(chēng)為兩大技術(shù)門(mén)類(lèi),這是為什么呢? 您稍加注意即可發(fā)現,航空技術(shù)主要是研制軍用飛機、民用飛機及吸氣發(fā)動(dòng)機,航天技術(shù)主要是研制無(wú)人航天器、載人航天器、運載火箭和導彈武器,最能集中體現兩者成果的是航空器和航天器。從航空器與航天器的重大區別上即可看出兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的顯著(zhù)差異。
第一,飛行環(huán)境不同。所有航空器都是在稠密大氣層中飛行的,其工作高度有限。
現代飛機最大飛行高度也就是距離地面30多千米。即使以后飛機上升高度提高,它也離不開(kāi)稠密大氣層。
而航天器沖出稠密大氣層后,要在近于真空的宇宙空間以類(lèi)似自然天體的運動(dòng)規律飛行,其運行軌道的近地點(diǎn)高度至少也在100千米以上。對在運行中的航天器來(lái)講,還要研究太空飛行環(huán)境。
第二,動(dòng)力裝置不同。航空器都應用吸氣發(fā)動(dòng)機提供推力,吸收空氣中的氧氣作氧化劑,本身只攜帶燃燒劑。
而航天器其發(fā)射和運行都應用火箭發(fā)動(dòng)機提供推力,既帶燃燒劑又帶氧化劑。吸氣發(fā)動(dòng)機離開(kāi)空氣就無(wú)法工作,而火箭發(fā)動(dòng)機離開(kāi)空氣則阻力減小有效推力更大。
吸氣發(fā)動(dòng)機包括燃燒劑箱在內都可隨飛機多次使用,而發(fā)射航天器的運載火箭都是一次性使用。雖然航天飛機的固體助推器經(jīng)過(guò)回收可以重復使用20次,其軌道器液體火箭發(fā)動(dòng)機可以重復使用50次,但與航空器使用的吸氣發(fā)動(dòng)機比較起來(lái),使用次數仍然是很少的。
吸氣發(fā)動(dòng)機所用的燃燒劑僅為航空汽油和航空煤油,而火箭發(fā)動(dòng)機所用的推進(jìn)劑卻是多種多樣的,既有液體的,也有固體的,還有固液型的。 第三,飛行速度不同。
現代飛機最快速度也就是音速的三倍多,且是軍用飛機。至于目前正在使用的客機,都是以亞音速飛行的。
而航天器為了不致墜地,都是以非常高的速度在太空運行的。如在距地面600千米高的圓形軌道上運行的航天器,其速度是音速的22倍。
所有航天器正常運行時(shí)都處于失重狀態(tài),若長(cháng)期載人會(huì )使人產(chǎn)生失重生理效應,并影響健康。正因如此,航天員與飛機駕駛員比較起來(lái),其選拔和訓練要嚴格得多。
一般人買(mǎi)票即可坐飛機,而花重金到太空遨游的人還必須通過(guò)專(zhuān)門(mén)培訓。 第四,工作時(shí)限不同。
無(wú)論是軍用還是民用飛機,最大航程計約2萬(wàn)千米,最長(cháng)飛行時(shí)間不超過(guò)一晝夜。其活動(dòng)范圍和工作時(shí)間都很有限,主要用于軍事和交通運輸。
雖然通用輕型飛機應用廣泛,但每次活動(dòng)范圍相對更小。而航天器在軌道上可持續工作非常長(cháng)時(shí)間,如目前仍在使用的聯(lián)盟TM號載人飛船,可與空間站對接后在太空運行數月之久。
再如航天飛機,能在軌道上飛行7-30天,約1.5小時(shí)即可圍繞地球飛行一周。載人航天器運行時(shí)間最長(cháng)的當屬和平號空間站,它在太空飛行了整整15個(gè)年頭。
至于無(wú)人航天器,如各種應用衛星,一般都在繞地軌道上工作多年。有的深空探測器,如先驅者10號,已在太空飛行了32年,正在飛出太陽(yáng)系向銀河系遨游。
航空器的優(yōu)點(diǎn)是能多次重復使用,而航天器除航天飛機外,只能一次性使用,載人宇宙飛船也不例外。 第五,升降方式不同。
飛機的升空是從起飛線(xiàn)開(kāi)始滑跑到離開(kāi)地面,加速爬升到安全高度為止的運動(dòng)過(guò)程。它返回地面降落時(shí)只要經(jīng)過(guò)下滑和著(zhù)陸即可。
只有個(gè)別飛機如英國的“鷂”型戰斗機采用發(fā)動(dòng)機噴口轉向的方式使飛機能夠垂直起落,但機身并未豎起,仍處于水平位置。而至今為止的航天器發(fā)射,包括地面和海上的發(fā)。
1957年10月4日
前蘇聯(lián)發(fā)射世界第一顆人造地球衛星。半年后,美國的人造衛星上天
1959年9月12日
前蘇聯(lián)發(fā)射“月球”2號探測器,為世界上第一個(gè)撞擊月球表面的航天器
1961年4月12日
前蘇聯(lián)宇航員加加林成為世界第一位飛入太空的人
1969年7月20日
美國宇航員阿姆斯特朗乘坐“阿波羅”11號飛船,成為人類(lèi)踏上月球的第一人
1970年12月15日
前蘇聯(lián)“金星”7號探測器首次在金星上著(zhù)陸
1971年4月9日
前蘇聯(lián)“禮炮”1號空間站成為人類(lèi)進(jìn)入太空的第一個(gè)空間站。兩年后,美國將“天空實(shí)驗室”空間站送入太空
1971年12月2日
前蘇聯(lián)“火星”3號探測器在火星表面著(zhù)陸。5年后,美國的“海盜”火星探測器登陸火星
1981年4月12日
世界第一架航天飛機---美國“哥倫比亞”號航天飛機發(fā)射成功
1986年1月28日
美國航天飛機“挑戰者”號在升空73秒后爆炸
1986年2月20日
前蘇聯(lián)發(fā)射“和平”號空間站,服役已經(jīng)超期8年,至今仍在運行,是目前最成功的人類(lèi)空間站
1993年11月1日
美、俄簽署協(xié)議,決定在“和平”號空間站的基礎上,建造一座國際空間站,命名為阿爾法國際空間站
我國航空航天大事件:
1956年10月8日,我國第一個(gè)火箭導彈研究機構———國防部第五研究院成立。
1970年4月24日,長(cháng)征一號運載火箭在酒泉衛星發(fā)射中心成功地發(fā)射了東方紅一號衛星,我國成為世界上第三個(gè)獨立研制和發(fā)射衛星的國家。
1975年11月26日,長(cháng)征二號運載火箭在酒泉衛星發(fā)射中心成功地發(fā)射了我國第一顆返
回式科學(xué)試驗衛星,并于3天后成功回收。
1984年4月8日,長(cháng)征三號運載火箭在西昌衛星發(fā)射中心成功地發(fā)射了我國第一顆地球同步軌道衛星———東方紅二號試驗通信衛星。
1990年4月7日,中國用自行研制的長(cháng)征三號運載火箭在西昌衛星發(fā)射中心成功地發(fā)射了亞洲一號通信衛星,這是中國長(cháng)征系列運載火箭首次發(fā)射國外衛星,使我國在世界航天商業(yè)發(fā)射服務(wù)領(lǐng)域占有了一席之地。
1999年10月,我國和巴西聯(lián)合研制的第一顆地球資源衛星順利升空,并正常運行,這是我國首次在空間技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行的全面國際合作。
2003年10月15日,“神舟”五號飛船成功發(fā)射,并于2003年10月16日圓滿(mǎn)回收,使我國成為世界上第三個(gè)獨立掌握載人航天技術(shù)的國家。
2003年12月和2004年7月,我國與歐洲空間局聯(lián)合研制并發(fā)射了“探測一號”和“探測二號”科學(xué)衛星,“地球空間雙星探測計劃”取得圓滿(mǎn)成功。
2004年1月23日,我國繞月探測工程正式由國務(wù)院批準立項。
2005年10月12日,神六成功發(fā)射.
月18日 14:22 中國于一九七八年走上改革開(kāi)放的道路。改革開(kāi)放激發(fā)了各行各業(yè)的活力,使中國的生產(chǎn)力不斷得到發(fā)展。一個(gè)個(gè)新興城市拔地而起。一項項重大科技成果得到制造和開(kāi)發(fā)。一個(gè)個(gè)大型工程得到峻工。一個(gè)個(gè)超大型企業(yè)正在迅速成長(cháng)。中國長(cháng)得高了,長(cháng)得壯了。不再是二十世紀四五十年代那種積貧積弱,不再是六七十年代那種貧困落后!
而今日早晨神六飛船的成功的發(fā)射升空,是改革開(kāi)放以來(lái),我國社會(huì )發(fā)展的又一重大成果!
是改革開(kāi)放,我們國家恢復了高考,培養了一大批在創(chuàng )新素質(zhì)和能力的優(yōu)秀知識分子,在老一輩科技人員的知識已經(jīng)明顯老化的情況下,這些中青年知識分子毅然挑起重擔,承擔起航空航天的開(kāi)發(fā)研究的重任。是改革開(kāi)放,大大增強了中華民族的自力更生能力,為神州飛船的研制奠定了堅實(shí)的物質(zhì)基礎。是改革開(kāi)放,使中國人民用更加開(kāi)闊的視野看世界,主動(dòng)吸收世界科學(xué)技術(shù)最新成果,推動(dòng)我們的航空航天事業(yè)的新發(fā)展。是改革開(kāi)放,從根本上否認了“知識分子是臭老九”、“知識越多越反動(dòng)”的錯誤口號,落實(shí)了尊重知識、尊重人才的政策,為知識分子的工作提供了良好的環(huán)境,促進(jìn)了航空航天專(zhuān)家才能的發(fā)揮。是改革開(kāi)放,進(jìn)一步樹(shù)立了中國人民的自信,推動(dòng)了載人航天工程重大決策的制定。
改革開(kāi)放是二十多年來(lái)中國社會(huì )進(jìn)步發(fā)展的根本動(dòng)力。同樣,也是中國航天事業(yè)不斷取得新的成果的根本動(dòng)力!
毋須諱言,當前中國的社會(huì )發(fā)展,還存在著(zhù)許多問(wèn)題。經(jīng)濟發(fā)展水平不高,人民的物質(zhì)文化生活水平不高,人的權利和自由得不到充分尊重。對于社會(huì )發(fā)展中存在的問(wèn)題,說(shuō)到底,要靠進(jìn)一步推進(jìn)改革開(kāi)放。任何走回頭路的做法,都是沒(méi)有出路的。
我們完全有理由相信,在改革開(kāi)放中不斷變得更加自信和成熟的中國人民,必定能突破當前社會(huì )發(fā)展中的復雜矛盾,使中國的現代化建設取得更大成果。我們也完全有理由相信,中國的航空航天事業(yè),必定能在改革開(kāi)放中不斷成長(cháng),為人類(lèi)和平利用太空,做出更大貢獻!
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