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(fù)雜的施工作業(yè)程序。它涉及人力資源配置,設(shè)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(yīng)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(xiàn)代航空和航天工程中電子系統(tǒng)是重要的系統(tǒng)之一。
[編輯本段]組成
它按功能分為通信、導(dǎo)航、雷達(dá)、目標(biāo)識別、遙測、遙控、遙感、火控、制導(dǎo)、電子對抗等系統(tǒng)。各種系統(tǒng)一般包括飛行器上的電子系統(tǒng)和相應(yīng)的地面電子系統(tǒng)兩部分,這兩部分通過電磁波傳輸信號合成為一個(gè)系統(tǒng)。和這些電子系統(tǒng)有關(guān)的電子理論和技術(shù)有通信理論、電磁場理論、電波傳播、天線、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(jì)算機(jī)技術(shù)則是提高各種電子系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)。它們的發(fā)展使飛行器上的電子系統(tǒng)進(jìn)一步小型化和具有實(shí)時(shí)處理更大量數(shù)據(jù)的能力,進(jìn)而使飛機(jī)的性能(機(jī)動(dòng)能力、火控能力、全天候飛行、自動(dòng)著陸等)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(yù)警等)日益擴(kuò)大。
[編輯本段]特點(diǎn)
一、航空航天飛行器上電子設(shè)備的特點(diǎn)是:
①要求體積小、重量輕和功耗??;②能在惡劣的環(huán)境條件下工作;③高效率、高可靠和長壽命。在高性能飛機(jī)和航天器上,這些要求尤為嚴(yán)格。飛機(jī)和航天器的艙室容積、載重和電源受到嚴(yán)格限制。衛(wèi)星上設(shè)備重量每增加1公斤,運(yùn)載火箭的發(fā)射重量就要增加幾百公斤或更多。導(dǎo)彈和航天器要承受嚴(yán)重的沖擊過載、強(qiáng)振動(dòng)和粒子輻射等。一些航天器的工作時(shí)間很長,如靜止軌道通信衛(wèi)星的長達(dá)7~10年,而深空探測器的工作時(shí)間更長。因此,航空航天用的電子元器件要經(jīng)過極嚴(yán)格的質(zhì)量控制和篩選,而電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要充分運(yùn)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(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路,提高航空航天電子系統(tǒng)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(shù)據(jù)處理的能力和數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?;③發(fā)展高速率和超高速率的大規(guī)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(fù)雜的施工作業(yè)程序。
它涉及人力資源配置,設(shè)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(yīng)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(xiàn)代航空和航天工程中電子系統(tǒng)是重要的系統(tǒng)之一。
[編輯本段]組成 它按功能分為通信、導(dǎo)航、雷達(dá)、目標(biāo)識別、遙測、遙控、遙感、火控、制導(dǎo)、電子對抗等系統(tǒng)。各種系統(tǒng)一般包括飛行器上的電子系統(tǒng)和相應(yīng)的地面電子系統(tǒng)兩部分,這兩部分通過電磁波傳輸信號合成為一個(gè)系統(tǒng)。
和這些電子系統(tǒng)有關(guān)的電子理論和技術(shù)有通信理論、電磁場理論、電波傳播、天線、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(jì)算機(jī)技術(shù)則是提高各種電子系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)。它們的發(fā)展使飛行器上的電子系統(tǒng)進(jìn)一步小型化和具有實(shí)時(shí)處理更大量數(shù)據(jù)的能力,進(jìn)而使飛機(jī)的性能(機(jī)動(dòng)能力、火控能力、全天候飛行、自動(dòng)著陸等)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(yù)警等)日益擴(kuò)大。
[編輯本段]特點(diǎn) 一、航空航天飛行器上電子設(shè)備的特點(diǎn)是: ①要求體積小、重量輕和功耗?。虎谀茉趷毫拥沫h(huán)境條件下工作;③高效率、高可靠和長壽命。在高性能飛機(jī)和航天器上,這些要求尤為嚴(yán)格。
飛機(jī)和航天器的艙室容積、載重和電源受到嚴(yán)格限制。衛(wèi)星上設(shè)備重量每增加1公斤,運(yùn)載火箭的發(fā)射重量就要增加幾百公斤或更多。
導(dǎo)彈和航天器要承受嚴(yán)重的沖擊過載、強(qiáng)振動(dòng)和粒子輻射等。一些航天器的工作時(shí)間很長,如靜止軌道通信衛(wèi)星的長達(dá)7~10年,而深空探測器的工作時(shí)間更長。
因此,航空航天用的電子元器件要經(jīng)過極嚴(yán)格的質(zhì)量控制和篩選,而電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要充分運(yùn)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(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路,提高航空航天電子系統(tǒng)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(shù)據(jù)處理的能力和數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾剩虎郯l(fā)展高速率和超高速率的大規(guī)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的各種電子元器件。
航空
【航空術(shù)語】
飛行器在地球大氣層內(nèi)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(nèi)飛行,飛機(jī)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(nèi)飛行。飛機(jī)上的發(fā)動(dòng)機(jī)依靠飛機(jī)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(jì)人類認(rèn)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,也是人類文明高度發(fā)展的重要標(biāo)志。
人類在征服大自然的漫長歲月中,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。雖然人類很早就做過種種飛行的探索和嘗試,但實(shí)現(xiàn)這一愿望還是從18世紀(jì)的熱空氣氣球升空開始的。
自從20世紀(jì)初第一架帶動(dòng)力的、可操縱的飛機(jī)完成了短暫的飛行之后,人類在大氣層中飛行的古老夢想才真正成為現(xiàn)實(shí)。經(jīng)過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(jī)性能不斷提高。
飛行器在地球大氣層內(nèi)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(nèi)飛行,飛機(jī)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(nèi)飛行。飛機(jī)上的發(fā)動(dòng)機(jī)依靠飛機(jī)攜帶的燃料(汽油)和大氣中的氧氣工作。
人類在征服大自然的漫長歲月中,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。
雖然人類很早就做過種種飛行的探索和嘗試,但實(shí)現(xiàn)這一愿望還是從18世紀(jì)的熱空氣氣球升空開始的。 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(jì)初第一架帶動(dòng)力的、可操縱的飛機(jī)完成了短暫的飛行之后,人類在大氣層中飛行的古老夢想才真正成為現(xiàn)實(shí)。
經(jīng)過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(jī)性能不斷提高。
人類的航空活動(dòng)差不多都集中在對流層和同溫層內(nèi)。
為了保證飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率,飛機(jī)飛行的高度一般不超過30千米的界限。 從30千米到80-100千米的高度范圍,被稱為中間層。
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?shù)?33℃提高到17至40℃左右;從45千米起,隨著高度的升高,氣溫又開始下降,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分之一;而在100千米高度上,空氣的密度僅為地面的一千萬分之八。
由于空氣非常稀薄,并且氣體開始呈現(xiàn)電離現(xiàn)象,因此,人們一般把飛行高度達(dá)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(jī)飛出了 7297千米/小時(shí)的驚人速度,創(chuàng)造了有人駕駛飛機(jī)速度的世界紀(jì)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(jī)的宇航員”。按照美國航空航天局規(guī)定:飛行高度超過80千米的飛行員即可稱為宇航員. 在中間層之上直至800千米高空的范圍,稱作電離層。
其特點(diǎn)是:含有大量的帶正電或負(fù)電的離子,空氣具有導(dǎo)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(dá)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,人類大部分的航天活動(dòng)都是在它們之內(nèi)(或之外)進(jìn)行的。
航空與航天的區(qū)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,卻被稱為兩大技術(shù)門類,這是為什么呢? 您稍加注意即可發(fā)現(xiàn),航空技術(shù)主要是研制軍用飛機(jī)、民用飛機(jī)及吸氣發(fā)動(dòng)機(jī),航天技術(shù)主要是研制無人航天器、載人航天器、運(yùn)載火箭和導(dǎo)彈武器,最能集中體現(xiàn)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(qū)別上即可看出兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的顯著差異。
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(xiàn)代飛機(jī)最大飛行高度也就是距離地面30多千米。即使以后飛機(jī)上升高度提高,它也離不開稠密大氣層。
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似自然天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律飛行,其運(yùn)行軌道的近地點(diǎn)高度至少也在100千米以上。對在運(yùn)行中的航天器來講,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(yīng)用吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)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(yùn)行都應(yīng)用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)提供推力,既帶燃燒劑又帶氧化劑。吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)離開空氣就無法工作,而火箭發(fā)動(dòng)機(jī)離開空氣則阻力減小有效推力更大。
吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)包括燃燒劑箱在內(nèi)都可隨飛機(jī)多次使用,而發(fā)射航天器的運(yùn)載火箭都是一次性使用。雖然航天飛機(jī)的固體助推器經(jīng)過回收可以重復(fù)使用20次,其軌道器液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)可以重復(fù)使用50次,但與航空器使用的吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)比較起來,使用次數(shù)仍然是很少的。
吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)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(xiàn)代飛機(jī)最快速度也就是音速的三倍多,且是軍用飛機(jī)。至于目前正在使用的客機(jī),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(yùn)行的。如在距地面600千米高的圓形軌道上運(yùn)行的航天器,其速度是音速的22倍。
所有航天器正常運(yùn)行時(shí)都處于失重狀態(tài),若長期載人會使人產(chǎn)生失重生理效應(yīng),并影響健康。正因如此,航天員與飛機(jī)駕駛員比較起來,其選拔和訓(xùn)練要嚴(yán)格得多。
一般人買票即可坐飛機(jī),而花重金到太空遨游的人還必須通過專門培訓(xùn)。 第四,工作時(shí)限不同。
無論是軍用還是民用飛機(jī),最大航程計(jì)約2萬千米,最長飛行時(shí)間不超過一晝夜。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(yùn)輸。
雖然通用輕型飛機(jī)應(yīng)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(xù)工作非常長時(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(yùn)行數(shù)月之久。
再如航天飛機(jī),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(yùn)行時(shí)間最長的當(dāng)屬和平號空間站,它在太空飛行了整整15個(gè)年頭。
至于無人航天器,如各種應(yīng)用衛(wèi)星,一般都在繞地軌道上工作多年。有的深空探測器,如先驅(qū)者10號,已在太空飛行了32年,正在飛出太陽系向銀河系遨游。
航空器的優(yōu)點(diǎn)是能多次重復(fù)使用,而航天器除航天飛機(jī)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(jī)的升空是從起飛線開始滑跑到離開地面,加速爬升到安全高度為止的運(yùn)動(dòng)過程。它返回地面降落時(shí)只要經(jīng)過下滑和著陸即可。
只有個(gè)別飛機(jī)如英國的“鷂”型戰(zhàn)斗機(jī)采用發(fā)動(dòng)機(jī)噴口轉(zhuǎn)向的方式使飛機(jī)能夠垂直起落,但機(jī)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(wèi)星。半年后,美國的人造衛(wèi)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陸
1971年4月9日
前蘇聯(lián)“禮炮”1號空間站成為人類進(jìn)入太空的第一個(gè)空間站。兩年后,美國將“天空實(shí)驗(yàn)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(jī)---美國“哥倫比亞”號航天飛機(jī)發(fā)射成功
1986年1月28日
美國航天飛機(jī)“挑戰(zhàn)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(yùn)行,是目前最成功的人類空間站
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(chǔ)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(dǎo)彈研究機(jī)構(gòu)———國防部第五研究院成立。
1970年4月24日,長征一號運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功地發(fā)射了東方紅一號衛(wèi)星,我國成為世界上第三個(gè)獨(dú)立研制和發(fā)射衛(wèi)星的國家。
1975年11月26日,長征二號運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)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(yàn)衛(wèi)星,并于3天后成功回收。
1984年4月8日,長征三號運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)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(wèi)星———東方紅二號試驗(yàn)通信衛(wèi)星。
1990年4月7日,中國用自行研制的長征三號運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功地發(fā)射了亞洲一號通信衛(wèi)星,這是中國長征系列運(yùn)載火箭首次發(fā)射國外衛(wèi)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(wèi)星順利升空,并正常運(yùn)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日圓滿回收,使我國成為世界上第三個(gè)獨(dú)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(wèi)星,“地球空間雙星探測計(jì)劃”取得圓滿成功。
2004年1月23日,我國繞月探測工程正式由國務(wù)院批準(zhǔn)立項(xiàng)。
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放的道路。改革開放激發(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(xiàng)項(xiàng)重大科技成果得到制造和開發(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。中國長得高了,長得壯了。不再是二十世紀(jì)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,是改革開放以來,我國社會發(fā)展的又一重大成果!
是改革開放,我們國家恢復(fù)了高考,培養(yǎng)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?fù)?dān),承擔(dān)起航空航天的開發(fā)研究的重任。是改革開放,大大增強(qiáng)了中華民族的自力更生能力,為神州飛船的研制奠定了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。是改革開放,使中國人民用更加開闊的視野看世界,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。是改革開放,從根本上否認(rèn)了“知識分子是臭老九”、“知識越多越反動(dòng)”的錯(cuò)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)了航空航天專家才能的發(fā)揮。是改革開放,進(jìn)一步樹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。
改革開放是二十多年來中國社會進(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(dāng)前中國的社會發(fā)展,還存在著許多問題。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不高,人民的物質(zhì)文化生活水平不高,人的權(quán)利和自由得不到充分尊重。對于社會發(fā)展中存在的問題,說到底,要靠進(jìn)一步推進(jìn)改革開放。任何走回頭路的做法,都是沒有出路的。
我們完全有理由相信,在改革開放中不斷變得更加自信和成熟的中國人民,必定能突破當(dāng)前社會發(fā)展中的復(fù)雜矛盾,使中國的現(xiàn)代化建設(shè)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),必定能在改革開放中不斷成長,為人類和平利用太空,做出更大貢獻(xiàn)!
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