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航空航天科学技术

发布人: 威尼斯人官网 来源: 威尼斯人官网下载 发布时间: 2021-02-05 11:19

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  航空航天科学技术是20世纪兴起的现代科学技术,自其形成以来,一直汲取基础科学和其他应用科学领域的最新成就,高度综合了工程技术的最新,并引领许多学科专业的发展,甚至促成某些专业的形成。它是20世纪以来发展最为迅速、对人类生活影响最大的科学技术之一。进入21世纪,航空航天科学技术继续保持高科技的重要地位,在推动原始创新,促进学科交叉学科融合方面扮演着重要角色。

  航空航天科学技术是指兼有航空和航天特点的工程技术学。航空是指一切与天空有关的人类活动,譬如飞行,这些活动亦包括与天空有关的组织,如飞机制造、发展和设计等。航天又称空间飞行或航行。“航天”系泛指航天器在太空在地球大气层以外(包括太阳系内)的航行活动,航天,粗分为载人航天和不载人航天两大类。

  航空与航天是20世纪人类认识和自然进程中最活跃、最有影响的科学技术领域,也是人类文明高度发展的重要标志。航空指飞行器在地球大气层内的航行活动,航天指飞行器在大气层外空间的航行活动。人类在征服大自然的漫长岁月中,早就产生了翱翔天空、遨游的愿望。在生产力和科学技术水平都很低下的时代,这种愿望只能停留在幻想的阶段。虽然人类很早就做过种种飞行的探索和尝试,但实现这一愿望还是从18世纪的热空气气球升空开始的。自从20世纪初第一架带动力的、可的飞机完成了短暂的飞行之后,人类在大气层中飞行的古老梦想才真正成为现实。经过许多杰出人物的艰苦努力,航空科学技术得到迅速发展,飞机性能不断提高。人类逐渐取得了在大气层内活动的,也增强了飞出大气层的信心。到了50年代中期,在火箭、电子、自动控制等科学技术有了显著进展的基础上,第一颗人造地球卫星发射成功,开创了人类航天新,广阔无垠的空间开始成为人类活动的新疆域。航空航天事业的发展是20世纪科学技术飞跃进步,社会生产突飞猛进的结果。航空航天的集中了科学技术的众多新成就。迄今为止的航空航天活动,虽然还只是人类离开地球这个摇篮的最初几步,但它的作用已远远超出科学技术领域,对、经济、军事以至人类社会生活都产生了广泛而深远的影响。

  人类的航空航天的历史,可以追溯到很久以前,甚至连古人用的石头和矛、到古希腊阿尔希塔斯所制造的机械鸽、远至的飞去来器、中国的孔和风筝都有关系。至于真正的飞,早在古希腊中的伊卡洛斯是一个能够飞的人、中国的元黄头、欧洲的降落伞和一名穆斯林·卡希姆·伊本·弗纳斯的滑翔飞行,都是人类想飞的表现。到了15世纪,达·芬奇的仆人曾用模仿鸟的翅膀制成扑翼机做飞行试验,但飞不起来,还因此摔断了一条腿。 近代航空史的开端是在1783年11月21日,孟格菲兄弟所设计的热气球进行了第一次载人飞行实验。但当时的热气球的实用性很低,因为它只能够顺风飞行,受到风向的,于是便需要一款能够操控的飞艇。让-皮埃尔·布兰乍得在1784年将一个手动螺旋桨安装到了气球上,在1785年成功利用气球横渡英吉利海峡。后来更发展出不同类型的飞艇,1852年的亨利·吉法尔制造了首架由动力驱动的飞艇,1896年大卫·舒瓦兹所设计的飞艇以及1901年阿尔贝特桑托斯.杜蒙特驾驶飞艇完成环绕埃菲尔铁塔一周。

  纵使当时有众多飞行器能够飞行,但普遍认为1903年12月7日莱特兄弟所制造并成功飞行的飞行器是现代飞机的者,不过他们的飞行器仍有许多问题留下来。飞机经过11年的改良之后,第一次世界大战爆发,使飞机的用途改变了,主要负责侦察、轰炸甚至进行地面。

  飞机变得更大更可靠,有些更用来商业载客。至于飞艇方面,大型的硬式飞艇成为了当时高载客量及载货量的空中交通工具,它能够载乘客及货物进行长途飞行,其中最著名的便是的齐公司。齐公司最成功的飞艇是齐伯爵号。它总共飞行超过一百万英里,包括1929年8月的环球飞行。不过,齐公司的“黄金时代”在1937年6月6日终结,飞艇被航程只有数百英里的飞机所取代,这是基于兴登堡号的坠毁,造成36人死亡。纵使飞艇仍有顾客光顾,但属于它的时代已经终结了。 1920至30年代是航空史上的一大进步,例如1927年查尔斯·林德伯格成功横渡大西洋。而当时最成功的飞机便是道格拉斯公司的DC-3,它的高载客量令航空公司有利可图,为航空史写下新一页。而在第二次世界大战期间,不少城市都兴建了机场。战争令航空科技进步,而世界上首枚火箭和喷射机也是在战争时期开发的。

  战后,航空界出现了巨大转变,不少飞机用作商业或私人用途,大量退役战机机师和军机投入民航服务,这情况在洲最为明显。飞机制造商如塞斯纳等都扩大其生产规模,生产更多中小型飞机。在50年代,德·哈维兰公司所制造的彗星飞机成为了首架民航喷射机,而波音707则成为首款被广泛使用的民航喷射机,而螺旋桨飞机的角色能转为服务一些低客量的航线。

  1961年4月12日,尤里·加加林成为首个能够飞上太空的人,而在1969年7月21日,尼尔·阿姆斯特朗则成为首个登陆月球的人。而在60年代开始,人们发现用复合材料制造的飞机比传统的更、更具燃油效益和更适合,但更富进步性的是飞机仪器及飞控技术的改良,出现了GPS、晶体管、通信卫星、电脑和LED显示器,这些科技使驾驶舱里的仪器得以减少,节省空间,对较小型的飞机有极大帮助,飞行员除了能够准确地驾驶飞机,还能够准确地观察地形和飞机周围的。在1969年首款大量投入服务的超音速和谐式客机首航,它的飞行速度高达2马赫,比一般民航机快一倍,成为当时最快的空中交通具之一。 2004年6月21日,太空船1号成为首架能飞上太空的私人飞机,为航空业界开拓一个新的市场。同时,飞机燃料亦可由其它新能源取代,如电、乙醇、甚至太阳能,这些新燃料将会被广泛采用在小型飞机。

  1999年11月20日~21日,中国载人航天工程第一艘“神舟”无人试验飞船飞行试验获得了成功。2001年初至2002年底又相继研制并发射成功了神舟2~4号无人试验飞船,获得了宝贵的试验数据,为实施载人航天打下了的基础。神舟-5飞船是在无人飞船基础上研制的中国第1艘载人飞船,乘有1名航天员,在轨运行1天。整个飞行期间为航天员提供必要的生活和工作条件,同时将航天员的生理数据、电视图像发送地面,并确保航天员安全返回。

  飞船由轨道舱返回舱推进舱和附加段组成,总长8860mm,总重7840kg。飞船的手动控制功能和控制与生命保障分系统为航天员的安全提供了保障。

  飞船由长征-2f运载火箭发射近地点200km、远地点350km、倾角42.4°初始轨道,实施变轨后,进入343km的圆轨道。飞船环绕地球14圈后在预定地区着陆。

  神舟-5飞船载人航天飞行实现了中华民族千年的愿望,是中华民族智慧和的高度凝聚,是中国航天事业在新世纪的一座新的里程碑。

  神舟六号载人飞船是中国神舟飞船系列之一。“神舟六号”与“神舟五号”在外形上没有差别,仍为推进舱返回舱轨道舱的三舱结构,重量基本保持在8吨左右,用长征二号F型运载火箭进行发射。它是中国第二艘搭载太空人的飞船,也是中国第一艘执行“多人多天”任务的载人飞船。

  中国政协委员、载人航天火箭系统顾问组组长、“神舟”五号火箭总指挥黄春平表示,“神舟”七号发射时间将推迟半年左右,原定2007年的发射计划将拖后到2008年。与“神舟五号”、“神舟六号”不同,“神舟”七号火箭在研制上的关键点是宇航服和气闸舱。因为“神舟”七号将实现太空行走,航天员能否从舱内气压骤然适应真空,气闸舱和宇航服扮演了重要角色。神舟七号于2008年9月25日21点10分04秒988毫秒发射升空。飞船于2008年9月28日17点37分成功着陆于中中国蒙古四子王旗主着陆场。神舟七号飞船共计飞行2天20小时27分钟。

  王兆耀2008年9月24日下午14时30分在酒泉卫星发射中心的“神舟七号”载人航天飞行任务总指挥部新闻发布会上,受“神舟七号”载人航天飞行总指挥部的委托宣布:9月25日21时07分至22时27分直接发射,进行载人航天飞行。届时中国航天员将首次出舱进行太空行走。当前,气闸舱等核心技术已被攻克,整船已进入综合测试阶段,用于发射神舟七号飞船长征二号F火箭预计在2007年12月底前完成全箭总装。据悉,“神舟七号”时的太空行走对航天员的考核要求更高。由于航天服内的压力比正常情况下低,有可能会使人体组织内的氮气,在血管内形成气栓,导致减压病,甚至危及人的生命。因此航天员在穿好航天服以后,必须在气闸舱内充分吸氧,协助工作的航天员回到内舱(即轨道舱),关闭内舱门,然后气闸舱开始泄压到真空,与飞船外的真空状态保持一致,此时航天员可以出舱活动。而完成舱外任务回到舱内时,还要对航天服进行一定的减压,再对气闸舱充气。

  “航天员出舱活动是一项高难度、高风险的活动。”专家介绍,“神舟七号”时的太空行走要求航天员必须在地面做充分的试验和训练,其地面训练一般在一个对比重有一定要求的中性水池里进行。这种水池通常建在大型的试验房里面,把航天器放在水池中,利用水的浮力模拟太空的失重现象,然后航天员在水池里面进行出入舱和舱外操作训练。

  中国载人航天工程副总指挥张庆伟表示,未来的神舟七号飞船,不会是神舟六号的简单重复,突破许多关键技术。发射神舟七号飞船的仍然是长征二号F型运载火箭,此前这种火箭已经成功地将六艘神舟飞船送入太空,具有成熟的技术基础。新一枚运载火箭元器件的采购与生产已经展开,火箭总设计师荆木春说,这一次他们将采用质量更高的元器件。针对前几发火箭的飞行情况,科研人员还将对这枚火箭进行局部改进,来进一步提高火箭的可靠性。此外,他们还考虑在火箭上增加一些摄像头。

  从神舟七号开始,中国进入载人航天二期工程。在这一阶段里,将陆续实现航天员出舱行走、空间交会对接等科学目标。整个二期工程的所有发射任务全部由长二F火箭担任。

  航空航天技术是20世纪人类在认识自然和自然的过程中最活跃、发展最迅速、对人类社会生活最有影响的科学技术领域之一,也是表征一个国家科学技术先进性的重要标志。航空航天技术是高度综合的现代科学技术,综合运用了基础科学和应用科学的最新成就和工程技术的最新。力学、热力学、材料学、电子技术、自动控制理论和技术、计算机技术、喷气推进技术以及制造工艺等科学技术的进步都极大地促进航空航天科技的进步和发展。上述科学技术在航空航天领域的应用中相互交叉、渗透,又产生了一些新的学科;并在航空航天技术的推动下发展提高。

  由此可见,在航空高等院校乃至其他高等院校中开设综合反映航空航天科学与应用技术的概论性课程,不仅使学生可以了解当代航空航天科技发展现状,而且更重要的是通过课程所涉及的多学科综合为一体的基本理论和应用技术的学习,对于提高学生的综合工程能力和启迪创新能力具有十分重要的作用和显著的效果。这也是其他课程所难以替代的。 90年代随着高等院校人才培养模式的发展变化,根据“厚基础、宽口径、强能力、高素质的培养方针以及该课程对于培养学生综合工程能力和丰富学生知识结构具有较强作用的特点,学院在教学体系和课程设置的中,将该课程纳入到素质教育的内容,并面向全院理、工、经、管等各专业,受到各专业学生的普遍欢迎,每年选修该课程的学生高达当届学生总数的70%左右,并有继续增长的趋势,统计结果表明《航空航天技术博览》是院级选修课中选修人数最多的课程。1998年教育厅为进一步加强素质教育,在专家推荐的基础上,决定将《航空航天技术博览》课程跨院校,以充分发挥该课程在素质教育中的重要作用,收到了明显的教学效果。

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