航空航天技術 為航空航天活動的順利進行而創(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術作業(yè)。是國家,民族,乃至整個人類發(fā)展的高度追求。
航空航天電子技術 航空航天電子技術(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。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、導航、雷達、目標識別、遙測、遙控、遙感、火控、制導、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系統(tǒng)。
和這些電子系統(tǒng)有關的電子理論和技術有通信理論、電磁場理論、電波傳播、天線、檢測理論和技術、編碼理論和技術、信號處理技術等,而微電子技術和電子計算機技術則是提高各種電子系統(tǒng)性能的基礎。它們的發(fā)展使飛行器上的電子系統(tǒng)進一步小型化和具有實時處理更大量數(shù)據(jù)的能力,進而使飛機的性能(機動能力、火控能力、全天候飛行、自動著陸等)大為提高,航天器的功能(科學探測、資源勘測、通信廣播、偵察預警等)日益擴大。
[編輯本段]特點 一、航空航天飛行器上電子設備的特點是: 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(wèi)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嚴重的沖擊過載、強振動和粒子輻射等。一些航天器的工作時間很長,如靜止軌道通信衛(wèi)星的長達7~10年,而深空探測器的工作時間更長。
因此,航空航天用的電子元器件要經(jīng)過極嚴格的質量控制和篩選,而電子系統(tǒng)的設計需要充分運用可靠性理論和冗余技術。 二、航空航天電子技術的主要發(fā)展方向是: ①充分利用電子計算機和大規(guī)模集成電路,提高航空航天電子系統(tǒng)的綜合化、自動化和智能化水平;②提高實時信號處理和數(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;⑤發(fā)展可靠性更高和壽命更長的各種電子元器件。
民航專業(yè)術語解釋 本節(jié)內容介紹的是經(jīng)常在民航相關新聞、文章中出現(xiàn)的一些常用專業(yè)用語、參數(shù)、縮略語的基本含義,可能涉及較深的專業(yè)知識,當然有些定義、介紹不夠專業(yè)、嚴謹、準確,還請見諒,歡迎你提供相關資料。
本文內容在陸續(xù)增加和更新中,部分專業(yè)用語如在本站常用術語中或已有專文介紹后,將不在此作重復介紹。 復飛:GA(Go Around): 由于機場障礙或飛機本身發(fā)生故障(常見的是起落架放不下來),以及其他不宜降落的條件存在時,飛機中止著陸重新拉起轉入爬升的過程,稱為復飛。
飛機在著陸前有一個決斷高度,在飛機下降到這一高度時,仍不具備著陸條件時,就應加大油門復飛,然后再次進行著陸,這一過程同起飛、著陸的全過程是一樣的,一般經(jīng)過一轉彎、二轉彎、三轉彎、四轉彎,然后對準跑道延長線再次著陸。如果著陸條件仍不具備,則可能再次復飛或飛到備用機場降落。
需要明確指出的是,復飛并不可怕,按程序進行復飛不會有任何危險,民航飛機降落前都預先設定了復飛程序,自動化程度高,這是一個很基本的飛行操作程序。 備降:當飛機不能或不宜飛往預定著陸機場或在該機場著陸時,而降落在其他機場,就稱為備降。
發(fā)生備降的原因很多,主要有航路交通管制、天氣狀況不佳、預定著陸機場不接收、天氣狀況差、飛機發(fā)生故障等等。 備降機場:Alternate airport當飛機不能或不宜飛往預定著陸機場或在該機場著陸時可以飛往的另一個機場。
備降機場包括起飛備降機場、航路備降機場和目的地備降機場。 備降機場一般在起飛前都已預先選定好,只有發(fā)生某些特殊或緊急情況才會臨時選擇非計劃中的備降機場降落。
可控飛行撞地:CFIT(Controlled flight into terrain) 在機組操縱原因造成的飛行事故中有一種叫做"可操縱的飛機撞地事故",即CFIT,就是在飛行中并不是由于飛機本身的故障,或發(fā)動機失效等原因發(fā)生的事故,而是由于機組在毫無覺察危險的情況下,操縱飛機撞山、撞地或飛入水中,而造成飛機墜毀或嚴重損壞和人員傷亡的事故。這類CFIT事故在整個飛行事故中的比例也是比較大的,據(jù)國外統(tǒng)計的資料,客機死亡人數(shù)約80%是由CFIT造成的。
縮小垂直間隔:RVSM(Reduced Vertical Separation Minimum) 即將現(xiàn)代噴氣式民航客機巡航階段所在用的飛行高度層FL290至FL410(含)之間的垂直間隔標準由2000英尺縮小到1000英尺,從而增加空域容量,提高航空公司的運行效益,減輕空中交通管制指揮的工作負荷。國際民航組織(ICAO)從70年代開始研究縮小垂直間隔標準的問題。
2002年1月,經(jīng)有關國家民航當局和相關國際民航組織共同商討,經(jīng)過共達13次的工作會議,決定從2002年2月21日起在南中國海地區(qū)實施RVSM運行。未獲得RVSM運行批準的航空器將不得在RVSM空域內運行,而只能在飛行高度層FL290以下飛行。
能見度:VIS(Visibility)是反映大氣透明度的一個指標,航空界定義為具有正常視力的人在當時的天氣條件下還能夠看清楚目標輪廓的最大距離。能見度和當時的天氣情況密切相關。
當出現(xiàn)降雨、霧、霾、沙塵暴等天氣過程時,大氣透明度較低,因此能見度較差。測量大氣能見度一般可用目測的方法,也可以使用大氣透射儀、激光能見度自動測量儀等測量儀器測量。
跑道視程:RVR (Runway Visual Range)在跑道中心線位置,駕駛員能看到跑道表面的標示或是跑道燈或中心線燈的距離。當機場地面能見度較差時由航空管制應向運行中航空器分段報告跑道視程數(shù)值包括接地段、中間段和滑離段的RVR數(shù)值。
空地數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)(飛機通信尋址和報告系統(tǒng)):ACARS(Aircraft Communication Addressing and Reporting System) ACARS是一個基于VHF(甚高頻)的雙向機載數(shù)據(jù)通信系統(tǒng),為航空公司空地、地地大流量數(shù)據(jù)通信提供服務,實現(xiàn)各種信息的交換。一方面,它可以使飛行的飛機在無須機組成員干預的情況下自動向航空公司地面應用系統(tǒng)提供飛行動態(tài)、發(fā)動機參數(shù)等實時數(shù)據(jù)信息,同時也可以向地面?zhèn)魉推渌黝愋畔ⅲ购娇展具\行控制中心在自己的應用系統(tǒng)上獲得飛機的實時的、不間斷的大量飛行數(shù)據(jù)及相關信息,及時掌握本公司飛機的動態(tài),實現(xiàn)對飛機的實時監(jiān)控,滿足航務、運營、機務等各相關部門管理的需要;另一方面,地面可向空中飛行的飛機提供氣象情報、航路情況、空中緊急故障排故措施等多種服務,提高飛行安全保障能力及對旅客的服務水平。
在常用的VHF地空通信頻道日益飽和,信息傳送量少、速度慢的狀況下,這種雙向的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可顯著地改善和提高地面、空中通信保障能力。 目前,中國民航的空地數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)是一種面向字符型的數(shù)據(jù)鏈,不能傳輸數(shù)字語音和數(shù)據(jù)流文件,如氣象云圖等。
運行控制中心(AOC:Airplane Operating Control)AOC是是航空公司的指揮核心,保證航空公司運行安全的中樞,一種較為先進的運行生產(chǎn)管理模式。航空公司生產(chǎn)運作過去多是以調度為中心的運行生產(chǎn)管理模式,采用電傳聯(lián)系、手工記錄和電話通知等手工操作模式,不僅速度慢,準確性也難以保證。
AOC的建立則可以改善這些不足之處,AOC實現(xiàn)航空公司的資源整。
航空
【航空術語】
飛行器在地球大氣層內的航行活動為航空。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)生的空氣動力在大氣層內飛行。飛機上的發(fā)動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世紀人類認識和改造自然進程中最活躍、最有影響的科學技術領域,也是人類文明高度發(fā)展的重要標志。
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)力和科學技術水平都很低下的時代,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,但實現(xiàn)這一愿望還是從18世紀的熱空氣氣球升空開始的。
自從20世紀初第一架帶動力的、可操縱的飛機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。經(jīng)過許多杰出人物的艱苦努力,航空科學技術得到迅速發(fā)展,飛機性能不斷提高。
現(xiàn)代火箭的誕生,預示著載人航天時代的到來。
為給載人航天作準備,早在1964年底和1947年初,布勞恩在美國就用V-2火箭將孢子和果蠅等生物送入高空做實驗。1948年6月和1951年4月,又將猴子送入高空。
1951年6月,蘇聯(lián)科羅廖夫也用地球物理火箭將兩只小狗送入110千米高空,并安全回收。同年8月,蘇聯(lián)再次將兩只小狗送入高空。
這年9月,美國又用探空火箭將1只猴子和11只老鼠等送入高空,并安全回收。由此可見,美蘇為爭奪載人航天“第一”,早就在進行著明爭暗斗。
蘇聯(lián)在1957年10月發(fā)射成功世界上第一顆人造地球衛(wèi)星以后,就著手載人航天的具體準備工作。1960年,從3000名候選人中精心挑選出第一批20名航天員,進行細致的培養(yǎng)訓練。
與此同時,除繼續(xù)用火箭將動物送入高空進行試驗外,又用衛(wèi)星和飛船攜帶動物進行軌道飛行試驗。在此基礎上,于1961年4月12日用東方1號飛船首先將尤里·加加林送入太空軌道,繞地球飛行一圈后勝利返回地球。
蘇聯(lián)首先發(fā)射成功洲際導彈和人造地球衛(wèi)星以后,美國本想奪得載人航天這個“第一”。在1958年10月,就擬定了一個載人飛行的“水星”計劃。
1959年4月,又先于蘇聯(lián)秘密地從噴氣式飛機駕駛員中選拔了第一批7名航天員進行培訓。怎奈其火箭技術不如人意,在加加林進入太空以前,“水星”計劃的飛行試驗頻頻失敗。
美國只有兩次攜帶猴子、一次攜帶猩猩、一次攜帶假人的亞軌道飛行成功。在蘇聯(lián)飛行成功后,美國只得改用較成熟的“紅石”火箭,于1961年5月15日讓勇敢的阿倫·謝潑德乘水星3號飛船做直上直下的亞軌道飛行,飛行時間約15分鐘。
這年7月21日,維·格里索姆又乘水星4號進行一次同樣的飛行。 可是,半個月后的8月6日,蘇聯(lián)航天員格·季托夫乘東方2號飛船繞地球飛行17圈后第二天返回。
面對這巨大的壓力,美國人于這年9月13日才用“紅石”火箭第一次將一艘攜帶假人的“水星”飛船送入軌道。同年11月29日,原本用于發(fā)射飛船的“宇宙神”火箭也終于將一艘攜帶有猩猩的“水星”飛船送入軌道。
火箭和飛船入軌的問題解決后,美國于1962年2月20日派約翰·格倫乘水星6號飛船繞地球飛行了3圈。5月24日,斯科特·卡本特乘水星7號飛船也繞地球飛行3圈。
與蘇聯(lián)競爭連連敗北的美國決心迎頭趕上,他們搞了個“阿波羅”計劃,要首先送人上月球。1961年5月25日,美國總統(tǒng)肯尼迪批準這個計劃,隨即全國動員,要在60年代內將人送上月球,把“蘇聯(lián)人摔倒在月球上”。
為此,還將“水星”計劃轉為“阿波羅”計劃服務。接著又實施了另一個載人飛行的“雙子星座”計劃,主要是積累長期載人航天的經(jīng)驗。
為摸清月面情況,從1961年8月到1968年1月,美國實施了“徘徊者”、“勘測者”和“月球軌道環(huán)行器”3個無人探月計劃,查明月面有許多平滑的地方可容飛船降落;證實飛船在月面降落不會深陷下去,在月面行走不需要穿雪靴;為載人飛船選定了5個著陸點。 但在此期間,蘇聯(lián)也在暗中執(zhí)行他們的載人登月計劃。
1962年8月11日和12日蘇聯(lián)分別發(fā)射的兩艘東方號飛船在軌道上會合作編隊飛行。1963年6月14日,第一名女航天員瓦·捷列什科娃乘坐的飛船進入太空軌道后,也與另一艘飛船編隊飛行。
1964年10月12日,上升1號攜帶3人飛行。1965年3月18日,蘇聯(lián)航天員阿·列昂諾夫走出上升2號密封座艙,進行了世界上的第一次太空行走。
這些顯然都是載人登月所需要的。蘇聯(lián)還研制了世界上推力最大的N-1火箭,甚至已確定了首次登月的兩名航天員。
好在美國的阿波羅號飛船和土星5號運載火箭的研制和試驗還算順利。但是,1967年1月27日阿波羅4A號飛船在地面演練時,純氧座艙起火,3名航天員被燒死。
為檢查和改進設計,又花去了10個月時間。 1967年10月,蘇聯(lián)兩艘無人飛船在軌道上對接;1968年9月將海龜和植物種子等第一批生命送上月球;1969年1月兩艘聯(lián)盟號飛船對接,并從艙外交換航天員。
這每一項進展都成為刺激美國前進的動力。美國于1967年11月開始火箭和飛船的飛行試驗,到1969年5月,共進行3次無人飛行、2次載人繞地球飛行、2次載人繞月球飛行。
登月的時刻終于到來了。 1969年7月16日,阿波羅11號飛船出發(fā),7月20日登月艙降落在月面上。
經(jīng)過近7小時的等待,尼·阿姆斯特朗于美國東部時間20日22時56分20秒踏上月面,并說出了那句永載史冊的名言:“對一個人來說這是一小步,但對人類來說是一次飛躍?!彪S后,艾·奧爾德林也踏上月面。
到1972年12月,又有5艘阿波羅號飛船將10人送上月面。他們在月面上進行了許多科學考察和實驗活動,共帶回月球物質300多千克。
蘇聯(lián)的N-1火箭屢試屢敗,在美國首先載人登月幾成事實的1969年7月上旬,便聲明“無意與美國爭奪首先載人上月球”。
“長征”3號甲運載火箭 “長征”3號甲是在“長征”3號的基礎上改進而成。
火箭全長52.52米,火箭直徑、整流罩均超過“長征”3號?!伴L征”3號甲同樣是三級液體助推火箭,一、二級為常規(guī)燃料,第三級為液氫液氧燃料。
第三級把直徑由2.25米增大到了3米,并增加貯箱長度,推進劑由8.2噸增加到17.6噸。整個起飛重量240噸,起飛推力300噸,其同步轉移軌道的運載能力由原來的1.4噸提高到26噸。
它是中國目前高軌道上運載能力最大的火箭,具有一箭多星和適應多種軌道衛(wèi)星發(fā)射要求的能力。 1994年11月30日,“長征”3號甲火箭又把中國新一代通信衛(wèi)星“東方紅”3號發(fā)射升空。
“長征”3號甲不僅適用于各種大、小衛(wèi)星發(fā)射的需要,而且其發(fā)展?jié)摿艽蟆V袊谟盟餍炯?,并利用中國已?jīng)成熟的捆綁技術,發(fā)展“長征”3號乙、“長征”3號丙火箭,由此形成并利用中國運載能力最大的火箭群體,其中“長征”3號丙火箭的地球同步轉移軌道運載能力可達到48噸。
長征三號甲運載火箭(CZ-3A)是一枚大型三級液體運載火箭,繼承了長征三號運載火箭的成熟技術,采用了改進的液氫液氧第三級,其地球同步轉移軌道(GTO)的運載能力有了很大的提高。由于擁有更靈活先進的控制系統(tǒng),長征三號甲運載火箭可以在星箭分離前對有效載荷進行大姿態(tài)調姿定向,并提供可調整的衛(wèi)星起旋速率,因而具有很強的適應性。
長征三號甲運載火箭為我國下一步研制的長征三號乙運載火箭(CZ-3B)及長征三號丙運載火箭(CZ-3C)創(chuàng)造了條件,成為我國GTO運載火箭的基本型。 長征三號甲運載火箭主要用于發(fā)射地球同步軌道有效載荷,同時兼顧低軌道(LEO)、太陽同步軌道(SSO)等其它軌道有效載荷的發(fā)射,也可進行一箭雙星或多星的發(fā)射。
長征三號甲運載火箭的GTO運載能力為2.65噸,全箭起飛質241噸,全長52.5米,一、二子級直徑3.35米、三子級直徑3.0米,衛(wèi)星整流罩最大直徑3.35米。它的一子級和二子級使用偏二甲肼(UDMH)和四氧化二氮(N2O4)作為推進劑,三子級則使用效能更高的液氫(LH2)和液氧(LOX)。
全箭由箭體結構、動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、遙測系統(tǒng)、外測安全系統(tǒng)、滑行段推進劑管理與姿態(tài)控制系統(tǒng)、低溫推進劑利用系統(tǒng)、分離系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)等組成。 主要有六個系統(tǒng):1.箭體結構,是火箭的主體。
2.控制系統(tǒng),是火箭的大腦。由計算機、平臺、分離機構等組成,由設計師事先設計好發(fā)射程序。
3.動力系統(tǒng),由發(fā)動機、燃料箱等組成,是火箭的動力源。4.遙測系統(tǒng),是將工作參數(shù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)由無線電傳回地面的系統(tǒng)。
5.外側安全系統(tǒng),是火箭出現(xiàn)故障,地面無法操縱火箭的時候,進行空中自毀的系統(tǒng)。6.低溫推進劑利用系統(tǒng),是合理調控燃料混合比,有效利用燃料的系統(tǒng)。
長征三號甲運載火箭在1994年2月8日首次試驗飛行,成功發(fā)射了兩顆實驗衛(wèi)星。之后,連續(xù)五次成功地發(fā)射了五顆GTO通訊衛(wèi)星。
長征三號甲運載火箭的所有六次發(fā)射完全成功,發(fā)射成功率達到100%。
飛行器在地球大氣層內的航行活動為航空。
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)生的空氣動力在大氣層內飛行。飛機上的發(fā)動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世紀人類認識和改造自然進程中最活躍、最有影響的科學技術領域,也是人類文明高度發(fā)展的重要標志。 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)力和科學技術水平都很低下的時代,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,但實現(xiàn)這一愿望還是從18世紀的熱空氣氣球升空開始的。
自從20世紀初第一架帶動力的、可操縱的飛機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。經(jīng)過許多杰出人物的艱苦努力,航空科學技術得到迅速發(fā)展,飛機性能不斷提高。
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