1、 本文由zhaoying101020贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。未来的航天飞行器-空天飞机摘要：2003 年，美国的“哥伦比亚”号失事，由此引发了空天飞机的研发热潮。空天飞机 集航空航天技术于一身，兼有航空和航天两种功能，既能完成民用航空航天运输任务，又能 执行多种军事航空航天任务，是一种具有广阔发展前景的载人航天器。 关键词：空天飞机 未来 航天器 Abstract：In 2003, the “Columbia“ accident, which led to the development of the space plane. S
2、et in an aviation and aerospace technology, the space plane, which is a broad developmentprospects of the manned spacecraft, is a combination of aviation and aerospace and can complete the task of space transportation as well as a variety of military tasks. Key words：Space plane Future Spacecraft 一、
3、空天飞机概述 (一)什么是空天飞机 空天飞机是航空航天飞机 空天飞机 航空航天飞机的简称。 航空航天飞机 空天飞机是航空和航天技术相结合的初步尝试， 是既能航空又能航天的新型飞行器。 空 天飞机能实现航天运载系统的部分重复使用、 和 航天运输 用。 集飞机 运载器 航天器 飞机、运载器 航天器 多重功能于一身，既能在 飞行，又能 飞机 运载器、航天器 运行，兼有航空和航天两种功能。 具有 广阔的运用前景。 空天飞机能 飞机一 飞， 在 飞行， 30100 空的 在 飞行 1225 ，currency1“ ，成航天飞行器，fi fl， 飞机一 在机 。 在此前，航空和航天是两不 的技术，由飞机和
4、航天飞行器分在 、 ”，航空运输系统是重复使用的，航天运载系统一是不能重复使用的。 空天飞机能 到航天运载系统完的重复使用和 航天运输 用的 的。 空天飞机的型 前，在研的空天飞机要有两种 两种型。 两种 一种是型 型， 航空发机和航天发机在一飞行器， ， 型 。型有美国的“ 国 空天飞机”和 国的“ ” HOTOL 空天飞 机( 下 )。一种是两型 航空发机和航天发机分在两飞行器， 两型， 空天飞机 两型 飞， 发机先 ， fl 发机 ，空天飞机 到一 的 和 ， 此一和分 ， 发机 ， 使空天飞机 。 型有国的 “ ” SANGER，下 。 空天飞机的 空天飞机技术 先 ，使用 两空天飞机
5、技术简， 于实现。 种型，具有 航空运输器可比的能和 ： 1. 发机， 载 采用发机，可增 有 载 。如“ ”采用 式双模态 发机、NASP 采用 式 燃 发机、 ”载机采用 式 喷 组合式 “ 发机 。 这种 不仅 了发机的使用能和有 载 能 ， 且发展 飞机奠 了坚实的 基础。 2.结构一体化，更安 采用先 一体化结构设计， 技术先 。 前各国的空天飞机设计屏弃了传统的冷结构 设计， 采用放热结构与体结构一体化的热结构设计， 且针对不 的温 采用不 的冷却 技术。不仅减轻了机体重量， 且 了热防护系统的可靠和耐久，更能满足 飞行 的需求。 设计可借助空 升 飞行 减少燃料消耗， 飞fl故障
6、可中途fi， 有 的安。 3.机能 强， 发射 空天飞机能将航天器送上任何 ，可向任何 向发射， 发射机亦不受 要求 的限制 在 fi，可 行横向和纵向的广泛机。 ， 可 飞机一 在 飞行，也可 空间自由飞行或按一 的 运行，具有很强的灵” 能在 落， 了对勤服务的要求、简化 飞 发射和 落 fi所需的 设施和 程序、减少维修 用，只需再配备必要的“注设备、面技术与系统 可。 4.使用 能 ，污染小 采用人货分开模式。 针对未来空间任务和有 载 的多 ， 空天飞机 多采用人货分 开模式。如 NASP 要载人， ”载货， ”和“ 飞机”纯载货。 “ “ 此 式减少了技术风险， 了完成任务的 益。
7、 ， 除挂燃料箱， 要系统可重复使用， 减少了各 的溅落， 且燃料毒， 污染极小，有利于生态环保。 5.飞行 快， 用 空天飞机在 的飞行马赫数可 12-25 ， 是现 技术 战飞机飞行 的 6-12 。 ，空天飞机的发射成本可比 前一数量。航天飞机的运输 用十分昂贵， 运送一千克有 载 到 的 用 一万美元， 空天飞机的发射 用仅是航天飞机或一 次使用 的几十分一。 、空天飞机的关键技术 (一) 系统 空天飞机要在 飞行，飞行 零到 M25，如此 的 和 环 化对空天飞机的要求 。 前的 是： 航空使用的喷 式发机在 空 空 ，需 化 ， ， 在 航天广泛使用的 发 机，可在 ，使用 很广，
8、 需 量 化 ， 重 且安 。 喷发机 合于 M2.5 下的飞行，亚 燃 发机 合于 M3-6 飞行， 燃 发机 用于 M6-12 飞行， 发机 可使飞行器 到更 的 。要 研 制 到几 千 的空天飞机 需要新的可重复使用的 系统。 这 需要研制一种既 能 又能 空 件， 要亚 、 、 多模态的组合 环发 机。对空天飞机来 ， 要 燃 发机技术，这种发机能在 件下 、 ， 生足的 。 防热结构和 料 现有的航天飞机采用式防热系统， 防热结构和载结构是分开设计的， 由于 “ 热间 ，面 化防热可 到满currency1的防热 ，这 相“于飞机“”上 了“防热服” 。空天飞机的 不 了， 需要多次
9、 ，fi次fl与空 生 量热量， 是 fi、再 ， “热fl使面 到极 的温 。 ，空天飞机机温 ” 1800C，机和前的温 1460 C，机体面任何一 的温 不于 650C， 航天飞机的 315C， 部 所 生的温 是航天飞机的 10 ， 且间 1-2 小。 此，空天飞机必 采用新的防热结构和轻型的可重复利用的防热 料， 选用冷却系统， 能 重复使用 和维护 。 飞行 与试验技术 人 M 数 5 的飞行称 飞行。对于 M 12 的空 ，人 6 现在 少。 如，在极 飞行中，空天飞机的 数 10010 ，仅 仅 机体，使机身和机现“增 ”的 。发机 热 的 可 15 ， 喷 的化 fl 来什么
10、fl 料。这 的空 的 在研制空天飞机程中是必 的。 的途 有两 ：一是建 M 数很 的数、 风， 行模风试验 是利用 计机 行计。美国在 这两 ，且利用自由飞模型试验， 数和。 前 有 M 数 于 8 的风。 使有风， 需 上 万小的试验。 此必 靠 计来研 ，这 需 要研制计 fi 数十 数 次的 型计机和求 复的维- 克 程的 件。 发机与机身一体化 减小 ，空天飞机的形必 线型，需要将发机与机身 行融合， 构成 线型的整体形。了 ，空天飞机机体的空重除燃料和有 载 的重量必 轻。 此，需要简化结构， 前机身成发机 空 的 ， fl 机身 成发机的排 喷 ，这 是“一体化设计” 。 在一
11、体化设计中， 复的 是要使 与排 喷 的几何形能随飞行 的 化 化，调节 量，使发机在 能 生额 的 ，在 又可 油耗量， 要保证 有足的刚 和耐 温能， 使 在再fi 的程中， 能经受住 和 “热的双重考验，多次重复使用。 、空天飞机的发展现状 空天飞机的设 于在 20 纪 30-40 年， 随fl人对空天飞机 一 试验。 由于“的技术、经济 件相 ，且 用需求不明确， 展缓慢。 各国 放弃寻求更经济有 的往于天间的运输系统，取昂贵的运载 和航天飞机。 随 体 ，耐 温热 料，型计机 技术的突破和 展，空天飞机的 生发展 奠 了 和技术基础， 纷纷 了各自研制空天飞机的计划。 这计划却蕴含今
12、fl 空天飞机的发展趋势。 一美国 20 纪 80 年初，美，苏首的两军事集团的空间军备竞赛愈演愈，1985-1994 年美国实施了庞 的“国 航天飞机计划” 。由于额经 和技术上的复及政治上的 “国 航天飞机计划” 干 ，此计划经历 挫折， 了 技术的发展，逐步掌握了马赫数小于 8 的 燃发机设计技术。90 年，洛马司在美国航天局NASA支下实施了空天飞机研制 计划 -X”计划 ， 系统采用新式的currency1排 塞式发机，由“ 飞马座” 发射 “ ”计划 升空。 的是利用这飞行器 马赫数的喷 发机和 声 喷 发机的能。 fl继型 X-43C 已在研制中。X-43C ” 4.88 ，仍由
13、“ 飞马座” 发射升空， fl靠 自身 “ 到马赫 7，此 巡航。X-43C 计到 2007 年 行首次试飞。X-43C 成 功fl，NASA 将研制一种叫 RASCAL 的空天飞机。 有机，重 3.628 吨，可 7.256 吨 有 载 ，能多次使用。 前苏联俄罗 早在上 纪 70 年， 前苏联 开始了研制空天飞机的 ， 螺旋” 计划、 布拉风” “螺旋” 计划、 布拉风” “ 试验机计划和“暴风雪” 试验机计划 “暴风雪”号航天飞机升空设计者 了丰富的经验。俄罗 了可重复 使用的空天运输系统构 。 按照此构 ， 系统采用具有很强的灵”和多种功能的两 案，用于紧急救援、空间物资供 及 供生态
14、 研 ，可搭载的有 载 1-18 吨。这一 案的核心部分是使用安-225 重型机载， 一的 飞重量 620 吨，分 10 千 。 挂油箱 275 吨，可负载 6.6 吨，倾角 90， 400 千 。设 与空天飞机规划相近似： 一安-225“ 梦幻”飞机， 上 飞 飞机， 安-225“ 梦幻”的升限只有 10-12 千 ， 新型空天飞机可上升到 100-200 千 。 前，俄罗 在研制具有广泛发展前景的 MAKS 系统 系统， 是可执行广泛 空任务的 两用空天飞机，既可完成军事任务，也可用于 的，发射重量 620 吨， 重 275 吨，有 载 重量 9 吨。 飞机乘员数量 2 人 或人驾驶 ，飞
15、机 19.3 ，机 8.6 ，展 13.3 ，重量 27 吨。俄 在研制更重型的 MAKS 型系统，运载能 可 18 吨。该系统 有 种 体， MAKS-OS、MAKS-T 和 MAKS-M.，载人型、 、一次使用型和人货运型。 日本 日本由于经济实 雄 ， 对空间的 虽 步 晚， 也制了空天飞机的研与 发展计划。所设 的是一种 、 飞和，能重复使用的空天飞机。近年来， 日本科 独辟蹊 ， 研了用 导磁悬浮发射台 导磁悬浮发射台来发射航天飞机。 这种发射 式 的优 导磁悬浮发射台 是 、成本 、可重复使用 报 ，日本将建 的“航天母舰”可在洋上游弋，海 发射 。这种发射 式 的优势是可选择在赤
16、 附近发射，节省燃料，又 能 的自 的功能，可节省 10%的发射 用。 一国 也一currency1有中 技术的研，虽 有明确 空天飞机发 展计划，一 技术成 ，必 fl 发展自 的空天飞机。 航空航天技术发展和相 结 合的 物，空天飞机的 和 用必将军事发展和未来战 来 。 、结 在航天运输体系中， 航天运载器是确保 行空间 的必备的运输具， 是开发和利用 空间的基础。 各国 发展航天运载器放在重要的战 ，制 了 规划，在 逐步 航空和航天飞行器 有机结合成一体的 向 。 前， 空天飞机虽 于 研 ， 可 成 21 纪先 、经济有 的航天运载具。空天飞机了今 fl数十年 航天运载技术的发展 向， 且将成未来 制空间、制天 的关键 器 备一。考文献 1 新利. 强. 21 纪空中灵空天飞机.国防科技 2006.(4) 2广.空天飞机发展的现实与可能.国航空currency1.2004.3 3“.空天飞机雄天下.fifl .20033 4洛述.下一航天飞机空天飞机. .200512 5 .未来航天飞机.国科技态.2003.(3)1
