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飞行船飞行原理

投稿:夜空飞鸟 时间:1年前

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自从1970年以来,中国发射了不少类型的卫星,1999年又成功地发射了飞船。飞船与卫星有什么相同的地方,又有什么不同呢?我们从它们的系统组成来谈谈这个问题。

飞船与卫星有许多的共同点,如它们的飞行原理、发射、轨道、轨道上的运行,以及返回所经历的环境是相同的。但是它们又有许多要求是不同的,如“过载”、就有不同的要求。那什么是“过载”呢?简单说来,当火箭携带飞行器加速飞行时所产生的加速度超过“重力加速度”的倍数就称为“过载”,“重力加速度”规定用“g”来表示,超过2倍就是2g;而超过10倍就是10g。可不要小看它,这个过载值对卫星内部的仪器设备产生直接的影响,如果太大,就会对设备产生破坏作用,当然对人那就更严重了。卫星在发射或者返回时,可以承15g或者更大的过载,这与作用的时间还有关系。而能够保证航天员正常工作和生活的过载值不超过4-5g,如果再大,轻则昏迷,重则器官破坏甚至死亡。所以对载人飞船的发射和返回都要保证这个条件。不管是卫星还是飞船都是由许多系统组成的,它们有许多相同的系统,可以称为飞行器的公用系统,也就是指不管任何类型和用途的飞行器都必须配备的系统。

公用系统包括:结构系统、能源系统、姿态控制系统、热控制系统、跟踪测轨系统、遥测系统、遥控系统、程序控制系统等。

系统的作用和基本的工作原理,我们在前面的文章中都介绍过了,但就是在这些系统中,对飞船的某个系统内功能或者说配置要求与卫星也是不同的。

我们举个例子,比如测控系统,卫星的测控功能能够做到测轨、遥测和遥控就可以了,但是对于飞船的测控系统功能除了上述的要求外,由于人的参与,还增加了语音通信和电视传输。语音通信的作用是帮助航天员之间、航天员和地面之间的话音联系,也就是通话,而电视传输的作用不难理解,不但航天员和地面人员之间能够通话,而且地面能够看到航天员的每时每刻的工作和生活情况,甚至通过他们的面部表情来了解他们的状况。当然也可以通过电视向全国播放他们的工作生活情况,还可以在遥远的太空和家人说话和见面呢,这对他们的心理是个鼓舞。但无人的卫星就不需要这些了。除了这些公用系统外,也是由于有人,飞船还有些特殊的系统,可以称为专用系统。飞船的专用系统包括了以下几个方面。

作为载人飞船是要把人送上天,因此,人的生命保障及安全是最重要的问题,高度真空的空间是不具备人生存的条件的,只好依靠飞船的设计来保证这些条件,而且要保障的内容是多方面的。一是建立和维持航天员的生活和工作所必要的最佳大气环境条件,如温度、湿度及有害气体的控制;二是供给生命活动所必需的物质,如氧气的供应、水的供应、食物的供应等;三是去除生活活动时所产生的废物,如各种有害的气体、食物的碎屑、大小便等废物。可想而知,在密封的飞船内处理这些问题,技术上是很复杂的。

除了使航天员更好地工作,随时可以方便地看到飞船和自身的各种参数及工作状态外,在飞船上还为航天员配备了数据显示仪表系统。在航天员座椅的上前方,正对航天员的视线装有一块大的仪表屏,它与飞机驾驶员或者汽车司机面前的仪表屏相似,但功能要多得多。在这块仪表屏上有文字显示火箭的飞行情况、火箭执行的重大关键动作和飞船的重要的系统参数,如环境温度、舱内压力、电源电压、气源气压、飞行高度,以及航天员的生理参数等。仪表屏上还设有报警装置,当某个系统的工作状态出现异常,马上出现灯光及声音警告,通知航天员某个系统出现不正常现象,引起航天员的注意,以便采取相应的检修措施。而当出现了危及航天员安全的紧张故障,必须采取紧急的措施,此时就会出现更加醒目的灯光及声音报警,告诉航天员立即采取措施,必要时紧急返回地球。为了航天员的生活规律化,在飞船的生活舱内有专门的照明设施,它们可以变明变暗,模拟地面的白天黑夜。

返回系统由三大部分组成:减速设备、控制设备、标位设备。

减速设备的任务是用来降低飞船在返回过程中的速度,保证航天员的安全着陆。

控制设备的任务是在飞船的返回过程中发出各种动作指令,如降落伞的打开、缓冲发动机的工作等。

标位设备的用途是在返回舱着陆前后标明自己的位置,便于地面人员寻我和营救。

载人航天中,航天员的生命安全是第一位的,尤其是在出现事故的情况下采取有效的措施,保护航天员的生命安全,为此在飞船上专门配置了事故应急救生系统。

说实在的,从航天员进入飞船座舱开始,直到火箭携带飞船飞行的过程中,可以说航天员就处在危险之中了。几百吨的燃料已经加注到火箭及飞船上,一个错误的操作都有可能带来灾难性的事故。一旦出现了紧急重大事故,如运载火箭有爆炸的危险性,航天员来不及撤出飞船座舱,必须马上逃离现场的危险区。

飞船的交会对接系统也是不可少的。一般飞船,由于体积有限,不可能携带很多的燃料和航天员的生活必需品,因此都不能长时间地单独运行。而作为空中运输器,要把人员及物资运到空间站去,或把人送到其他星球。这样就有一个使两个飞行器在空中联成一体,完成工作后再分离的过程,而这种联接、再分离的过程我们就称它为交会对接。


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