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空间飞行器设计-第1讲

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空间飞行器总体设计

空间飞行器总体设计

第一章—绪论1.各国独立发射首颗卫星时间。

表格 1 各国独立发射首颗卫星时间表2.航天器的分类？答：航天器按是否载人可分为无人航天器和载人航天器两大类。

其中，无人航天人按是否环绕地球运行又分为人造地球卫星和空间探测器两大类；载人航天器可以分为载人飞船、空间站和航天飞机。

3.什么是航天器设计？答：航天器设计就是要解决每一个环节的具体设计，其中主要的几个关键内容为：航天任务分析与轨道设计、航天器构形设计、服务与支持分系统的具体设计。

4.画图说明航天器系统设计的层次关系并简述各组成部分的作用。

答：图 1 航天器系统设计的层次关系图(1).有效载荷分系统：航天器上直接完成特定任务的仪器、设备和核心部分；(2).航天器结构平台：整个航天器的结构体(3).服务和支持系统：有效载荷正常工作的必要条件。

①结构分系统：提供其他系统的安装空间；满足各设备安装方位，精度要求；确保设备安全；满足刚度，强度，热防护要求，确保完整性；提供其他特定功能②电源分系统：向航天器各系统供电③测控与通信系统：对航天器进行跟踪，测轨，定位，遥控，通信；④热控系统：对内外能量管理和控制，实现航天器上废热朝外部空间的排散，满足在飞行各阶段，星船各阶段、仪器设备、舱内壁及结构所要求的温度条件；⑤姿态与轨道控制系统：姿态控制--姿态稳定，姿态机动；轨道控制--用于保持或改变航天器的运行轨道，包括轨道确定（导航）和轨道控制（制导）两方面，使航天器遵循正确的航线飞行。

、⑥推进系统：向地球静轨道转移时的近地点与远地点点火；低轨道转移时，低轨到高轨的提升与离轨再入控制；星际航行向第二宇宙速度的加速过程；在轨运行⑦数据管理系统：将航天器遥控管理等综合在微机系统中⑧环境控制与生命保障：维持密闭舱内大气环境，保证航天员生命安全5.航天器的特点及其设计的特点？答：航天器的特点有5个，(1).系统整体性；(2).系统层次性；(3).航天器经受的环境条件：运载器环境、外层空间环境、返回环境；(4).航天器的高度自动化性质；(5).航天器长寿面高可靠性。

空间飞行器设计演示文稿

空间飞行器设计演示文稿

公转时间：
T = 365.2422 天
离太阳平均距离：
A = 1.49597870 × 1011 m
23
第23页，共85页。
地球基本参数：
公转速度：
v = 11.19 km/s
表面温度：
t = - 30 ～ +45℃
表面大气压：
p = 1013.250 毫巴
表面重力加速度(赤道)：
9.780 m/s2
，590m，比珠穆朗玛峰还高。一条从南向北穿过赤道的
长达1200km的大峡谷，是八大行星中最大的峡谷。
20
第20页，共85页。
金星绕太阳公转的轨道是一个很接近正圆的椭圆 ，且与黄道面接近重合。其公转速度约为35km/s，公
转周期约为224.70天。
金星公转周期约为224.7日，但其自转周期却 为243日，也就是说，金星上“度日如年”。
球层厚约8000km,它的化学组成与光球基本上相同，但
色球层内的物质密度和压力要比光球低得多。 “耀斑”和“日珥” 是发生在色球层的太阳活动现
象。
色球
日珥
耀斑
12 第12页，共85页。
在日全食时的短暂瞬间，常常可以看到太阳周围 除了绚丽的色球外，还有一大片白里透蓝、柔和美丽 的晕光，这就是太阳大气的最外层── 日冕。日冕的范 围在色球之上，一直延伸到好几个太阳半径的地方。 日冕里的物质更加稀薄，它还会有向外膨胀运动，并 使得热电离气体粒子连续地从太阳向外流出而形成太 阳风。
空间飞行器设计演示文稿
第1页，共85页。
（优选）空间飞行器设计
第2页，共85页。
2.1.1 宇宙的起源
宇宙起源学说有多种： 如“盘古开天地”； 其中大爆炸理论影响最大。

哈工大航天学院课程-空间飞行器动力学与控制-第1课-绪论

哈工大航天学院课程-空间飞行器动力学与控制-第1课-绪论

“礼炮1号”空间站
空间飞行器动力学与控制 第一课 绪论
1981年4月，世界上第一 架垂直起飞、水平着陆、可 重复使用的美国航天飞机 “哥伦比亚号”试飞成功， 标志着航天运载器由一次性 使用的运载火箭转向重复使 用的航天运载器的新阶段， 标志着人类在空间时代又上 了一层楼，进入了航天飞机 时代。
美国“哥伦比亚号”航天飞机
空间飞行器动力学与控制 第一课 绪论
人类自20世纪60年 代开始探测火星的尝试。 大约半数火星探测任务 成功。 2008年05月25日 ， 美国“凤凰”号火星探 测器成功降落在火星北 极区域，其核心任务是 寻找水和生命痕迹。 2008年11月，凤凰 号与地面控制中心失去 联络。
“凤凰”号挖掘臂挖掘火星土壤的情景
空间飞行器动力学与控制 第一课 绪论
1988年11月15日，前苏联的暴风雪号航天飞机从 拜科努尔航天中心首次发射升空，47分钟后进入距 地面 250公里的圆形轨道。它绕地球飞行两圈，在 太空遨游三小时后，按预定计划于 9时25分安全返 航，准确降落在离发射点12公里外的混凝土跑道上， 完成了一次无人驾驶的试验飞行。
“水手2号”探测器
空间飞行器动力学与控制 第一课 绪论
1966年1月，前苏联两艘载人飞船第一次在轨道上成功 交会对接，并实现了两位航天员从一艘飞船向另一艘飞船 的转移。
前苏联“联盟号”载人飞船
前苏联“上升号”载人飞船
空间飞行器动力学与控制 第一课 绪论
1971年4月19日，前苏联“礼炮1号”空间站入 轨成功，其质量约18t，总长14m，轨道高度200～ 250 km，轨道倾角51.6º ，成为人类第一个空间站。
空间飞行器动力学与控制 第一课 绪论
13～14世纪，中国的火箭技术与其他火药兵器一 同传到阿拉伯国家和印度，后又传入欧洲。至18世 纪后期，印度军队在抗击英国和法国军队的多次战 争中就曾大量使用火药火箭并取得了成功结果，由 此推动了欧洲火箭技术的发展。 曾在印度作战的英国人康格里夫(William Congreve)在19世纪初对印度火箭作了改进，他确定 了黑火药的多种配方，改善了制造方法并使火箭系 列化，最大射程可达3km。这些初期火箭的原理都 成为了近代火箭技术的最初基础。

飞行器自动控制导论_第一章飞行控制系统概述

飞行器自动控制导论_第一章飞行控制系统概述

第一章飞行控制系统概述1.1飞行器自动控制1.1.1飞行控制系统的功能随着飞行任务的不断复杂化，对飞机性能的要求越来越高，不仅要求飞行距离远（例如运输机），高度高（高空侦察机），而且还要求飞机有良好的机动性（例如战斗机）。

为了减轻驾驶员在长途飞行中的疲劳，或使驾驶员集中精力战斗，希望用自动控制系统代替驾驶员控制飞行，并能改善飞机的飞行性能。

这种系统就是现代飞机上安装的飞行自动控制系统。

飞行控制系统的功能归结起来有两点：1）实现飞机的自动飞行；2）改善飞机的飞行性能。

飞机的自动飞行控制系统在无人参与的情况下，自动操纵飞机按规定的姿态和航迹飞行，通常可实现对飞机的三轴姿态角和飞机三个方向的空间位置的自动控制与稳定。

例如，无人驾驶飞行器（如无人机或导弹等），实现完全的飞行自动控制；对于有人驾驶的飞机（如民用客机或军用飞机），虽然有人参与驾驶，但某些飞行阶段（如巡航段），驾驶员可以不直接参与操纵，而由飞行控制系统实现对飞机飞行的自动控制，但驾驶员应完成对自动飞行指令的设置和监督自动飞行的情况，并可以随时切断自动控制而实现人工驾驶。

采用自动飞行具有以下优点：1）长距离飞行时解除驾驶员的疲劳，减轻驾驶员的工作负担；2）在一些恶劣天气或复杂的环境下，驾驶员难于精确控制飞机的姿态和航迹，自动飞行控制系统可以精确对飞机姿态和航迹的精确控制；3）有一些飞行操纵任务，驾驶员难于精确完成，如进场着陆，采用自动飞行控制则可以较好地完成任务。

一般来说，飞机的性能和飞行品质是由飞机本身气动特性和发动机特性决定的，但随着飞机飞行高度及飞行速度的增加，飞机的自身特性将会变坏。

如飞机在高空飞行时，由于空气稀薄，飞机的阻尼特性变坏，致使飞机角运动产生严重的摆动，靠驾驶员人工操纵将会很困难。

此外，设计飞机时，为了减小质量和阻力，提高有用升力，将飞机设计成静不稳定的。

对于这种静不稳定的飞机，驾驶员是难于操纵的。

在飞机上采用增稳系统或阻尼系统可以很好地解决这些问题。

七年级美术上册《航天飞行器模型设计》优秀教学案例

七年级美术上册《航天飞行器模型设计》优秀教学案例
2.明确小组成员的职责，确保每个成员在合作过程中都有事可做，培养他们的责任感和团队意识。
3.定期组织小组讨论，让学生分享设计思路、制作方法等，促进小组成员间的相互学习和交流。
（四）反思与评价
反思与评价是教学过程中的重要环节，教师应引导学生进行有效反思，提高他们的自我评价能力。以下是一些建议：
1.教师应及时反馈学生的作品，指出优点和不足，指导学生进行改进。
2.鼓励学生提问，培养他们的质疑精神，让他们在解答问题的过程中掌握知识。
3.教师引导学生将问题分解，形成一系列小问题，逐步解决，从而构建完整的知识体系。
（三）小组合作
小组合作是实现教学目标的重要手段，教师需引导学生积极参与小组活动，共同完成任务。以下是小组合作的具体策略：
1.合理分组，确保每个小组成员在能力、性格等方面具有一定的互补性，提高小组的整体实力。
2.创设“航天设计师”角色，让学生在角色扮演中体验航天飞行器设计的乐趣，提高他们的学习积极性。
3.创设真实的太空环境，如模拟太空站、月球基地等，让学生在特定情景中展开创作，提高他们的沉浸感。
（二）问题导向
以问题为导向，引导学生进行深入思考和探究，培养他们的创新意识和解决问题的能力。具体方法如下：
1.提出具有启发性的问题，如“航天飞行器为什么能飞上太空？”“如何设计一个具有良好稳定性的航天飞行器？”等，激发学生的探究欲望。
二、教学目标
（一）知识与技能
1.知识方面：学生能理解航天飞行器的基本概念、发展历程和分类，掌握航天飞行器模型设计的基本原理和制作方法。通过学习，使学生了解航天科技与美术创作的紧密联系，提高他们对美术知识在实际应用中的认识。
2.技能方面：培养学生运用所学的美术技法进行观察、分析、表现和创造的能力。通过动手制作航天飞行器模型，提高学生的动手操作能力、空间想象力和创新能力。

飞行器创新设计

飞行器创新设计

8、飞行器创新设计
• 四代机F-22 • Super Maneuverability • Supersonic Cruise • Stealth • STOL(Short Take-off and Landing)
8、飞行器创新设计
• • • • • • • • UCAV 远航程 长航时 高隐身 超机动 大载荷 自主飞行 纵深打击
轨道方程与宇宙速度
• 航天器的轨道方程为圆锥曲线 圆锥曲线的一般方程为
p r 1 e cos f
其中：r：圆锥曲线的任意一点到焦 点的距离。e ：圆锥曲线的偏心率。p ： 正焦距或半通径。f ： r与焦点至近心点 之间连线的夹角，叫真近点角
轨道方程与宇宙速度
• 圆锥曲线的类型： • e=0时，r=p，圆锥 曲线为圆 • 0<e<1时，圆锥曲线 为椭圆 • e=1且f=180度，圆 锥曲线为抛物线 • e>1时，圆锥曲线为 双曲线
中国航空学会
第三届“创新杯”飞行器设计大赛系列讲座
飞行器创新设计
北京航空航天大学 黄 俊
内容
1、飞行器基本概念 2、设计要求与飞行器设计 3、飞行器设计过程 4、飞行器设计的特点 5、数字化设计技术 6、飞行器的未来发展 7、飞行基本原理 8、飞行器创新设计
1、飞行器基本概念
3、飞行器设计过程
3、飞行器设计过程
3、飞行器设计过程
3、飞行器设计过程
4、飞行器设计的特点
• 作为一种涉及到多个学科的复杂工程系统， 现代飞行器设计一般具有以下特点 • 科学性 • 创造性 • 非唯一性 • 反复迭代，多轮逼近 • 综合与协调
科学性
创造性
非唯一性
反复迭代，多轮逼近

飞行器总体设计一PPT课件

飞行器总体设计一PPT课件
6
★ 形成飞机的总体布置图、三面图、结构受力 系统图
★ 进行重心定位、性能、操稳计算，结构强度 和刚度计算
★ 提出对各分系统的技术要求 ★ 最终要制造出全尺寸的样机或绘制电子样机， 进行人机接口、主要设备和通路布置的协调检查以 及使用维护检查。
7
样机在经过使用部门，特别是经空、地勤人员审 查通过后，可以冻结新飞机的总体技术方案，开始 转入工程研制。
由设计/研制单位提出 由用户和设计单位共同提出
由用户提出的要求，设计/研制单位要进行分析/ 论证——战术技术要求分析/论证。
19
飞机设计要求通常没有固定的格式，其基本内容
应包括以下几个方面：
(1) 飞机的类型和基本任务 (2) 飞机的有效载荷 (3) 飞机的飞行性能指标 (4) 其他方面的要求：电子对抗、隐身、使用维护性、 使用周期、研制进度/经费、使用经济性，……。有时这 些要求可能会起到决定性的作用。
下面简单讨论飞机设计要求中的战术技术要求。
在作调整试飞过程中，新飞机肯定会出现各种故 障，必要时应对飞机作局部的修改。
在定型试飞过程中还会有故障，当然比调整试飞 中出现的要少的多，而且更改大多是机内系统，涉 及飞机外形的改动极少。
15
定型试飞通常需要上千个起落。试飞科目全部完 成后，由试飞鉴定部门和飞行员写出正式报告，上 报国家航空产品定型委员会批准后，方可进入小批 量生产。
飞行器总体设计
1
第1章 绪 论
1.1 飞机研制的一般过程 1.2 飞机设计要求 1.3 喷气式战斗机的发展 1.4 喷气干线运输机的发展 1.5 支线飞机、通用航空 1.6 无人飞行器 1.7 飞机总体设计的特点 1.8 飞机总体设计框架
2
1.1 飞机研制的一般过程

飞行器结构动力学_第1章_2014版 [兼容模式]

飞行器结构动力学_第1章_2014版 [兼容模式]
• 分析力学基础（另加） • 2DOF系统自由振动 • 动力吸振减振 • MDOF系统振动特性(阻尼/固有频率、振型） • MDOF系统响应
– 第四章：连续系统
• 杆的振动 轴的振动 • 梁的振动 薄板振动
– 第五章：结构动力学建模
• 有限元模型建立（第6章） • 结构模态分析（第7章）
第1章 概 论
第1章 概 论
现代有限元分析——结果
第1章 概 论
实验手段
地面静力实验
第1章 概 论
地面振动实验（Ground Vibration Test，GVT）
• 确保边界条件 • 激励方式
第1章 概 论
• 传感器布置 • 信号处理
F-16 GVT悬吊
第1章 概 论
风洞实验——颤振
第1章 概 论
NASA兰利
第1章 概 论
结构动力学建模（2）
• 原则 – 保持原有系统的动力学特性（或近似） – 必须和观察到的实际模型尽可能相似
• 初步设计阶段可采用一定简化，详细设计阶段 尽可能细化
• 方法 – 1.集中参数描述的离散系统 – 2.分布参数描述 – 3.两种方法的混合
• 例子： – 导弹在空中飞行；飞机在空中飞行
• 量子场理论（quantum field theory，QFT）：具有很多自由度的量子一级
的问题 第1章 概 论
背景知识（续）
牛顿
• 牛顿三定律
– 奠定了经典力学基础 • 《自然哲学的数学原理》
– 对第2、3定律给出了合理的科学和数学描述 – 阐述了动量守恒和角动量守恒原理 • 万有引力定律 – 最先给出引力的科学、准确的表达式 • 牛顿运动定律和万有引力定律 – 对经典力学进行了最完整和最准确的描述 – 适用于日常物体和天体 • 发明了微积分 – 莱布尼茨发明了现在常用的求导和积分符号

空间飞行器设计第1讲PPT课件

空间飞行器设计第1讲PPT课件
18
航天运输系统：
航天运输系统：把任何有效载荷运送到 预定轨道的航天运输工具。有运载器（一次 性使用，运送航天器）和运输器（运送人员、 装备、物资以及补给）。
“人造地球卫星1号”
(Спутник-1)
外径0.58米，重83.6kg,由壳体、卫星 设备和天线组成。
9
幕后人物
Сергей Павлович Королев
（1906～1966）
Михаил Клавдиевич Тихонравов
(1900.7.16~1974.3.4)
火箭总设计师: 科罗廖夫(Sergei Pavlovich Korolev); 卫星总设计师:吉洪拉沃夫
空间飞行器设计
College of Aerospace Engineering
1
B.E.,BUAA,1985 M.E.,NUAA,1991 Ph.D.,NUAA,2001
主讲人: 许 锋
飞行器先进设计技术国防重点学科实验室
Address: Building A18-419#, Minggugong Campus Tel:84896252 Email:
4
引言
第一讲 概论
К.З.Циолковский（1857-1935）
地球是人类的摇篮。人类绝不会永远躺在这 个摇篮里，而会不断探索新的天体和空间。
人类首先将小心翼翼地穿过大气层，然后再 去征服太阳系空间。
——康斯坦丁.齐奥尔科夫斯基
5
К.З.Циолковский（1857-1935）
是举世闻名的科学家、科幻作家，被誉为“航天之 父”。
1958年5月23日停止工作。
11
内、外辐射带
“探险者”1号的主要成果是首次发现地球辐射带,后来被人们称为 范爱伦辐射带。这个辐射带内的高能带电粒子对载人空间飞行和卫 星材料、仪器都有一定的危害性。

第二章 航空飞行器基本飞行原理 第一节 飞行环境概述

第二章 航空飞行器基本飞行原理 第一节 飞行环境概述

——低速流动， ——亚音速流动， ——跨音速流动， ——超音速流动； ——高超音速流动。
流场
流体所占据的空间称为流场。 大气层就是一个很大的流场。
流体的流动参数（或运动参数）：
用以表征流体特性的物理量如速度、温度、压强、密度等。
定常流动与非定常流动
流场中任一点的任一个流动参数（如速度、压强、密度等）随时间而变化的流动 称为非定常流动。 流场中任一固定点的所有流动参数都不随时间而变化的流动称为定常流动。 有些非定常流动可以通过适当选择参考坐标系而变为定常流动， 因而不能看成是 真正的非定常流动。以飞机在静止空气中等速平飞的情况为例，在固连于地面的参考 坐标系中，空气的流动是非定常流动；在固连于飞机的参考坐标系中，空气的流动是 定常的。只有在飞机速度随时间而变化的情况下，对飞机的绕流才是真正的非定常流 动。 严格来讲，定常运动是不存在的。如果运动参数随时间变化十分缓慢，则至少在 一段时间内可近似认为运动参数不变--“准定常运动” 。
椭球体；自转；公转。 垂直方向上特性变化显著
以大气中温度随高度的分布为主要依据分层： 1. 对流层 空气的对流运动很明显， 全部大气约 3/4 质量，几乎全部的水汽， 天气变化最复杂，对飞行影响最重要。 各种天气现象几乎都出现在这一层中，如雷暴、浓雾、低云幕、雨、雪、大气湍 流、风切变等。 2. 平流层 气流比较平稳，垂直运动远比对流层弱，能见度较佳 平流层的下部——同温层 3. 中间层 从平流层顶（大约 50～55km）伸展到 80km 高度。 特点：气温随高度增加而下降，空气有相当强烈的垂直运动。 在这一层的顶部气温可低至 160～190K。 4. 热层 从中间层顶伸展到约 800km 高度。 空气密度很小，声波也难以传播。 气温随高度增加而上升。 另一个重要特征是空气处于高度电离状态。

航天器概论(西工大)1、第一章 绪论

航天器概论(西工大)1、第一章 绪论
负责研制V-1､V-2火箭､美国第一颗卫星，以及第一艘载人飞船“阿波 罗11号”登上月球作出突出贡献，美国航天飞机的研制也是由他发起。
• 钱学森（1911~2009）： • 中国航天事业奠基人； • 1935.9进入美国麻省理工学院航空系学 习； • 1936.9 转入美国加州理工学院航空 系，师从世界著名空气动力学教授 冯·卡门，先后获航空工程硕士学位和 航空、数学博士学位； • 1937 与导师共同完成高速空气动力学 问题研究课题和建立“卡门-钱近似” 公式，在二十八岁时就成为世界知名的 空气动力学家； • 1938.7-1955.8 钱学森在美国从事空 气动力学、固体力学和火箭、导弹等领 域研究； • 1955.10.23 回国，一直主持中国的航 天技术工作。
2003年10月15日 杨利伟
进入20世纪80年代，航天活动跨入了航天飞机和空间站阶段。
航天活动的航天飞机和空间站阶段。
进入20世纪80年代，随着航天活动的开展，人们发现发射航 天器成本很高，于是着手研制可多次重复使用的运载工具，这样 美国先研制成了航天飞机，其他国家也相继着手研究或者研制航 天飞机。至今所发射的卫星，用途较窄，而且在空间一旦出现故 障就报废。于是着手研制了载人空间站，它可以承担多种任务， 而且由于载人，一旦有故障，可以及时修理，从而提高了使用效 益。
现代火箭、导弹技术的出现
直到19世纪末20世纪初，液体燃料火箭技 术才开始兴起。 • 20世纪30年代，火箭武器开始进入应用阶 段，直到1944年6月月 ，纳粹德国才首次将有 控的弹道式液体火箭V-2,V-1巡航导弹应用于战 争。
•
时间：1944年6月～ • 燃料：空气和汽油 • 巡航高度：900m • 发射方式：陆基 • 制导方式：惯性陀 螺仪+无线电 • 发射数量：1万枚 • 巡航距离：约 300Km • 命中精度：低

第1章 飞机结构及其特点

第1章 飞机结构及其特点

第1章 飞机结构及其特点郭 宇南京航空航天大学 航空宇航制造工程系飞行器制造技术基础2本章内容§1.1飞机结构及组成 §1.2 机翼结构形式 §1.3 机身结构形式 §1.4 尾翼结构形式 §1.5 起落架结构形式 §1.6飞机制造工艺的特点3 §1.1 飞机结构及组成主要由机体、飞机操纵系统、飞机动力装置和机载设备等部分组成，其中机体包括机翼、机身及尾翼等部件，构成飞机的主体结构。

4§1.1 飞机结构及组成5 本章内容§1.1飞机结构及组成 §1.2 机翼结构形式 §1.3 机身结构形式 §1.4 尾翼结构形式 §1.5 起落架结构形式 §1.6飞机制造工艺的特点6机翼是飞机产生升力和滚转操纵力矩的主要部件，同时也是现代飞机存储燃油的地方。

机翼作为飞机的主要气动面，是主要的承受气动载荷部件，其结构高度低，承载大。

§1.2 机翼结构形式7 §1.2 机翼结构形式机翼通常有以下气动布局形式：平直翼、梯形翼、三角翼、后掠翼、边条翼、前掠翼、变后掠翼和菱形翼等。

8§1.2.1机翼的基本组成☐机翼重量一般占全机重量的8%－15%，机翼结构重量占机翼重量的30%－50%。

☐机翼一般由机翼主盒、襟翼、扰流片、副翼、前缘襟翼、发动机吊挂等部分组成。

9机翼的基本元件机翼结构属薄壁型结构形式，构造上主要由蒙皮和骨架结构组成。

机翼的基本结构元件是由纵向骨架、横向骨架以及蒙皮和接头等组成。

⏹纵向骨架——沿翼展方向安置的构件。

⏹横向骨架——沿翼弦方向安置的构件。

10（1）机翼蒙皮☐蒙皮的直接功用是保持机翼外形和承载，蒙皮将作用在上面的局部气动力传给结构骨架。

在总体承载时，蒙皮和翼梁或翼墙的腹板组合在一起，形成封闭的盒式薄壁结构承受翼面扭矩，与长桁一起形成壁板承受翼面弯矩引起的轴力。

飞行器总体设计最终版PPT课件

飞行器总体设计最终版PPT课件

主要参考A320等同类型的飞机：
飞机总体布局
1) 正常式，中平尾，单垂尾 2) 机翼：后掠翼，下单翼 3) 在机翼上吊装两台涡轮风扇发动 机 4) 起落架：前三点式，安装在机身 上
机身外形尺寸
机翼外形
平尾外形图
垂尾外形图
俯视图： 飞机的三视图
主视图
侧视图
总体布局
机型对比
型号 波音737
团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存机型对比型号波音737波音727波音787空客320翼展米284532925035183409巡航速度马赫07808085082机长米378146695553757载客量人110215145289186宽度米376376546370载货量立方米3023559124523741最大起飞重量吨6595245735客舱布局333334333最大载油量升260202906912000023860最大航程公里56654600157005000团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存翼展米3745巡航速度马赫080机长米3978载客量人150180宽度米378载货量立方米最大起飞重量吨776客舱布局33最大载油量升28750最大航程公里51856设计参数与a320相近符合我们总的设计要求但与a320有一定差距需要以后的优化与改团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群

航天器板式、杆系、承力筒结构设计1

航天器板式、杆系、承力筒结构设计1

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作为航天器上仪器、设备的基础支撑结构；
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维持航天器的外部构型。蜂窝夹层板结构可
以构成航天器的箱板式外形；
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为有分舱需求的航天器提供舱段间的连接，
并在不同构型的两舱主结构间实现载荷传递；
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作为航天器上大型伸展部件的基本结构。
六、航天器承力结构设计
1. 板式结构
➢ 蜂窝夹层板的结构特性及表征

蜂窝夹层板的特点
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重量要求；
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机械接口要求。
六、航天器承力结构设计
1. 板式结构
➢ 蜂窝夹层板的结构特性及表征

蜂窝夹层板的常用材料及规格
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面板材料
铝合金。如中国的2A12 T4、美国的2024 T3等，面板厚度最薄为
0.15mm（中国最薄为0.3mm），通常选用0.3mm、0.4mm和
0.5mm。
碳纤维／树脂基复合材料。目前常用T300、M40J、M55J、M60J
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蜂窝芯子材料与规格
铝蜂窝芯子。铝蜂窝芯子材料常用的有中国的5A02（LF2）、
3A21（LF21），美国的5052、5056和2024铝合金。铝蜂窝芯子
又分为有孔蜂窝和无孔蜂窝两种。一般情况下，当蜂窝芯子高度大
于10mm时，侧壁透气孔为2个，透气孔孔径约为0.3mm。
Nomex（芳纶）纸蜂窝芯子。弹性模量比相同密度的铝蜂窝芯子要

蜂窝夹层板的常用材料及规格
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胶黏剂材料与规格
（1）板芯胶。板芯胶用于面板与芯子之间的胶接，是夹层板中最重
要的胶黏剂。
（2）泡沫胶。泡沫胶不仅具有胶接功能，而且具有间隙填充的作用，
因此泡沫胶广泛应用于蜂窝芯子间的拼接，蜂窝芯子与埋件（梁、

空间飞行器设计-第1讲

空间飞行器设计-第1讲

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第一讲 概论
引言
К.З.Циолковский（1857-1935） （ ）
地球是人类的摇篮。人类绝不会永远躺在这 个摇篮里，而会不断探索新的天体和空间。 人类首先将小心翼翼地穿过大气层，然后再 去征服太阳系空间。
——康斯坦丁.齐奥尔科夫斯基
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К.З.Циолковский（1857-1935） （ ）
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1.2 航天技术与社会发展
1.2.1 航天技术与科技进步
使人类突破了地球表面的障碍，直接进入 空间或通过各种空间探测器获取资料、信息， 不同程度地发展了空间物理学、空间天文学、 空间化学及地质和空间微重力等分支学科。 航天技术使从来都以地球上的生命活动为 对象的生命科学，第一次把认识与研究条件扩 展到了宇宙空间。
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1.2.2 航天技术与现代军事
航天技术是以军事目的而产生、发展起来的。 它在国防领域占据着重要地位。 航天技术的出现与发展，使人类社会的军事 对抗注入了空间因素。
[美]“大鸟”侦察卫星 ]“大鸟”侦察卫星
[中]“巨浪2型”潜射洲际导弹 ]“巨浪2
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轰6 加油机
美国侦察卫星 拍摄的轰6 拍摄的轰6加油机
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1.1.3 航天系统
由航天器(专用系统、保障系统) 由航天器(专用系统、保障系统)、航天运输系统、 航天器发射场、航天测控网和应用系统组成。
航天器： 航天器：
在大气层外的宇宙空间、基本按天体力 学规律运行的各种飞行器。 专用系统 航天器 保障系统
17有效载荷，执行特定的航天任务。
是举世闻名的科学家、科幻作家，被誉为“ 是举世闻名的科学家、科幻作家，被誉为“航天之 父”。
1883年早春，写成了第一篇论文《自由空间》 1883年早春，写成了第一篇论文《自由空间》，其中首次 年早春 提出宇宙飞船的运动必须利用喷气原理。论文《 提出宇宙飞船的运动必须利用喷气原理。论文《利用喷气式器 械探测宇宙空间》阐述火箭飞行理论， 械探测宇宙空间》阐述火箭飞行理论，论述了将火箭用于星际 交通的可能性，首创液体燃料火箭的设想和原理图， 交通的可能性，首创液体燃料火箭的设想和原理图，说明了火 箭在星际空间飞行和从地面起飞的条件。 箭在星际空间飞行和从地面起飞的条件。提出为实现飞往其他 行星的设想，必须设置地球卫星式的中间站。 行星的设想，必须设置地球卫星式的中间站。 1927年发表气垫列车理论和方案 1932年发表喷气式飞机 1927年发表气垫列车理论和方案。1932年发表喷气式飞机 年发表气垫列车理论和方案。 在平流层的飞行原理和一些高超音速飞机构造的方案。1929年 在平流层的飞行原理和一些高超音速飞机构造的方案。1929年 又提出多级火箭的结构。他还写出了许多科普、科幻著作， 又提出多级火箭的结构。他还写出了许多科普、科幻著作， 宇宙的召唤》 在地球之外》是他的代表作。 《宇宙的召唤》和《在地球之外》是他的代表作。 在地球之外》大约是在1896年开始写的 年开始写的——写的是 写的是2017年 《在地球之外》大约是在1896年开始写的——写的是2017年 发生的事。 在月球上》则借一名少年的梦境， 发生的事。 《在月球上》则借一名少年的梦境，用第一人称详 6 细描绘了月面上的种种奇妙景象。 细描绘了月面上的种种奇妙景象。

航空航天行业飞行器设计与制造培训ppt

航空航天行业飞行器设计与制造培训ppt

质量控制与管理
质量保证体系
建立完善的质量保证体系 ，确保飞行器的设计和制 造过程符合相关标准和规 范。
质量检验与审核
对飞行器的设计和制造过 程进行严格的质量检验和 审核，确保产品符合质量 要求。
持续改进
通过收集和分析质量信息 ，不断改进设计和制造过 程，提高产品质量和安全 性。
不合格品控制与纠正措施
，以提高培训质量。
提升教师教学水平
加强教师队伍建设，提高教师的 教学水平和专业素养，为学员提
供更优质的教学服务。
完善培训设施
根据学员的实际需求和反馈意见 ，对培训设施进行升级和完善， 提高学员的学习体验和满意度。
培训资源优化配置
合理分配教学资源
根据实际需求和资源情况，合理分配教学师资、设施设备等资源 ，提高资源利用效率。
机体装配
包括机身、机翼、尾翼等 部件的装配，需要掌握机 械装配、连接等工艺。
质量检测与控制
涉及无损检测、尺寸测量 、材料试验等方面的技术 ，以确保制造出的飞行器 符合设计要求。
航空航天行业的发展趋势
绿色环保
智能化
随着环保意识的提高，未来飞行器设计将 更加注重环保和节能，如采用更高效的推 进系统、轻量化材料等。
学员反馈
培训后表现
通过问卷调查、面对面访谈等方式收 集学员对培训内容、教师教学水平、 培训设施等方面的反馈意见。
跟踪学员在培训后的工作表现，了解 培训对学员实际工作的影响和作用。
培训考核
对学员进行培训内容的考核，了解学 员对培训内容的掌握程度，评估培训 效果。
培训质量改进措施
调整培训内容
根据学员反馈和考核结果，对培 训内容进行针对性的调整和优化
强度等方面的知识。
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1.1.2 航天技术
航天技术（空间技术）是探索、开发和利 用太空以及地球以外天体的综合性工程技术， 是用于航天系统，特别是航天器和航天运输系 统的设计、制造、试验、发射、运行、返回、 控制、管理和使用的综合性工程技术，其理论 基础是航天学。
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航天技术包括：
喷气推进技术、火箭制导和控制、火箭设计 与制造、航天器轨道控制、航天器姿态控制、航 天器热控制、航天器电源、遥测遥控、生命保障、 航天器设计与制造、火箭与航天器试验、飞行器 环境模拟、航天器发射、航天器返回、航天器测 控与安控、航天器地面测试、航天器信息获取和 处理、航天系统工程等。
(Icarus)
《梦幻》[德/开普勒]; 《从地球到月球》[法/儒勒·凡尔纳] 等。
8
零的突破
以1957年10月4 日前苏联利用多级液 体运载火箭成功发射 的世界上第一颗人造 地球卫星为标志，人 类进入了太空时代。
卫星运行92天， 绕地球飞行约1400圈， 于1958年1月4日再入 大气层时烧毁。
细描绘了月面上的种种奇妙景象。
6
神话与传说
自古以来，飞离地球 是人类始终的渴望。 在中国： “始祖黄帝骑龙升天”； “禹驾龙遨游天空”； “嫦娥奔月”； “为余驾飞龙兮，杂瑶象 以为车”[屈原《离骚》句]， “火箭” ; [《三国志.魏略》] “万户飞天”等。
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神话与传说
在国外： “代达罗斯、伊卡罗斯父 子的传说” ; [古希腊.AegeanSea]
1958年5月23日停止工作。
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内、外辐射带
“探险者”1号的主要成果是首次发现地球辐射带,后来被人们称为 范爱伦辐射带。这个辐射带内的高能带电粒子对载人空间飞行和卫 星材料、仪器都有一定的危害性。
12
“Explorer 1”背后的功臣
Wernher von Braun (1912-1977)
James Van Allen (1914-2006)
空间飞行器设计
南京航空航天大学
College of Aerospace Engineering
1
B.E.,BUAA,1985 M.E.,NUAA,1991 Ph.D.,NUAA,2001
主讲人: 许 锋
飞行器先进设计技术国防重点学科实验室
Address: Building A18-419#, Minggugong Campus Tel:84896252
Email: feng_xu@
2
课程名称：空间飞行器设计 教 材： 航天工程学
郑荣跃,王克昌,鄢小清 编. 长沙：国防科技大学出版社，1999.2
3
课程安排与要求：
1. 根据学时、学生知识内容和专业特点，对 原书中电类相关章节不作讲解或略讲；
2. 教材中没有习题，在讲授航天器轨道运行 原理一章时会增添部分习题；
3. 考试为三结合形式，笔试部分为闭卷形式。
4
引言
第一讲 概论
К.З.Циолковский（1857-ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ935）
地球是人类的摇篮。人类绝不会永远躺在这 个摇篮里，而会不断探索新的天体和空间。
人类首先将小心翼翼地穿过大气层，然后再 去征服太阳系空间。
——康斯坦丁.齐奥尔科夫斯基
5
К.З.Циолковский（1857-1935）
“人造地球卫星1号”
(Спутник-1)
外径0.58米，重83.6kg,由壳体、卫星 设备和天线组成。
9
幕后人物
Сергей Павлович Королев
（1906～1966）
Михаил Клавдиевич Тихонравов
(1900.7.16~1974.3.4)
火箭总设计师: 科罗廖夫(Sergei Pavlovich Korolev); 卫星总设计师:吉洪拉沃夫
William Hayward Pickering (1910-2004)
13
1.1 航天与航天技术
1.1.1 航天
航天是载人与不载人的航天器在太空（外层 空间）的航行活动。又称空间飞行或宇宙航行。 钱学森先生将其按活动范围分为航天和航宇。
目的：探索、开发和利用太空以及地球以外 的天体。
技术关键：克服地球引力，达到足够的速度。
16
由航天器(专用系统、保障系统)、航天运输系统、 航天器发射场、航天测控网和应用系统组成。
航天器
专用系统
保障系统
17
航天器(contd.)
专用系统：
有效载荷，执行特定的航天任务。
保障系统：
保障专用系统的正常工作。如结构系统、热 控系统、电源系统、姿态控制系统、轨道控制 系统、无线电控制系统、返回着陆系统、生命 保障系统、应急救生系统、计算机系统。
是举世闻名的科学家、科幻作家，被誉为“航天之 父”。
1883年早春，写成了第一篇论文《自由空间》，其中首次 提出宇宙飞船的运动必须利用喷气原理。论文《利用喷气式器 械探测宇宙空间》阐述火箭飞行理论，论述了将火箭用于星际 交通的可能性，首创液体燃料火箭的设想和原理图，说明了火 箭在星际空间飞行和从地面起飞的条件。提出为实现飞往其他 行星的设想，必须设置地球卫星式的中间站。
1927年发表气垫列车理论和方案。1932年发表喷气式飞机 在平流层的飞行原理和一些高超音速飞机构造的方案。1929年
又提出多级火箭的结构。他还写出了许多科普、科幻著作， 《宇宙的召唤》和《在地球之外》是他的代表作。
《在地球之外》大约是在1896年开始写的——写的是2017年
发生的事。 《在月球上》则借一名少年的梦境，用第一人称详
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继苏联之后，美国于1958年1月31日成功地发 射了其第一颗人造地球卫星 “探险者1号”。
(Explorer 1)
卫星运行轨道: 近地点360km、远地点2531km、倾角33.34°,周期为
114.8min。带有盖革计数器、微流星撞击计数器、测温感应元件，
进行了宇宙线和微流星测量，还测量了卫星内部和外壳的温度，
发射场: 拜科努尔发射场(Baikonur Cosmodrome, Launching Site)。
“人造地球卫星1号”(Спутник-1) 卫星的初始轨道参 数：近地点215km，远地点947km，轨道倾角65°,运行周期 96.2min。主要任务包括测量200km～500km高度的大气密 度、压力、磁场、紫外线和X射线等数据。