第1章 航空航天外界环境条件
- 格式:ppt
- 大小:2.05 MB
- 文档页数:38
航天器空间环境规范1. 引言航天器是人类探索宇宙的重要工具,然而在极端的空间环境下,航天器将面临各种挑战和风险。
为了确保航天器能够安全地工作并完成任务,在航天领域建立了一系列的空间环境规范。
本文将深入探讨航天器空间环境规范,介绍其重要性和内容。
2. 太阳辐射保护太阳辐射是航天器在太空中面临的主要挑战之一。
强烈的紫外线、带电粒子和高温度都可能对航天器的外表面和内部元件造成损坏。
因此,航天器的设计和材料选择要考虑到太阳辐射的影响,并采取相应的防护措施,如使用遮阳板、特殊材料和涂层来减少辐射的影响。
3. 真空环境要求太空是一个极端的真空环境,对航天器的密封性和材料使用提出了高要求。
航天器在真空环境下应保持良好的密封性,以防止气体泄漏和压力变化对设备和系统的影响。
此外,航天器使用的材料应具有足够的抗辐射和耐温性能,以确保其长期在太空中运行稳定。
4. 温度控制航天器在进入和离开地球轨道时会面临极端的温度变化,从极低的温度到极高的温度。
因此,航天器需要有效的温度控制系统,以确保设备和系统在不同温度环境下正常工作。
同时,航天器还需要考虑到太阳辐射的热效应,采取相应的散热措施来保持合适的工作温度。
5. 粒子辐射防护航天器在太空中会遇到带电粒子辐射,如太阳风、宇宙射线等。
这些粒子辐射会对航天器的电子设备和人员健康产生负面影响。
因此,航天器需要进行粒子辐射防护设计,包括屏蔽和减轻措施,以减少辐射对航天器和航天员的影响。
6. 微重力环境要求航天器在地球轨道上会面临微重力环境,与地球上的重力环境有很大的不同。
在微重力环境下,航天器内的液体、气体和固体材料的行为将发生改变,对航天器的设计和系统运行提出了新的挑战。
为了适应微重力环境,航天器需要相应的设备和控制系统,以确保其正常工作和操作。
7. 尘埃与微陨石防护太空中存在大量的尘埃和微陨石,它们可能对航天器的表面和窗户造成损坏。
因此,航天器需要采取相应的防护措施,如使用特殊涂层、覆盖物和窗户设计,以减少尘埃和微陨石对航天器的影响。
第一章绪论1.叙述航空航天的空间范围航空航天是人类利用载人或不载人的飞行器在地球大气层中和大气层外的外层空间(太空)的航行行为的总称。
其中,大气层中的活动称为航空,大气层外的活动称为航天。
大气层的外缘距离地面的高度目前尚未完全确定,一般认为距地面90~100km是航空和航天范围的分界区域。
2.简述现代战斗机的分代和技术特点发展史特点:a.可垂直起降、对起降场地木有太多特殊要求,b.可在空中悬停,c.能沿任意方向飞行但速度比较低、航程相对较短;工作原理:直升机以航空发动机驱动旋翼旋转作为升力和推进力来源,动能守恒要求,旋翼升力的获得靠向下加速空气,因此对直升机而言由旋翼带动空气向下运动,每一片旋翼叶片都产生升力,这些升力的合力就是直升机的升力。
4.试述航空飞行器的主要类别及其基本飞行原理A.轻于空气(浮空器):气球;飞艇。
原理:靠空气静浮力升空。
气球没有动力装置,升空后只能随风飘动或被系留在某一固定位置;飞艇装有发动机、螺旋桨、安定面和操纵面,可控制飞行方向和路线。
B.重于空气:固定翼航空器(飞机+滑翔机);旋翼航空器(直升机+旋翼机);扑翼航空器(扑翼机)。
原理:靠空气动力克服自身重力升空。
飞机由固定的机翼产生升力,装有提供拉力或推力的动力装置、固定机翼、控制飞行姿态的操纵面,滑翔机最大区别在于升空后不用动力而是靠自身重力在飞行方向的分力向前滑翔(装有的小型发动机是为了在滑翔前获得初始高度);旋翼机由旋转的机翼产生升力,其旋翼木有动力驱动,由动力装置提供的拉力作用下前进时,迎面气流吹动旋翼像风车似地旋转来产生升力;直升机的旋翼是由发动机驱动的,垂直和水平运动所需要的拉力都由旋翼产生;扑翼机(振翼机)像鸟类翅膀那样扑动的翼面产生升力和拉力。
5.简述火箭、导弹与航天器的发展史6.航天器的主要类别A.无人航天器:a.人造卫星(科学卫星、应用卫星、技术试验卫星),b.空间平台,c.空间探测器(月球探测器、行星探测器);B.载人航天器:a.载人飞船(卫星式、登月式),b.空间站,c.轨道间飞行器(轨道机动器、轨道转移器),d.航天飞机。
微专题1航天发射基地区位条件评价答题指导1.航天发射基地选址的条件23 .航天器回收基地选址的条件(1)地形平坦,视野开阔,便于搜救。
(2)人烟稀少,有利于疏散人群,保证安全。
(3)气候干旱,多晴朗天气,能见度高。
(4)地质条件好。
⑸无大河、湖泊,少森林的地区。
4 .我国四大航天发射基地的有利区位40"有利条件::①交通便利.;海运方便运,输大吨位火:箭;②纬度,低.节约成本; :")›③可以多方:位发射,直接湎向大海,安;全系数高;:④原有基础 —;条件好 针对练习 (2023・湖南长沙月考)2023年2月27日,我国在海南文昌航天发射场用“长征八号”运载火箭将22颗商业卫星成功发射升空。
据此完成1〜2题。
1.相对于海南文昌卫星发射中心,酒泉卫星发射中心的优势主要在于()A.降水少,晴天多,发射窗口期长B.纬度低,地球自转线速度大,可节省燃料C.空中及海上交通都很方便,便于运输D.人口稀少,发射后残骸不易危及人们安全2 .向火星发射探测器需要更大推力的火箭和更重的载荷,我国四大卫星发射基地中,最适合承担火星探测器发射任务的是()A.酒泉B.太原C.西昌D.文昌2019年6月5日,我国“长征十一号”运载火箭在黄海海上发射平台,将“捕风一号”等7颗卫星成功送入离地600千米的预定轨道。
读图,完成3〜4题。
3 .与陆地相比,海上发射运载火箭的优势有()①发射点选择更灵活②发射平台更稳固③火箭落区更安全④初速度更大A.①②B.①③C.@@D.②④4.“捕风一号”运行轨道位于()A.对流层B,平流层 C.高层大气 D.臭氧层 (2023∙山东烟台周测)2023年3月12日,我国“长征七号改遥二”运载火箭在海南文昌有利条件:多晴朗天气.海拔较高.大气稀薄利于观测看市阑件:位于内陆工人烟稀;少,较;安全IOO o 10o‘一箭七星航天发射场成功发射。
据此完成5〜6题。
5 .若由天津往海南文昌卫星发射基地运送大吨位运载火箭,最合适的运输方式是()A.铁路运输B.航空运输C.海洋运输D.高速公路运输6 .选择文昌作为我国大型航天器发射基地的区位优势不包括()A.纬度优势B.气候优势C.海运优势D.安全优势7 .阅读图文材料,回答下列问题。
航空航天工程师的航天器环境和人类生存技术航空航天工程是一门综合性的工程学科,涉及到太空探索、卫星通信、航天器设计等众多领域。
在航天工程中,航天器环境和人类生存技术至关重要。
本文将探讨航天器环境的特点以及为人类乘员提供的生存技术。
一、航天器环境的特点航天器在太空中运行,与地球的大气层、重力场、周围环境相去甚远,因此其环境具有以下几个特点:1.真空:太空中几乎没有气体和压力,形成了一种接近真空的环境。
这种环境与地球上的大气环境非常不同,对航天器的设计和材料选择提出了很高的要求。
2.温度极端:太空中的温度范围广泛而极端,从阳光暴晒的高温到夜晚的极低温度都可能存在。
航天器必须具备良好的隔热和散热能力,以保护机载设备和乘员。
3.辐射:太空中存在各种辐射,包括太阳辐射、宇宙射线等。
这些辐射对人体和电子设备都具有潜在的损害作用,航天器必须采取相应的防护措施,以确保人员的健康和设备的正常运作。
4.微重力:在轨道上运行的航天器所处的环境是微重力或零重力状态,对人体和物体的行为有着重要影响。
航天器必须提供合适的人体支持系统和物体固定措施,以保证人员和设备的安全。
二、航天器环境下的人类生存技术1.生命保障系统:航天器必须配备一套完善的生命保障系统,包括供氧、供水、排泄处理、二氧化碳去除等设备。
这些系统能够为人类提供基本的生存物质,保证他们能够在太空环境中生活和工作。
2.食品与营养:航天器必须携带足够的食品供应,保证航天员能够获得充足的营养。
同时,还需要提供食品的加热和储存设备,以满足航天员对食物的基本需求。
3.卫生与医疗:航天器必须配备卫生设施和医疗设备,保证航天员的卫生和健康。
航天员可能会面临各种疾病和伤害,航天器上必须有足够的医疗资源和急救措施,以应对可能发生的突发情况。
4.心理支持:太空探索对航天员的心理状况提出了极大的要求。
航天器必须提供相应的心理支持系统,包括心理咨询、交流设备等,以保证航天员能够在长时间的太空探索中保持良好的心理状态。
地球的宇宙环境设计说明本节课是初中地理的第一节课,因此要从学生熟悉的地理事件入手,注重学生的参与度,让学生在参与中学习,在快乐中学习。
利用视频等多媒体手段培养其对地理学科的兴趣,也培养其对伟大祖国的热爱之情。
学习目标1.运用图片、影视资料,以及数字技术等手段,描述地球的宇宙环境、地球在太阳系中的位置,认识地球是人类唯一的家园。
2. 结合图片、影视资料等,描述探月工程、火星探测以及空间站建设等人类太空探索的进展与意义。
收集中国航天及太空观测发展的相关材料,举例说出中国太空探索的成就。
重点难点重点:人类探索太空的进展与意义,中国太空探索的成就。
难点:地球所处的宇宙环境,太阳系、银河系等天体构成。
教学方法读图分析法、合作探究法、概括归纳法等。
教学过程一、预习检查完成《七彩作业》知识梳理部分的内容。
二、学习任务一教学模块的包含关系如图所示。
学生:阅读教材,了解太阳系的构成。
教师:展示图1.1“太阳系和银河系”。
太阳是一颗恒星,它周围围绕着八大行星。
同学们根据距离太阳由近及远的顺序说出八大行星的名称。
学生:读图说出水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。
教师补充:月球围绕在地球周围,二者构成了地月系。
教师:读图,分析地球在八大行星中距离太阳的位置特点,结合教材第7页活动,分析地球是迄今人类唯一的家园的原因。
学生(合作探究):在太阳系中,与金星、火星等其他行星相比,地球距离太阳不远不近,自身体积和质量不大不小,容易形成适合生命存在的温度、大气和水等条件,地球是迄今人类唯一的家园。
三、学习任务二教学模块四、过程性评价随堂练习五、课堂小结本节课我们了解了地球所在的宇宙环境,知道了地球是迄今人类唯一的家园,有助于我们更加热爱和珍惜自己的家园;通过了解世界和中国对宇宙的探索,有利于初步形成科学的宇宙观,增强科学兴趣,提升科学探究意识与科学精神。
六、布置作业建议所有同学完成本节《七彩作业》的【基础通关】和【能力突破】,有能力的同学可以同时完成【素养达标】和【考点专练】。
航空航天概论复习重点知识点整理第一章绪论1.叙述航空航天的空间范围航空航天是人类利用载人或不载人的飞行器在地球大气层中和大气层外的外层空间(太空)的航行行为的总称。
其中,大气层中的活动称为航空,大气层外的活动称为航天。
大气层的外缘距离地面的高度目前尚未完全确定,一般认为距地面90~100km是航空和航天范围的分界区域。
2.简述现代战斗机的分代和技术特点超音速战斗机分代一(50年代初) 二(60年代) 技术特点代表机型低超音速(1.3~1.5)飞行;最大升限达170米格-29;F-100 00m 速度普遍超过2;最大高度2万米并出现双米格-21、米格-23;F-104、F-105、F-三飞机 4;幻影-3、幻影F-1(法);英国P-追求高空高速 1闪电;瑞典SAAB-37雷、SAAB-35龙;J-7、J-8 保留高空高速,强调机动性能、低速性能;米格-29、苏-27;F-14、F-15、F-普遍装配涡扇发动机;大量采用新技术 16、F-18;狂风,幻影2000 超音速巡航、过失速机动能力、隐身能力F-、良好的维护性、短距起落能力 22(超视距作战、近距离格斗、隐身、相控阵雷达、中距空空导弹)、F-35;M1.44、S-37 三(70年代中期、80年代早期) 四(现在) 3.简述直升机的发展史、特点及其旋翼的工作原理发展史特点:a.可垂直起降、对起降场地木有太多特殊要求,b.可在空中悬停,c.能沿任意方向飞行但速度比较低、航程相对较短; 工作原理:直升机以航空发动机驱动旋翼旋转作为升力和推进力来源,动能守恒要求,旋翼升力的获得靠向下加速空气,因此对直升机而言由旋翼带动空气向下运动,每一片旋翼叶片都产生升力,这些升力的合力就是直升机的升力。
4.试述航空飞行器的主要类别及其基本飞行原理A.轻于空气(浮空器):气球;飞艇。
原理:靠空气静浮力升空。
气球没有动力装置,升空后只能随风飘动或被系留在某一固定位置;飞艇装有发动机、螺旋桨、安定面和操纵面,可控制飞行方向和路线。
第一章 载人航天前的准备随着科学技术的不断发展,严肃的科学家们开始认真地考虑:人到底能否适应宇宙环境?或者换句话说,航天条件对机体到底能造成哪些影响或危害,以及需采取哪些必要的防护措施?为此,工程科学、医学、生物学各领域的专家们进行了大量的探讨和反复的试验(见附件一、二)。
一、动物——人类航天的开路先锋自1951年开始,前苏联用高空火箭进行了三组生物试验。
在这些实验中用狗作为生物客体。
因为对于狗的生理已经进行了大量的研究。
生物和必要的生理实验装置放在火箭头部的生物舱内。
第一、二组火箭实验是垂直起飞,飞行高度分别为100km和200km。
第三组实验用弹道火箭进行,飞行高度为212km和450km。
在飞行的各个阶段记录了动物的呼吸频率、心率和血压等生理指标。
研究结果表明,在这样短暂的飞行时间内及返回地面后的长时间里,在生物体内未发现任何严重的生理功能变化。
所有这些是系统地研究航天因素对生物机体的影响的开端。
人造地球卫星的成功发射加快了实现载人航天的步伐。
为研究在真实的航天过程中的机体反应提供了独一无二的条件。
第一个乘坐人造地球卫星绕地球轨道飞行的高级动物是小狗“莱依卡”。
它是1957年11月3日由前苏联发射上天的。
一个小舱内的非密闭型生保系统供给小狗空气、食物和水(图1—1)。
有关狗在飞行中的状态的信息通过无线电遥测渠道传送到地面,为科学家们提供了许多宝贵的资料。
由于当时尚未完全解决飞行器的回收技术问题,“莱依卡”在轨道上飞行一周之后无病死亡。
1958年4月14日飞行器进入大气层烧毁。
“莱依卡”的飞行表明,航天条件对生命并不造成威胁。
典型的高级动物的航天实验还有猴子“阿里别尔特”、“海姆”和“恩诺思”的飞行。
1961年11月29日,黑猩猩“恩诺思”在美国的航天飞船“水星号”上完成了一次重要飞行。
生物遥测系统向地面传输了“恩诺思”的一系列生理数据。
在绕地两圈的飞行过程中动物吃了东西并完成了几项已训练好的心理学试验。
卫星航天发射基地的区位因素和返回地的选择条件
1发射基地
航天发射基地的建设区位
1、纬度:纬度越低,地球自转线速度越大,节省燃料;
2、方向:向东发射,可获得较大的初始速度,充分利用地球自转的惯性,节省燃料;
3、气象条件:阴天少,雷雨天气少,云少,云离地表高,风速小;
4.地势平坦开阔,地质结构稳定
5、国防条件:建于山区、沙漠地区,挡住了外界探索的目光和脚步;
6.交通:利于运输所需物资和卫星、火箭产品
其中影响卫星和飞船发射的最关键和最直接的因素是——气象因素
2返回地点
①人烟稀少的地区
②地势开阔平坦的草原地区,水面少,便于发现目标和营救的地区或者在海洋上
③距离发射场、控制中心位置适中,有利于监控、抢救等工作展开
卫星发射基地的区位因素:
1人烟稀少,有建立禁区的可能;
2地势平坦开阔,地质结构稳定,避开地层断裂带和地震区;
3良好的气象条件,晴天多,雷雨少,风速和湿度低;影响卫星和飞船发射的最关键和最直接因素是——气象因素;
4良好的水质,主要用于发射台及相关设备的降温;
返回地的选择:为了便于搜救,返回地多选择在人烟稀少,地势开阔平坦的草原地区;
机场建设的条件
1地势比较平缓,且有一定的坡度,以便排水;平坦开阔,利于跑道建设,飞机的起降有净空保障;2良好的地质,地基稳定;
3场地开阔,能够布置飞机场各项设施,并留有一定的发展余地;
4不占大量农田、少迁村舍,使农田水利方面招致的困难减至最少;
5与城市要有一定的距离,减少对其骚扰;交通要方便;
6跑道沿盛行风向修建,利于飞机的逆风起飞和降落;。
1.1 航空航天的基本概念与范围
航空航天是人类利用载人或不载人的飞行器在地球大气层中和大气层外的外层空间(太空)的航行活动的总称。
其中,大气层中的活动为航空,所使用的飞行器为航空器,如飞机等;大气层外的活动为航天,所使用的飞行器为航天飞行器,如卫星等。
也有人将火箭和导弹单列一类,这种分法也有一定道理。
因为火箭整个飞行范围包含大气层和太空;部分导弹是在大气层中飞行的(各种地面、海面和空中发射的近程战术导弹),另一部分是跨大气层飞行的。
因此,这两种飞行器很难严格的归属于航空器和航天器的范畴。
大气层的外缘距地面的高度目前尚未完全确定,一般认为距地面90-100公里是航空和航天范围的分界区域。
太阳系以内的空间可以分为行星空间和行星际空间(图1.1.1)。
太阳系以外的空间可以分为恒星际空间、恒星系空间和星系际空间(图1.1.2)。
行星空间是指行星引力的作用范围,或行星磁层、大气层所涉及的范围。
例如地球空间,若按地球引力的范围来确定,其半径为从地心向外约93万公里;若按地球磁层所及范围来确定,其半径为从地心向外约6.5万公里。
一些国际组织规定,距地球约等于或大于地-月距离(约38.4万公里)的空间称为深空。
图1.1.1行星空间和行星际空间
图1.1.2 恒星际空间、恒行系空间和星系际空间
除火箭和导弹外,一些新的航空航天飞行器也很难简单按航空航天区分。
例如,可以重复使用的空间飞行器(航天飞机等),虽然在大气层外的轨道上运行,但是,它们在进入太空和返回太空时都要像普通的飞机一样飞行,因此,在这些场合就没有必要对它们进行严格的区分。
航空航天工程师的航天器环境和生态研究航空航天工程师扮演着重要的角色,致力于设计、开发和改进航天器。
然而,为了确保航天器的安全性与性能的提升,航空航天工程师们也需要关注航天器的环境和生态系统。
本文将探讨航空航天工程师在航天器环境和生态研究方面的工作。
一、航天器的环境研究在航天器的设计和运行过程中,航天器所处的环境是需要被认真考虑的重要因素。
航空航天工程师需要考虑各种环境因素,如空气密度、温度、辐射等,以确保航天器能够在这种极端环境下正常运行。
1. 空气密度航天器在大气层中运行时,需要考虑到空气密度的变化。
航空航天工程师通过气动测试和计算来研究航天器在不同空气密度下的飞行特性。
这些研究结果对于航天器的设计和控制都至关重要。
2. 温度航天器在航天环境中会面临极端的温度变化,从极冷到极热。
航空航天工程师进行热传导和热控制的研究,以确保航天器的内部和外部温度在可接受的范围内。
这种研究对于维持航天器的正常运行至关重要。
3. 辐射航天器在太空中会遭受到宇宙射线和太阳辐射的影响。
航空航天工程师需要研究辐射对航天器和宇航员的影响,并提出相应的防护措施。
这些研究可以减轻辐射对航天器和宇航员的损害,确保任务的成功进行。
二、航天器的生态研究除了航天器的环境研究,航空航天工程师还需要关注航天器与生态系统之间的相互影响。
航天器的发射和运行过程中会产生噪声、化学物质和电磁辐射等,对周围的生态环境可能产生潜在影响。
1. 噪声航天器的发射会产生巨大的噪音。
航空航天工程师需要研究并改进发动机和其他系统的设计,以减少噪声的产生和传播。
这有助于保护附近的动植物免受噪声污染的影响。
2. 化学物质航天器的燃料和推进剂等在发射和运行过程中会释放出化学物质。
航空航天工程师需要研究这些化学物质对大气和水域的影响,并采取相应的措施来减少污染。
3. 电磁辐射航天器的通信和导航系统需要使用电磁波,这可能对周围的生态环境和其他电子设备造成干扰。
航空航天工程师需要研究电磁辐射的影响,并找到方法来减少对周围环境的干扰。
航空航天工程师的航天器环境与安全航空航天工程师在设计和开发航天器时必须考虑航天器环境和安全因素。
航天器环境包括宇宙空间的真空、高温、低温、辐射等特殊条件,而安全因素则涉及航天器设计的可靠性和耐久性。
本文将聚焦于航天器环境与安全的重要性,以及航空航天工程师在处理这些因素时面临的挑战。
1. 航天器环境航天器在进入太空之前,必须经受各种极端环境的考验。
真空是太空中最显著的环境之一,因为在这种环境下,航天器需要经受无空气的冷害。
航天器的结构和部件必须经过严格的测试,确保它们能够在真空中正常运作,并且不受到真空的负面影响。
此外,太空中的温度变化十分剧烈,从极热到极冷的温度都会对航天器产生不同程度的影响。
航天器必须耐受高温和低温,避免材料的热胀冷缩引起结构或部件的损坏。
航空航天工程师在设计中必须选择合适的材料,确保航天器可以在不同温度下正常运行。
此外,辐射也是航天器环境中的一大挑战。
宇宙空间中的辐射包括电磁辐射和宇宙射线等。
这些辐射对航天器的电子设备和系统产生负面影响,可能导致故障或损坏。
因此,航空航天工程师需要采取有效措施,确保航天器在辐射环境中能够正常运行。
2. 航天器安全航天器的安全性是航空航天工程师设计过程中的一项重要任务。
航天器设计必须考虑航天器在各个阶段的可靠性和耐久性。
可靠性包括航天器在运行期间不发生故障的能力,而耐久性则涉及航天器在长期使用中的性能稳定性。
为了确保航天器的可靠性和耐久性,航空航天工程师需要进行全面而系统的测试与分析。
他们使用先进的技术设备进行各种仿真试验,模拟航天器在不同环境下的运行情况。
只有在通过这些测试后,航天器才能够进行实际发射。
此外,航空航天工程师还需要密切关注航天器的故障排除和维护。
一旦航天器在使用期间发生故障,及时而准确地诊断并修复问题至关重要。
航空航天工程师需要具备高水平的技术与专业知识,以确保航天器始终处于最佳状态。
3. 航天器环境与安全的挑战航天器环境与安全的挑战是多方面的。
航空航天工程师的空间环境与航天生命保障在航空航天领域中,航空航天工程师承担着设计、建造和维护航空航天器的重要任务。
这些航空航天器需要在极端的空间环境中运行,并保障航天人员的生命安全。
因此,航空航天工程师对于空间环境的理解和对航天生命保障技术的掌握至关重要。
一、航空航天器的空间环境航空航天器在太空中面临着无重力、高辐射、极低温、真空等极端环境。
航空航天工程师需要了解这些环境对航天器和航天人员的影响,以确保航天任务的顺利执行。
1. 无重力环境太空中的无重力环境对于航空航天器的设计和运行带来了独特的挑战。
工程师需要考虑重力对推进系统、导航和控制系统、供电系统等的影响,并设计相应的解决方案。
2. 高辐射环境太空中存在着来自太阳和宇宙射线的高能辐射。
这对于航天器的电子设备和航天人员的健康都构成了潜在的威胁。
工程师需要选择合适的材料和设计防护层,以保护航天器和航天人员免受辐射的危害。
3. 极低温环境太空中的温度极低,远低于地球表面的温度。
航空航天器需要在这种环境下正常运行,并保持系统的稳定性。
工程师需要选择耐低温材料,并设计合适的加热系统,以确保航天器在极寒环境中的正常工作。
4. 真空环境太空中是一个近乎真空的环境,没有大气压力。
这对于航天器的气密性和供氧系统提出了严苛的要求。
工程师需要设计高效的气密结构和可靠的供氧系统,以满足航天器在真空环境中的需求。
二、航天生命保障航天生命保障是航空航天工程师的另一个重要任务。
在航天任务中,保障航天人员的生命安全是首要考虑的因素。
1. 空气与水供应航天器需要提供足够的空气和水供应,以满足航天人员在太空中的基本需求。
航空航天工程师需要设计高效的空气循环系统和水循环系统,以确保航天人员的呼吸和饮水安全。
2. 食物供应太空任务通常需要航天人员在太空中长时间停留,因此食物供应也是一个重要的问题。
航空航天工程师需要设计并提供航天人员所需的营养食品,并确保它们在太空环境中的保存和消化。
航空航天工程师的航天器环境控制航空航天工程师是一项重要的职业,他们负责设计、制造和维护航空航天器,以便在太空中顺利运行。
在航天器的运行过程中,环境控制是一个至关重要的方面。
本文将介绍航空航天工程师在航天器环境控制方面的工作内容和挑战。
1. 航天器的环境要求航天器在太空中面临着极端的环境条件,如真空、高辐射、温度变化等。
航天器的设计必须考虑这些因素,以确保其正常运行和航天员的安全。
2. 温度控制航天器在太空中遭受到极端的温度变化,从太空的极端寒冷到太阳辐射下的高温。
航空航天工程师需要设计和使用有效的隔热材料和冷却系统,以确保航天器内部温度的稳定控制,保护设备和航天员免受温度波动的影响。
3. 空气和气体控制在航天器中,空气和气体的控制是必不可少的。
航空航天工程师必须设计和安装适当的空气循环系统,以确保航天器内部的空气质量,提供足够的氧气供应和二氧化碳的排除。
此外,还需要处理其他气体,如液氧和氨气,以满足航天器的需求。
4. 噪音和振动控制在航天器的设计中,噪音和振动控制也是一项重要的任务。
航天器发射和运行过程中会产生巨大的噪音和振动,可能对设备和航天员造成损坏或不适。
航空航天工程师需要设计和应用吸音材料、隔振装置等技术手段,以尽可能降低噪音和振动的影响,保护航天器内部环境的稳定性。
5. 辐射控制在太空中,航天器暴露在高剂量的辐射中。
辐射对电子设备和航天员的健康构成威胁。
航空航天工程师需要设计和使用辐射屏蔽材料和辐射监测装置,以保护航天器内部的设备和人员免受辐射的危害。
6. 流体控制航天器中的液体和气体流动是一个复杂的问题。
航空航天工程师需要设计和安装管道系统,以控制流体的压力、流量和温度。
此外,还需要研究和优化流体的循环和分配,以确保航天器各个部分的正常运行。
7. 环境监测与维护航天器的环境必须进行实时监测和维护。
航空航天工程师需要设计和使用环境监测设备,以监测和控制航天器内部的温度、压力、湿度和其他环境因素。
第1章人类飞向太空的危险在太空,用“我的家是一个城堡”这样一句话来表达可能再确切不过了。
航天站被隔热层包住。
专门的系统使其内部维持一个舒适的温度和正常成份的空气。
航天站还有抗辐射的保护能力,当太阳活动令人讨厌地增加时,航天员可使用一种能帮助人体增加抵抗宇宙辐射效应的药物。
当然只有当其他保护办法用尽时才采取这种措施。
但是据说,载人航天以来还未出现过这种需要,因为平均辐射实际上未接近过最大允许值。
航天飞行的另一个重要问题是要避免受流星之害。
如果尺寸为火柴盒大小的一个流星以每秒70公里的速度撞击航天站,将会招致不可避免的灾难,然而,这种碰撞概率是很小的,可以忽略;大约在50年到100年的时间之内可能出现一次这种情况。
不过经常会有不服从这种规律的意外。
例如,前苏联向火星发射的火星1号探测器,在它离地球2000万里以外的空间飞行时进入了陨石流;而美国水手4号探测器更不走运了,它遇到两次陨石流。
第一次冲击是在1967年9月,在7分钟之内受到17次撞击;三个月后它遇到严峻的考验。
当时它遇到一个大的陨石流并在其中飞行了若干天。
由于陨石撞击,最后水手4号爆炸成数百块碎片散布在空间。
水手4号的高度控制系统被破坏,和地面的通讯也随之中断。
为了防止流星的侵害,保护航天员和航天站的安全,在设计航天站时采用多层屏蔽防护。
如果有流星撞击它的最外层时,流星会立即获得极大的热量并瓦解为较小的碎片。
第二层则保护航天站在较小质量的速度粒子撞击时免受损害。
载人航天发射是最紧张的时刻,确保航天员的安全是面临的又一重要课题。
通常的解决办法:如果发射失败,马上有精确的营救过程跟上。
那时载人飞船会立即分离,飞到安全距离后跳伞着陆。
飞船返回地面着陆是相当重要的一个环节。
如果自动着陆系统失效,怎么办?不过也不用慌。
航天员可以用手控定向系统并启动回复火箭发动机。
降落伞系统和着陆发动机能使航天员再入大气层的舱进行软着陆。
即使这些发动机也失效,降落速度在最不利的降落气流条件下不会超过每秒6米。