航天飞机的结构与组成

  • 小编 发布于 2020-06-24 23:04:30
  • 栏目:科技
  • 来源:轻航之家
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航天飞机结合了飞机与航天器的性质,像有翅膀的航天器。它既能像火箭一样垂直起飞,像太空飞船一样在轨道上运行,又能像飞机那样下滑和水平着陆,是集火箭、航天飞机和航空器技术的产物。迄今只有美国与前苏联曾经制造能进入近地轨道的航天飞机,并曾实际成功发射并回收,而美国是唯一曾以航天飞机成功进行载人任务的国家。

航天飞机的结构与组成

美国航天飞机与苏联航天飞机(图片来源:谷歌)

美国航天飞机

美国共建造过五架航天飞机(真正执行过任务的):

挑战者号——1983年4月4日首飞,1986年1月28日升空时失事爆炸,共执行10次任务

哥伦比亚号——1981年4月12日首飞,2003年2月1日返航时失事解体,共执行28次任务

发现号——1984年8月30日首飞,2011年3月7日执行完成最后一次任务,目前已退役,共执行39次任务

奋进号——1992年5月7日首飞,2011年6月1日执行完成最后一次任务,目前已退役,共执行25次任务

亚特兰蒂斯号——1985年10月3日首飞,2011年7月20日执行完成最后一次任务,目前已退役,共执行32次任务

美国的整个航天飞机系统是由一个轨道器、一个外储箱和两个固体火箭助推器所组成,通常所说的航天飞机就是指轨道器。轨道器驮在外储箱上, 两台固体火箭助推器则平行地挂在外储箱的两侧。航天飞机每飞行一次就要扔掉一个外储箱,而固体火箭助推器和轨道器仍能重复使用。

航天飞机的结构与组成

航天飞机结构(图片来源:谷歌)

第一部件是轨道器,即航天飞机,它是整个系统的核心部分。轨道器是整个系统中惟一可以载人的、真正在地球轨道上飞行的部件,它很像一架大型的三角翼飞机。轨道器由前、中、尾三段机身组成。前段结构可分为头锥和乘员舱两部分,头锥处于航天飞机的最前端,具有良好的气动外形和防热系统,前段的核心部分是处于正常气压下的乘员舱。中段主要是有效载荷舱。这是一个长18m,直径4.5m,容积300m^3的大型货舱,一次可携带质量达29t多的有效载荷。后段主要装有三台主发动机,尾段还装有两台轨道机动发动机和反作用控制系统。

航天飞机的结构与组成

航天飞机轨道器结构

第二个部件是外储箱,它的作用就是为航天飞机的主发动机储存入轨前所用的全部推进剂。外储箱装在航天飞机的下方,夹在两台固体火箭助推器的中间。它是航天飞机系统上惟一不可回收的部件。全长47m,直径8.64 m,净质量33t,是一个十分庞大的尖头圆柱体,由铝合金制成。

航天飞机的结构与组成

航天飞机外储箱(图片来源:维基百科)

两台固体火箭助推器是航天飞机系统的第三个部件,它平行地安装在外储箱的两侧,航天飞机的下方。两台固体火箭助推器的结构完全相同,每台助推器长约45.46m,直径3.7 m,自重83t,可以装503t的固体推进剂,推力13MN,可以重复使用20次。

航天飞机的结构与组成

航天飞机固体助推器(图片来源:维基百科)

苏联航天飞机

暴风雪号航天飞机是苏联的暴风雪号航天飞机计划中,唯一一架发射的航天飞机。在该计划于1993年终止前,它只在1988年11月15日执行过一次轨道飞行任务。

航天飞机的结构与组成

暴风雪号航天飞机(图片来源:维基百科)

在2002年5月12日,位于哈萨克,用以存放暴风雪号轨道载具以及能源号火箭推进器的实物模型的飞机库,因日久失修而倒塌,把暴风雪号砸毁。八名工人亦同时因为身处建筑物上方而丧生。

航天飞机的结构与组成

废弃的暴风雪号航天飞机(图片来源:谷歌)

苏联航天飞机的发射方式与美国的航天飞机不同,苏联航天飞机没有主发动机,而是跟着重型火箭能量号捆绑上天,能量号也成为史上载重最强的火箭。21世纪后,基本上没有世界大国公开再次发展类似机体的计划,专家表示由于其有目前无法跨越的缺点,这种由200多万零件组成的高度复杂系统,可靠性非常差。事实证明美苏两国设计的航天飞机并无达到当初设想目标,加上每次发射之前的检查、维护、修理都成为浩繁的高成本工作。美国航天飞机计划共丧生14位宇航员,使得乘坐危险性非常的高,原计划每架航天飞机的设计寿命是20年、100次发射,但最终美国5架航天飞机加起来才发射了100多次,也只有美国在最强盛、聚集世界最多财富的时期能够经营这5架航天飞机,苏联的航天飞机主要是军事目的而建造,基本上没有真正执行任务就终结,在进入2020年代的现在美国财力也无法再支撑一个新一代航天飞机计划。

来源:原创 LCspace LCspace

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