航空航天发展概况汇总

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1、2019年10月16日,航空航天技术概论,主讲人：杏建军,学习目的,了解航空航天的发展概貌以及有关航空航天的基本概念和基础知识 了解所学专业在航空航天科学技术中的地位和作用 激发学习热情，提高对航空航天技术基本内容的认识,外行眼中的内行,内行眼中的外行,学习方法,多听多看：课程内容涉及学科范围很广，不要求深入地掌握上述各部分内容，但要求学生多听多看。推荐网站： http:/www.nasa.gov/ （美国航空航天局） http:/ssl.mit.edu/（麻省理工空间系统研究室） ,学习方法,勤于思考，善于联系 善于联系自己专业的实际 航空航天是一个综合利用现代科学技术的成果，以系统工程的方

2、法，用工程语言的形式指导飞行器设计、制造、实验和应用等环节的工程技术领域，同时也是研究飞行器设计理论、制造方法、科学应用的综合性技术学科 善于联系国家的政治经济实际 航空航天技术是20世纪人类在认识自然和改造自然的过程中最活跃、发展最迅速、对人类社会生活最有影响的科学技术领域之一，也是表征一个国家科学技术先进性的重要标志,考核方式,笔试（60%）+大作业（30%）+平时表现（10%） 大作业要求以科技小论文的方式提交，格式符合科技论文的要求，30005000字，手写版 任课老师：杏建军 Email：xjj， Tel：88877246,13574838834,第一章 主要内容,航空航天的基本概念

3、 飞行器的分类、构成与功用 航空航天发展概况 我国的航空航天工业 航空航天技术现状和发展趋势,第一章 主要内容,航空航天的基本概念 飞行器的分类、构成与功用 航空航天发展概况 我国的航空航天工业 航空航天技术现状和发展趋势,1 航空航天的基本概念,航空航天是人类拓展大气层和宇宙空间的产物,陆地时代,大航海时代,航空时代,太空时代,1517世纪哥伦布发现美洲新大陆,1903年，莱特兄弟第一次成功地完成了载人飞行,1957年，前苏联成功地发射第一颗人造卫星,1 航空航天的基本概念,航空航天已经成为21世纪最活跃和最有影响的科学技术领域 航天技术是诸多科技领域的高度集成，航天科学技术领域荟萃了当今世

4、界上科学技术的众多成果和各个专业的人才。迄今没有任何其他产业部门的综合性可与之相比 航天技术集成性导致了其效益的宏观性。航天技术的贡献主要是通过开拓性的先进技术手段改变众多产业部门的传统生产方式 美国蔡斯经济计量学会根据生产函数理论从宏观经济方面分析了美国NASA的研究与发展投入对美国国民生产总值增长的影响，计算结果是114,1 航空航天的基本概念,航空航天技术表征着一个国家科学技术的新进水平 ，也代表了一个国家的核心利益 实例：中国参与欧洲伽利略导航系统项目受排挤,实例：中国参与欧洲伽利略导航系统项目受排挤,蜜月期(2003年-2004年)中欧优势互补 反对单极世界,转折期(2005年-20

5、07年)欧洲政治转向 联美排挤中国,竞争期(2008年-2009年)“北斗”横空出世 技压“欧系”卫星,1.1 航空,定义： 是指载人或不载人的飞行器在地球大气层中的航行活动,空气介质,1.1 航空,分类,1.1 航空,战斗机的分代（分代原则） 1、各国研制的战斗机分代标准应该是统一的，应该以技术最先进的国家的典型战斗机作为“标杆”，确定分代标准 2、各代战斗机的主要技术水平和作战效能要有“台阶性”的提高。也就是说下一代战斗机比上一代战斗机要“高出一个台阶”。而不是只要技术水平有所提高、技术特点有所不同，就算“更新换代”了。 3、“换代飞机”必须曾是一个时期的主力机种，要有一定的装备数量、并经

6、过实战考验，一些研究性的飞机不能看作换代飞机。这样，战斗机分代的标准就清楚了，混淆颠倒的说法也可减少或避免了。,1.1 航空,第一代战斗机，速度首次突破音速，作战升限超过一万米，并且已经能够较为成熟的使用空空导弹，代表机型为美国的F-100“超级佩刀”，前苏联的米格-19等。我国生产的歼六飞机就是由米格19仿制和发展的，曾是我国空军6070年代的主力机种； 第二代战斗机，俗称双二，即速度超过M2（2马赫），实用升限超过两万米，以空空导弹为主要武器，强调高空高速性能，代表性机型为美国F-104“星”、F-4“鬼怪”，苏联米格-21、米格-23、米格25，法国幻影III等。我国在米格21基础上研制

7、的歼七机和自行研制的歼八也属这一代；,1.1 航空,第三代战斗机，在第二代的技术基础上，更加强调近距格斗性能以及超视距作战能力，电子设备有了质的进步，机动性较前一代有大幅飞跃，代表机型有美国F-14雄猫、F-15“鹰”、F-16隼、F-18大黄蜂，俄罗斯的苏-27系列、米格-29，法国的幻影2000，英德意的“狂风”等。歼-10是中国研制的单发动机、轻型、多功能、超音速、全天候、第三代战斗机，中国空军赋予其编号为歼-10，对外称J-10或称F-10。歼-10是一种多用途的战斗机，能够执行空战和轰炸的任务；,1.1 航空,第四代战斗机，主要强调4S功能，即：超音速巡航、隐身、超机动、先敌击毁目标

8、四项特征，因此到目前为止，服役的战斗机中只有美国的F-22称属于真正的第四代战斗机；另外，欧洲的三种战斗机，法国的“阵风”、瑞典的JAS-39“鹰狮”和英德意西的EF2000“台风”，因为具备了某些第四代战斗机的特征，也被称作是三代半战斗机。我国：歼20（已经首飞） ；,1.2 航天,定义： 是指载人或不载人的飞行器在地球大气层之外的航行活动,没有空气介质可利用,必须自身携带能源飞行,达到一定的速度后，按预定轨道飞行,第一宇宙速度 7.9km/s ; 第二宇宙速度11.2km/s;第三宇宙速度16.7km/s,1.2 航天,分类 无人航天器 人造地球卫星 空间探测器 载人航天器 载人飞船 空间

9、站 航天飞机,1.3 航空与航天的关系,从空间关系上来看：航天是航空上一层的空间，航天器进入和返回太空必须经过大气层 从技术层面来看：航空技术和航天技术相互交叉和渗透 从未来关系来看：临近空间飞行器的研发，将航空技术和航天技术紧密联合在一起。空天一体化已成为未来发展的趋势,第一章 主要内容,航空航天的基本概念 飞行器的分类、构成与功用 航空航天发展概况 我国的航空航天工业 航空航天技术现状和发展趋势,2 飞行器的分类、构成与功用,本门课程虽然是航空航天技术概论，但主要涉及的是飞行器，不包括其他系统 一般的航天系统由航天器、航天运输系统、航天器发射场、航天测控网、应用系统组成、完成特定航天任务的

10、工程系统 实例：载人航天的7大系统。航天员、飞船应用、载人飞船、运载火箭、发射场、测控通信和着陆场,2 飞行器的分类、构成与功用,航空器 轻于空气 重于空气 航天器 无人航天器 载人航天器 火箭和导弹,在地球大气层内或大气层外空间飞行的器械，统称飞行器,2.1 航空器,轻于空气,气球 飞艇,2.1 航空器,ULDB - Ultra Long Duration Balloon Duration: up to 100 days. Load: 6,000 pounds Height: 110,000 feet（33.5km）,气球,2.1 航空器,Length 260m Diameter 65m T

11、otal height 82m Envelope volume 550,000m Loading platform 50 x 8 x 8m Basic weight 260t Payload Up to 160t,飞艇,2.1 航空器,固定翼航空器 飞机 滑翔机 旋翼航空器 直升飞机 旋翼飞机 扑翼机,2.1 航空器,飞机的各个部件,2.1 航空器,飞机的各个部件,2.1 航空器,机翼 尾翼 舵面 机身 起落架 动力系统 操纵系统 机载设备, 产生升力 稳定和操纵 升降舵、方向舵、副翼、扰流片 装载、连接其他部件 起降滑跑、地面支撑 产生推力。包括发动机及其附件系统。 操纵飞机。 飞行仪表、通

12、讯、导航、环境控制、生命保障、能源供给等等。,飞机各个部件的功能,2.1 航空器,滑翔机 无动力,2.1 航空器,直升飞机定义 一种以动力装置驱动的旋翼作为主要升力和推进力来源，能垂直起落及前后、左右飞行的旋翼航空器。 直升飞机组成 由机体和升力（含旋翼和尾桨）、动力、传动三大系统以及机载飞行设备等组成。,2.1 航空器,直升飞机分类 单旋翼直升机 双翼直升机,2.1 航空器,武装直升机在战争中的作用 现代战争，是陆、海、空、天(空间)、信息一体的立体战争，诸兵种密切协同。然而，在空、地机动兵器之间，速度上存在着时速60100公里的差距，高度上存在着一个从0到100米之间的空白。直升机的理想活

13、动范围正好填补了这个时、空间隙，紧紧地将陆、海、空使用的各种武器联系在一起，构成了立体作战模式，使各种武器得以密切协同，互相扬长避短，充分发挥武器的整体作战效能。因此，从某种意义上说，直升机是空地一体战的纽带。,2.2 航天器,分类,航天器,无人航天器,载人航天器,人造卫星,空间探测器,载人飞船,空间站,航天飞机,科学卫星,应用卫星,实验卫星,2.2 航天器,卫星,有效载荷 卫星平台 (保障系统),2.2 航天器,卫星平台：,（1）结构与机构分系统 （2）电源分系统 （3）热控制分系统 （4）姿态与轨道控制分系统 （5）测控分系统 （6）数据管理分系统,2.2 航天器,卫星轨道,近地轨道,中地

14、轨道,大椭圆轨道,地球同步轨道,2.2 航天器,有效载荷：,（1）科学探测和试验类有效载荷 （2）信息获取类有效载荷 （3）信息传输类有效载荷 （4）信息基准类有效载荷,2.2 航天器,应用卫星,通信卫星,导航卫星,气象卫星,侦察卫星,测地卫星,资源卫星,多用途卫星,2.2 航天器,通信卫星 通信卫星的种类有很多，按轨道分由静止轨道通信卫星，非静止轨道通信卫星；按用途分有广播电视直播卫星，跟踪与数据中断卫星和军用通信卫星等,鑫诺二号（出现故障，损失20亿）,天链一号（我国首颗数据中继卫星）,美国第三代国防通信卫星,2.2 航天器,气象卫星 气象卫星可分为太阳同步轨道气象卫星和地球静止轨道气象卫

15、星。 太阳同步轨道气象卫星每天对地球表面巡查两遍，可以获得全球气象数据。地球静止轨道气象卫星可以对全球13的地区连续进行气象观测，实时将气象资料传回地面。,2.2 航天器,侦察卫星 卫星侦察的优点，是侦察范围广，速度快，可不受国界限制定期或连续地监视某个地区，对于增强国家的军事实力和综合国力具有重要意义 侦察卫星按照所执行的任务和所采用的侦察手段来加以区别，一般分为照相侦察卫星，电子侦察卫星，还海洋监视卫星和预警卫星,2.2 航天器,美国的 KH12间谍卫星是世界上最先进的影像卫星，分辨率为1050毫米，有“极限轨道平台”之称,2.2 航天器,2.2 航天器,导航卫星,GPS,GLONASS,

16、伽利略,北斗,2.2 航天器,资源卫星 资源卫星是勘测和研究地球资源的卫星，它能看透地层发现人们肉眼看不到的地下宝藏，历史古迹，地层结构，能普查农作物，森林，海洋，空气等资源。能预报和鉴别农作物的收成，考察和预报各种自然灾害。,2.2 航天器,空间探测器 又称深空探测器或宇宙探测器。对月球和月球以远的天体和空间进行探测的无人航天器 按探测的对象划分为月球探测器、行星和行星际探测器、小天体探测器等,卡西尼土星探测器,2.2 航天器,载人飞船 能保障航天员在外层空间生活和工作以执行航天任务并返回地面的航天器 1961年苏联发射了第一艘东方号飞船，后来又发射了上升号和联盟号飞船。美国也相继发射了水星号、双子星座号、阿波罗号等载人飞船。中国的神舟系列飞船,2.2 航天器,神舟七号的组成,2.2 航天器,空间站 空间站是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员在其中生活工作和巡访的载人航天器 在空间站中要有人能够生活的一切设施，不再返