航空航天发展概况

2019年8月28日航空航天技术概论主讲人：杏建军2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3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：（国防科技论坛）（中国空间技术研究院）（北斗卫星导航系统）（中国载人航天技术）（美国航空航天局）（麻省理工空间系统研究室）…………4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5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，3000~5000字，手写版任课老师：杏建军Email：[e-mail]，Tel：[phone]第一章主要内容1.航空航天的基本概念2.飞行器的分类、构成与功用3.航空航天发展概况4.我国的航空航天工业5.航空航天技术现状和发展趋势7第一章主要内容1.航空航天的基本概念2.飞行器的分类、构成与功用3.航空航天发展概况4.我国的航空航天工业5.航空航天技术现状和发展趋势81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15～17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91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1∶14101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11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-2007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121.1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131.1航空分类航空军用航空民用航空战斗机攻击机轰炸机运输机预警机商用航空通用航空141.1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。151.1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60～70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基础上研制的歼七机和自行研制的歼八也属这一代；161.1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；171.1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）；181.2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/s191.2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空间站航天飞机201.3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21第一章主要内容1.航空航天的基本概念2.飞行器的分类、构成与功用3.航空航天发展概况4.我国的航空航天工业5.航空航天技术现状和发展趋势222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232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242.1航空器轻于空气气球飞艇252.1航空器ULDB-UltraLongDurationBalloonDuration:upto100days.Load:6,000poundsHeight:~110,000feet（33.5km）气球262.1航空器Length260mDiameter65mTotalheight82mEnvelopevolume550,000m³Loadingplatform50x8x8mBasicweight260tPayloadUpto160t飞艇272.1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282.1航空器飞机的各个部件机身驾驶舱发动机机翼水平尾翼垂直尾翼升降舵方向舵副翼襟翼292.1航空器飞机的各个部件302.1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312.1航空器滑翔机无动力322.1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。332.1航空器直升飞机分类单旋翼直升机双翼直升机342.1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60—100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。352.2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362.2航天器卫星有效载荷卫星平台(保障系统)372.2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382.2航天器卫星轨道近地轨道中地轨道大椭圆轨道地球同步轨道392.2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402.2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412.2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422.2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1／3的地区连续进行气象观测，实时将气象资料传回地面。432.2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442.2航天器美国的KH—12间谍卫星是世界上最先进的影像卫星，分辨率为10—50毫米，有“极限轨道平台”之称452.2航天器目标发现（单位：米）一般识别（单位：米）详细识别（单位：米）描述（单位：米）桥梁61.51.50.9雷达30.90.30.15无线电设备31.50.30.15仓库1.50.60.30.15小股部队62.11.20.3机场设施64.630.3火箭、大炮0.90.60.150.05飞机41.50.90.15导弹阵地31.50.60.3舰船7.64.60.60.3运输车1.50.60.30.05462.2航天器导航卫星GPSGLONASS伽利略北斗472.2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。482.2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492.2航天器载人飞船能保障