「航空科普」航空航天不一样

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近年来,我国的航空航天事业呈现井喷式的发展,载人航天、探月工程、歼-20、运-20、直-20等等捷报频传,让人目不暇接。 社会 公众在欣喜之余,不少人也在问:航空航天不一样吗?

实话实说,航空航天真的不一样。咱们长话短说,最根本的不一样在于二者的运行介质不一样。我们知道,地球表面包裹着一层厚厚的大气层,以大气层为界,飞机等航空器运行于地球表面之上的大气层之内,火箭、飞船等航天器则运行于地球表面之上的大气层以外。这就是二者的根本不同。

大气层的层次划分

基于这一点,衍生出了航空航天的一系列的不一样。

首先是飞行高度不一样。一个在大气层内,另一个在大气层外,二者的飞行高度必然不同。这里涉及两个高度,一个是实际飞行高度,目前航空器的实际飞行高度都在3万米以内,仅有前苏联的米格-25战斗机曾经创造过37650米的飞行高度世界纪录;航天器稳定运行的低轨道高度为160千米,也就是说航天器的实际运行高度都在160千米以上。另一个是法定飞行高度,国际航空联合会规定,海拔100千米高度为大气层与外太空的分界线,并以美国科学家西奥多?冯?卡门的名字进行命名,称为“卡门线”。当然,由于大气层呈弥漫性扩散状态,因此大气层与外太空之间没有一条明确的物理界线,只是为了便于区分航空与航天活动,人为地划定了这条“卡门线”。卡门线以内是航空空间,卡门线以外为航天空间,也即外太空。显然,无论是实际飞行高度,还是法定飞行高度,二者都明显不同。

飞机的受力分析

航天器的飞行原理

其次是飞行原理不一样。航空器遵循牛顿力学原理,以飞机为例,其上通常作用着四个力:拉力、阻力、升力和重力,保持飞机稳定飞行的条件是拉力=阻力,升力=重力。如果不满足拉力=阻力,飞机就会改变飞行速度;如果不满足升力=重力,飞机就会改变飞行高度。其中,拉力是由发动机和螺旋桨共同产生的,阻力和升力都是气流流过机体表面与其相互作用而产生的,重力则是机体质量与地心引力相互作用而产生的。航天器遵循万有引力定律,其上通常作用着三个力:重力、万有引力和轨道运行的离心力,保持航天器稳定在轨运行的条件是重力=万有引力=离心力。如果万有引力小于离心力,航天器就会加速脱离轨道;如果万有引力大于离心力,航天器就会减速降落。

第三是飞行速度不一样。在追求高空、高速的大背景下,航空器的飞行速度主要取决于技术可能,要提高飞行速度就必须提高推进系统的拉力,减小飞机的飞行阻力。在目前的技术条件下,米格-25战斗机以马赫数3.2保持着飞机的最大平飞速度的世界纪录。航天器的飞行速度主要取决于其任务需要,绕地飞行必须满足第一宇宙速度,7.9千米/秒,大约是22马赫;绕日飞行必须满足第二宇宙速度,11.2千米/秒;冲出太阳系必须满足第三宇宙速度,16.7千米/秒。显然,二者的飞行速度不仅不同,而且还不在一个数量级。

第四是推进方式不一样。航空器在大气层内运行,可以采用吸气式动力,如活塞式发动机、喷气式发动机等,前者以汽油为燃料,后者以煤油为燃料,二者都以空气为氧化剂;航天器在大气层外运行,没有空气来源,除了自带燃料,还必须自带氧化剂,只能以火箭为动力。

第五是起降方式不一样。航空器大多采用水平起降,航天器大多采用垂直起飞、自由下落。这其实是由各自的飞行原理所决定的。以飞机为例,航空器实现升空的基本条件是升力大于重力,在飞机重力一定的前提下,由于升力与飞行速度的2次方成正比,因此航空器要实现升空必然要从静止开始经历一段水平加速过程,直至飞机离地升空。降落,则与此相反。航天器完全依靠火箭推力克服重力实现升空,并逐渐加速到入轨速度,因此垂直发射是最有效、最便捷和最经济的发射方式。其实火箭也不是一直垂直上升的,为了实现末段入轨,到达一定高度之后就会开始拐弯,逐渐靠近并最终进入预定轨道。

关于航空航天的不一样还可以列出一些,但主要的就是这些。而且了解了这些,也就不难理解为什么说航空航天不一样了。

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本篇供稿:系统工程研究所

运 营:李沅栩

航天科普知识知多少?

以下是 整理的《航天科普知识问答十题》,希望大家喜欢!

1、人类已研制出几种载人航天器?

人类现已研制出宇宙飞船、航天飞机和空间站3种载人航天器。

2、载人航天器各有什么用途?

宇宙飞船和航天飞机,主要用于接送航天员和货物,且在太空飞行时间一般不超过20天,又可称为天地往返运输器;空间站在太空长期运行,不返回地面,主要用于观天看地、研究空间科学、太空生产和在轨服务等。

3、火箭的故乡在哪里?

“火箭”最早的含义是“带火的箭”,出现在中国的三国时期。火药发明后,宋代兵家打仗时,就把火药筒绑在箭杆上,点燃引信后,靠火药喷火产生的反作用力使箭飞得更远,这种火箭已具有了现代火箭的雏形。世界公认,中国是火箭的故乡。

4、我国的神舟号飞船由几个舱段组成?

神舟号飞船是我国自主研制的载人飞船,采用“三舱一段”构型,即由轨道舱、返回舱、推进舱和附加段构成,推进舱和轨道舱上各有一对太阳能帆板。推进舱在飞船的最下部,返回舱在中间,轨道舱在上部,附加段在飞船的最顶端。

5、神舟号飞船“三舱一段”的作用是什么?

推进舱是飞船在空间运行及返回地面时的动力装置;返回舱是飞船起飞、飞行和返回过程中航天员乘坐的舱段,也是整个飞船的控制中心;轨道舱是航天员在太空中工作和生活的场所,装有各种实验仪器和设备。附加段也叫过渡段,是为将来与另一艘飞船或空间站交会对接做准备的。在载人飞行交会对接前,它也可以安装各种仪器用于空间探测。

6、飞船返回地面时,是所有舱段都返回吗?

不是。飞船返回地面时,只有返回舱一个舱返回地面。返回舱与轨道舱分离后,轨道舱可以留在轨道上继续工作半年左右。

7、苏联和美国的第一代载人飞船是几舱飞船?

苏联的第一代“东方”号飞船,是双舱飞船;美国的第一代“水星”6号飞船是单舱飞船,1962年2月20日,美国航天员格伦乘坐该型号飞船环绕地球飞行了3圈。

8、神舟号飞船由多少个分系统组成?

共有13个分系统:结构与机构、制导导航与控制、数据管理、测控通信、热控制、推进、电源、有效载荷、环境控制与生命保障、乘员、仪表照明、应急救生、回收着陆等。其中环境控制与生命保障、乘员、仪表照明、应急救生系统,在卫星上是没有的。

9、神舟号飞船的返回舱是什么样子?

神舟号飞船返回舱的外形像一口中国古代的大钟,呈大钝头倒锥体,它在飞船的中部,为密闭结构,其上部有舱门与轨道舱相通,供航天员进出轨道舱使用。返回舱内最多可设置3个航天员座椅。

10、航天员在“神舟”五号飞船里活动的空间很大吗?

不算附加段,“神舟”五号飞船三个舱加起来有8米高,内直径2.5米,能够提供航天员自由活动的空间大约6立方米左右。

第四次天宫课堂主要内容

两弹一星”最初是指原子弹、导弹和人造卫星。“两弹”中的一弹是原子弹,后

来演变为原子弹和氢弹的合称;另一弹是指导弹;“一星”则是人造地球卫星。

东方红一号

翟志刚 刘伯明 景海鹏

美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗

第四次天宫课堂主要内容有梦天实验舱介绍、球形火焰实验等。

一、主要内容详细介绍

1、梦天实验舱介绍:展示介绍梦天实验舱的基本情况以及舱内相关设施设备。

2、球形火焰实验:展示微重力环境下蜡烛燃烧产生的球形火焰现象,讲解重力对燃烧过程的重要影响以及微重力环境燃烧研究的重要意义。

3、奇妙“乒乓球”实验:展示在微重力环境下,用“特制”乒乓球拍击打水球的现象,讲解水的表面张力及疏水材料结构特性。

4、动量守恒实验:演示不同质量钢球的质心碰撞现象,展示并讲解微重力环境下的动量守恒定律。

5、又见陀螺实验:在微重力环境下,利用金属陀螺展示静止及旋转情况下的角动量守恒现象,呼应“太空转身”实验

6、天地互动环节:航天员与地面课堂师生进行天地互动。

二、课堂时间及授课老师

“天宫课堂”第四课于9月21日下午15时45分开课,由神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮面向全国青少年进行太空科普授课。

天宫课堂第一第二课的授课内容:

一、第一课

在约60分钟的授课中,神舟十三号飞行乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富生动介绍展示了空间站工作生活场景,演示了微重力环境下细胞学实验、人体运动、液体表面张力等神奇现象,并讲解了实验背后的科学原理。

二、第二课

太空授课活动继续采取天地对话方式进行,由航天员在轨演示太空“冰雪”实验、液桥演示实验、水油分离实验、太空抛物实验,介绍与展示空间科学设施。

旨在传播普及空间科学知识,激发广大青少年不断追寻“科学梦”、实现“航天梦”的热情。

关于“「航空科普」航空航天不一样”这个话题的介绍,今天小编就给大家分享完了,如果对你有所帮助请保持对本站的关注!

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