航天飞机的整个系统是目前世界上最复杂的航天飞行器系统,比世界上任何的飞机都要复杂得多。
美国人的航天飞机系统是由三部分组成的:一个庞大的液体燃料贮箱,两个固体火箭助推器,加上航天飞机本身。
这两个固体火箭助推器,实际上就是两枚火箭,它们的长度是45米,直径3.7米。在发射航天飞机时,2台发动机产生的推动力大约为总推动力的四分之三,在飞行约2分钟后,它的固体燃料全部用完,于是与连在一起的液体燃料箱分离。它在返回地面时,张开降落伞,落在大西洋中,由船队打捞回收,以便下次使用,据说这种助推器可以使用20次。
固体火箭助推器有一个缺点:一旦它被点火,在燃料未被消耗完之前,无法关机熄火,而液体火箭发动机可以随时熄火。因此,在航天飞机发射时,总是航天飞机的3台以液态氢和液态氧作燃料的主发动机先点火,待燃料燃烧稳定以后,再在固体火箭助推器点火。
液体燃料储箱是一个十分粗大的家伙,装满了液态的氢和液态的氧。它长达47米,直径有8米多,可以装60多吨液氧和16吨多液氢,航天飞机的主发动机工作所需要的燃料就是它供给的。
当固体火箭助推器分离后,航天飞机与燃料箱一起再飞8分钟,这时已飞出大气层,接近了绕地球飞行的高度,液态燃料也已经消耗完毕,燃料箱与航天飞机分离,随后坠入大气层,被高温烧成碎片落入大洋深处。
航天飞机比起助推器和燃料箱都短得多,它只有37米多长,结构非常复杂,除装有3台主发动机外,还有许多台小发动机。这些小发动机主要是在太空中用的,那里已没有空气,只要用很小的推力就可以使航天飞机改变姿态。
航天飞机的运货舱有18米长,可以装上20多吨重的东西,比如卫星、空间站的部件、星球大战用的太空武器等。利用这么大的空间,还可以开展一些科学实验。
航天飞机可以运载许多名宇航员上天,让他们在太空中行走,去回收和修理卫星,甚至可以将别国的卫星“偷走”。航天飞机以每秒7000多米的速度绕地球飞行。如果携带精密的望远镜,还可以仔细观察地球表面,这在战争期间特别有用,它可以发现敌方的兵力部署情况,及时告诉己方军队指挥部,随机应变。1990年,美国人将一个价值15亿美元的哈勃太空望远镜放在太空,让它观察宇宙深处的星团,比地球最先进的望远镜观察的效果强5倍,可以观察到宇宙诞生时外星际的情况。
航天飞机在返回地球时以很快的速度下降。在航天飞机的头部,温度可以达到几千摄氏度。因此,在它的头部和一些地方贴满了陶瓷做成的防热瓦。
1986年的“挑战者”号爆炸给全世界以震惊。也许有人会问,难道航天飞机就没有救生系统吗?有的。如果在空中飞行,它可以将宇航员底舱那一块整个地弹射出来。当然,要及时发现故障,才能知道是否需要弹射救生。
很多的运载火箭都是在发射台上爆炸的,尤其是用液氢、液氧燃料时,一点火星就会引起一场大爆炸。由于美国的航天飞机用了一个巨大的液体燃料箱,因此,发射台上的救生系统还是必要的。他们将两根钢索拉到发射架上,一旦出现危险,宇航员就可以沿着钢索滑到地下掩体中保住性命。
1987年,前苏联人继美国人之后发射了自己制造的航天飞机。这架航天飞机与美国人的十分相似,它用世界上推力最大的火箭送上太空。前苏联的航天飞机与美国的航天飞机最大的区别是它没有装主发动机。因而在绕地球飞行时,无法调整离地球的高度,没有美国的航天飞机那样灵活。由于没有主发动机,它的货舱要大一些,可以送更多的东西上天,成为名副其实的太空货船。
知识点
“哈勃”太空望远镜
“哈勃”太空望远镜,又称“哈勃”空间望远镜,是以天文学家爱德温·哈勃之名命名,在轨道上环绕着地球的望远镜。它的位置在地球的大气层之上,因此获得了地基望远镜所没有的好处——影像不会受到大气湍流的扰动,视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光,还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。
1990年4月25日,由美国航天飞机送上太空轨道的“哈勃”望远镜长13.3米,直径4.3米,重11.6吨,造价近30亿美元。它以2.8万千米的时速沿太空轨道运行,清晰度是地面天文望远镜的10倍以上。它已经填补了地面观测的缺口,帮助天文学家解决了许多根本上的问题,对天文物理有更多的认识。
航天飞机复杂的结构是为什么?
航天飞机比起助推器和燃料箱都短得多,它只有37米多长,结构非常复杂,除装有3台主发动机外,还有许多台小发动机。这些小发动机主要是在太空中用的,那里已没有空气,只要用很小的推力就可以使航天飞机改变姿态。航天飞机的运货舱有18米长,可以装上20多吨重的东西,比如卫星、空间站的部件、星球大战...
为何揭秘航天飞机的结构?
前面我们讲过,航天飞机由轨道飞行器、固体火箭助推器和外挂贮箱3大部分组成,航天飞机起飞的动力源自2台巨大的集束式助推器和3台液体推进剂。在这些起飞动力装置中,中心部分是一个外形像一架三角翼滑翔机的轨道飞行器,它垂直发射,是航天飞机飞行时必不可少的配件,它在进入地球大气层后像普通飞机那样下滑着陆。 航天...
美国航天飞机系统组成
美国航天飞机的复杂系统主要由三个部分组成:轨道飞行器、外燃料箱和固体燃料火箭助推器。轨道飞行器,是航天飞机的核心部分,全长37.24米,高17.27米,翼展29.79米。它的前端是航天员座舱,分为上、中、下三层。上层为主舱,包括飞行控制室、卧室、洗浴室、厨房和健身房,可容纳8名航天员;中层为...
航天飞机的组成部分
(1)轨道器:轨道器是航天飞机的核心部分,是整个航天飞机系统中唯一可载人、可重复使用的部分。(2)固体助推器:固体助推器的作用是助推,用于补充主发动机推力的不足。以供再用。(3)外贮箱:航天飞机的主发动机是液体火箭发动机,推进剂是液体燃料液态氧和液态氢。液体推进剂不装在航天飞机上,而是...
航天飞机是由哪些部分组成的?
航天飞机中段机身除了提供货舱结构之外,也是前、后段机身的承载结构。航天飞机的后段比较复杂,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。在主发动机熄火后,轨道机动发动机为航天飞机提供进入轨道、进行变轨机动和对接机动飞行以及返回时脱离轨道所需要的推力。反作用控制系统用来...
什么是航天飞机的组成部分?
美国的航天飞机,如开路者号、企业号、哥伦比亚号、挑战者号、发现号、亚特兰蒂斯号和奋进号,它们的结构复杂而巧妙,由轨道器、巨大的外贮箱和强大的固体助推器构成,每一部分都精心设计,确保了它们在太空与地面之间的无缝切换。相比之下,苏联的航天飞机设计有所不同,如暴风雪号、小鸟号和贝加尔湖号,...
航天飞机的哪些部分使用了哪些材料?
航天器的制造材料非常讲究,以航天飞机为例,其主体结构有着严格的材质选择。轨道器的关键部分主要采用铝合金,这种材料因其轻质且强度高,为飞行提供了理想的支撑。对于支承主发动机的推力结构,航天飞机采用钛合金,这种材料具有优异的耐高温性能,能够承受极端的热力环境。中机身的部分主框则采用了更为先进...
航天飞机是怎么回事?
它的结构主要由三大部分组成。①轨道飞行器,包括三副引擎火箭、驾驶员舱、乘务员舱和载货舱。②用作提供推进的外贮箱。③火箭助推器,共有两枚,使用固体燃料。航天飞机的主要用处是空间运输、卫星服务,它可以靠近其他航天器,为其输送物品及修理等服务项目。还可以进行星际观测,军事、地理观察及拍照。由于其本身体积较...
航天飞机由哪些结构组成?
航天飞机是一种垂直起飞、水平降落的载人航天器,它由轨道器、固体燃料助推火箭和外储箱三大部分组成。固体燃料助推火箭共两枚,发射时它们与轨道器的三台主发动机同时点火,当航天飞机上升到50千米高空时,两枚助推火箭停止工作并与轨道器分离,回收后经过修理可重复使用。外储箱是个巨大壳体、内装供轨道...
挑战者号航天飞机灾难
航天飞机的复杂结构 作为有翼飞行器的象征,挑战者号由轨道器、外储箱和固体助推器组成,后者在短短两分钟内提供大部分推力,随后分离。然而,正是这些看似平凡的O形环,对于航天器的安全至关重要,它们需要在极端条件下保持完美的密封性能。O形环风险的阴影 早在1970年代初,O形环的设计问题和测试不...