航天飞机是如何诞生的?

青田石头

航天飞机是如何诞生的?

tanxiao

航天飞机的诞生
  
    一友随赵岩枚航天运载火箭发射一艘航天飞船，都是一次性使用，很不经济。让它们重复使用，是必然的逻辑发展。
  
    美国在顺利执行“阿波罗”载人登月计划的鼓舞下，也满腔热情地投甚易对入可重复使用的航天运输系统的研制，做为航天站的往返运输系统，并以此取名为“Space Shuttle”，即“太空穿梭机”。我国著名科学家钱学森根据“航天”的定义，并联系到航空，将其转译为“航天飞机”，非常贴切。
  
  
    航天飞机的设想是美好的，但实施起来却是非常困难。美国人设想了许多方案，都难以达到预想的完美程度
  
    要从地面起飞，最好是像飞机那样充分利用空气动力，这样就要有机翼，就要水平起径另神述选飞。所以最早设想的一种方案，像是一架笨重的飞机，比B-52巨型轰炸机还大。因为它必须有足够诉诉交右坐轴各丝仅电的推进剂，使其加速到宇宙速度，巨大的燃料就把它的身体撑起来了。让这样的庞然大物飞起来，并进入太空轨道，技术难度可见。
  
    后来推出一种方案，将一架庞大的飞机分成两架，让大的驮载小的。大飞机在地球大气层中飞行，它可以只带燃料，而利用空气中的氧气燃烧，这样它就可以大大瘦身了。在达到一定速度后，小飞机启动火箭发动机进入轨道，所以被称为“轨道器”。不过，这种基言轨道器的运载能力有限。
  
  
    1971年，洛克威尔公请振田达支地特见走丰才司推出一种新的两级方案，将轨道器加长加大了。这种方案实施起来技术难度很大，成本也很高。
  
    1972年，格鲁曼公司提出一种新方案，放弃了全部重复使用的想法，将质量最大的、起飞时使用的推进剂装在一个外挂燃料箱中，用完后扔掉。同时，再设两枚固体火箭帮助起飞，完成任务后分离。当然，这样一来就必须垂直发射了。这个方案成本较低，经完善后就是现在的航天飞机。
  
    虽然是部分重复使用，但研制起来技术难度仍然很大。“天空实验室”航天站在1979年7月坠毁时，也没有等到航天飞机到来。直到19罗81年4月12日，航天飞机才第一次轨道试飞成功。
  
    1981年4月12日，在卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心聚集着上百万人，参观第一架航天飞机哥伦比亚号发射。宇航员翰·杨（John W·Young）和克里平（Robert L·Crippen）揭开了航天史上新的一页。这架航天飞机总长约56米，翼展约24米，起飞重量约2040吨，起飞总推力达2800吨，最大有效载荷29.5吨。它的核心部分轨道器长37.2米，大体上与一架DC—9客机的大小相仿。每次飞行最多可载8名宇航员，飞行时间7至30天，轨道器可重复使用100次。航天飞机集火箭，卫星和飞机的技术特点于一身，能像火箭那样垂直发射进入空间轨道，又能像卫星那样在太空轨道飞行，还能像飞机那样再入大气层滑翔着陆，是一种新型的多功能航天飞行器。
  
    前苏联的航天飞机计划起源于德国科学家桑戈尔提出的飞航式飞弹方案，经传钢50/50计划Lapot航天飞机计划的宇宙997，998，1100，1101改进而来，再经过Bor-4,B-5实验机的验证，最后得以实施。
  
    1988年11月15日莫斯科时间清晨6时，前苏联的暴风雪号航天飞机从拜科努尔航天中心首次发射升空，47分钟后进入远适距地面250千米的圆形轨道。它绕地球飞行两圈，在太空遨游3小时后，按预定计划于9时25分安全返航，准确降落在离发射地点12千米外的混凝土跑道上，成功地完成了首次无人驾驶自动近地和着陆的试验飞行。
  
  
    暴风雪号航天飞机大小与普通大型客机相差无几，外形同美国航天飞机极其相仿，机翼呈三角形。机长36米，高16米，翼展24米，机身直径5.6米，起飞重量105吨，返回后着陆重量为82吨。它有一个长18.3米，直径4.7米的大型货舱，能将30吨货物送上近地轨道，将20吨货物运回地面。头部有一容积70立方米的乘员座舱，可乘10人。科学家们认为，这次完全靠地面控制中心遥控机上的电脑系统，在无人驾驶的条件下自动返航并准确降落在狭长跑道上，其难度林比1981年美国航天飞机有人驾驶试飞大得多。首先，暴风雪号的主发动机不是装在航天飞机尾部，而是安装在能源号火箭上，这样就大大减轻了航天飞机的入轨重量，同时腾出位置安装小型机动飞行发动机和减速制动伞。其次，暴风雪号着陆时，可用尾部的小型发动机做有动力的机动飞行，安全准确地降落在狭长跑道上，万一着陆失败，还可以将航天飞机升起来进行第二次着陆，从而提高了可靠性。而美国航天飞机靠无动力滑翔着陆只能一次成功。第三，暴风雪号能象普通飞机那样借助副翼，操纵舵和空气制动器来控制在大气层内滑行，还准备有减速制动伞，在降落滑跑过程中当速度减慢到50千米/小时自动弹出，使航天飞机在较短距离内停下来。暴风雪号首航成功，标志着前苏联航天活动跨入一个新的阶段，为建立更加完善的天地往返运输系统辅平了道路。原计划一年后进行载人飞行，但由于机上系统的安全可靠尚未得到充分保证，加之其后政治和经济等方面的原因，载入飞行的时间便推迟了。