航天飛機(jī)的三個(gè)常見問題

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2003年2月1日哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)失事以后,美國(guó)的其他3架航天飛機(jī)也停飛了。在這期間,“國(guó)際空間站”與地面之間的運(yùn)輸任務(wù)由俄羅斯的宇宙飛船完成。那么,載人飛船和航天飛機(jī)區(qū)別是什么?航天飛機(jī)與普通飛機(jī)有哪些不同?美國(guó)航天飛機(jī)與蘇聯(lián)航天飛機(jī)一樣嗎?

1.載人飛船和航天飛機(jī)的區(qū)別

在載人航天器中,載人飛船和航天飛機(jī)主要負(fù)責(zé)“跑”運(yùn)輸,它們或在太空自由翱翔,或來(lái)往于地面和空間站之間,運(yùn)送航天員和貨物。目前正在建造的“國(guó)際空間站”就是用它們作為運(yùn)輸工具,接送了一批又一批航天員、各種艙段和儀器設(shè)備以及補(bǔ)給用品。所以這倆 “兄弟”又稱為天地往返運(yùn)輸器,即相當(dāng)于太空交通車,可以說它們是載人航天的大動(dòng)脈。

然而,載人飛船和航天飛機(jī)兩者最顯著的不同就是前者無(wú)“翅膀”,后者有“翅膀”,因而它們?cè)诠δ苌嫌泻艽蟛煌饔星铩?/p>

由于載人飛船沒有機(jī)翼,因而無(wú)升力或升力很小,只能以彈道式或半彈道式方法返回。其結(jié)果是氣動(dòng)力過載和落地誤差都較大,返回時(shí)采用在海面濺落或在荒原上徑直著陸的方式。這種著陸方式不僅對(duì)航天員的要求很高,需要長(zhǎng)期訓(xùn)練才行,對(duì)航天員生命安全也有一定危險(xiǎn)。它也使飛船為一次性使用載人航天器。

不過,從另一方面講,正是由于沒有“翅膀”,所以飛船的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,無(wú)需復(fù)雜的空氣動(dòng)力控制面,也沒有著陸機(jī)構(gòu)及相關(guān)裝置,從而可靠性和安全性較高。例如,蘇聯(lián)/俄羅斯自1971年聯(lián)盟11號(hào)返回失事以后,歷經(jīng)聯(lián)盟、聯(lián)盟T、聯(lián)盟TM和聯(lián)盟TMA 4代,至今已使用了30多年,約80艘飛船上過天,從未出現(xiàn)過災(zāi)難性事故。

有很大機(jī)翼的航天飛機(jī)在再入大氣層時(shí)可獲得足夠的升力,控制升力的大小和方向就能調(diào)節(jié)縱向距離和橫向距離,使航天飛機(jī)準(zhǔn)確地降落在跑道上,能部分重復(fù)使用。它的過載也小得多,即從起飛到返回地面的整個(gè)過程中,加速和減速都很緩慢,大大降低了對(duì)航天員的身體要求,可把稍加訓(xùn)練的科學(xué)家、工程師、醫(yī)生和教師等送上太空。

但是,航天飛機(jī)外型極其復(fù)雜,而且要攜帶可重復(fù)使用的發(fā)動(dòng)機(jī),所以載人飛船無(wú)論在技術(shù)上和成本方面都比航天飛機(jī)簡(jiǎn)單和小得多,容易突破載人航天的基本技術(shù),并且很適于長(zhǎng)期?吭诳臻g站上用作救生艇。若用昂貴的航天飛機(jī)作救生艇長(zhǎng)期停留在空間站上,使用效率太低,還大大增加空間站姿態(tài)控制和保持軌道高度方面的費(fèi)用。

然而,航天飛機(jī)可以運(yùn)送7人外加將近30噸的貨物到近地軌道上去,既能獨(dú)自飛行10~20多天,又可滿足大型空間站的需求。在這方面載人飛船只能俯首稱臣,因?yàn)樗疃嗄苓\(yùn)送3人外加幾百千克的貨物在太空獨(dú)自飛行數(shù)天到10天左右,為中小型空間站提供服務(wù),若僅用它作為大型空間站的運(yùn)輸工具則顯得力不從心。在美國(guó)航天飛機(jī)停飛階段,“國(guó)際空間站”的建造也隨之停止了,因?yàn)轱w船不能運(yùn)送空間站的大型部件。

2003年發(fā)生了一件有意思的事。美國(guó)航宇局要求研制一種名叫“軌道空間飛機(jī)”的載人航天器,它能將至少4名乘員送往“國(guó)際空間站”。但美國(guó)航宇局既沒有規(guī)定該運(yùn)輸器是有翼的還是無(wú)翼的,是水平著陸的還是垂直著陸的,也沒有規(guī)定是一次性使用的還是多次使用的。所以,有的專家認(rèn)為它目前不應(yīng)該叫“軌道空間飛機(jī)”,宜改名為“軌道空間飛行器”。

2.航天飛機(jī)與普通飛機(jī)的不同

由于目前的航天飛機(jī)是垂直起飛、水平著陸的,所以它在發(fā)射時(shí)與普通飛機(jī)完全不同,而在返回時(shí)則基本類似,但一般要借助降落傘減速。雖然航天飛機(jī)在外形和返回的方式上與一般的航空飛機(jī)很相似,但它們之間有許多不同,前者要復(fù)雜得多。例如,它在大氣層外飛行,使用火箭發(fā)動(dòng)機(jī),所以氧化劑也要自身攜帶;航天飛機(jī)返回時(shí)要再入大氣層,因而防熱技術(shù)非常復(fù)雜……

鏈接:航天飛機(jī)是第一次把航天與航空技術(shù)高度有機(jī)結(jié)合起來(lái)的創(chuàng)舉。它由起飛到入軌的上升階段運(yùn)用了火箭垂直起飛技術(shù);在太空軌道飛行段運(yùn)用了航天器技術(shù);在再入大氣層的滑翔飛行和水平著陸段運(yùn)用了航空飛機(jī)技術(shù)。
本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/chuzhong/874044.html

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