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航天技术

删除6字节2019年1月1日 (二) 10:26
/* 四、高速直升机技术 */
== '''航空航天''' ==
'''航空指飞行器在地球大气层内的航行活动,航天指飞行器在大气层外宇宙空间的航行活动。航空航天大大改变了交通运输的结构。'''
[[File: 航空航天1.jpg | frame | 火箭发射 ]]
=== '''重大贡献''' ===
航空航天的发展虽然与军事应用密切相关,但更为重要的是人类在这个领域所取得的巨大进展,对国民经济的众多部门和社会生活的许多方面都产生了重大影响,改变了世界的面貌。
*航空航天为科学研究的发展作出了重要贡献。在很长时间内,人类对自然界的认识全部来自在地球表面进行的生产活动和科学研究。航空技术为人类提供了从空中观察自然界的条件。气球是最早进行对地观测、大气探测的空中运载工具。飞机可以在上万米的高空对地球进行大面积观测。航天揭开了从太空观测、研究地球和整个宇宙的新时代。人造地球卫星刚一上天就发现了地球辐射带。接着,各种科学卫星和空间探测器发现了地球磁层、 地冕、 太阳风,基本上了解了它们的结构及其相互影响,测量了太阳系大多数行星的大气参数、表面结构和化学成分;在宇宙中发现了大量的X射线,γ射线和红外天体,发现了极高能量的粒子以及可能是"黑洞"的天体。载人航天实现了人在太空的天文观测,并且送人登上了月球,进行实地考察。通过航天活动获得的有关地球空间、行星际空间、太阳系和遥远宇宙天体的极其丰富的信息,大大更新了人类对于地球空间、太阳系和整个宇宙的认识,推动了天文学、空间物理学、高能物理学、生物学的发展,形成了一些新的学科分支。装有各种遥感器的航天器已经成为观测和监视地球物理环境的有效工具。卫星气象观测、卫星海洋观测、卫星资源勘测等新技术推动了气象学、海洋学、水文学、地质学、地理学、测绘学的发展,产生了卫星气象学、卫星海洋学、卫星测绘学等一系列新的学科分支。载人航天器为人类创造了一个具有众多特殊环境条件(极高真空、微重力、超低温、强太阳辐射)的天然实验室,可借以开展物理、化学、生物、医学、新材料、新工艺等综合研究工作。例如,在微重力条件下,可以研制和生产高纯度大单晶、超纯度金属和超导合金以及特种生物药品等。
=== '''国外''' ===
据澎湃新闻9月16日报道,2016年8月26日,美国《航空周刊与空间技术》选出了下一任美国总统必须关注的九大航空航天技术领域,指出美国在这9个领域的技术必须领先于各个竞争者,并确保航空飞行仍是经济上可承受且又能获利的,工业界能继续赢得出口并创造工作岗位。那么,这9个航空航天技术领域分别是什么呢?
====='''一、高超声速(Hypersonics)'''=====
无论是在商业领域还是战争领域,任何有关有人和无人系统一起无缝工作的愿景,都需要可以与其他海量用户安全、保密和高效分享频谱的网络。但是频谱是有限且宝贵的资源,而且美国的竞争对手们也可竞争并利用。因此,美国认为需要开发诸如激光通信或太赫兹等新频谱的技术,以及能够动态地分享空中波谱的技术。
*美军正在实施多个与连通性相关的科研项目,其重点是在对抗环境下实现组网通信及高速通信。以美国国防部国防高级研究计划局(DARPA)的"100G"项目为例,它旨在利用对毫米波信号的高阶调制和空间复用实现100吉比特每秒的传输速率。
====='''四是推进四、推进(Propulsion)'''=====
对涡轮发动机技术持续的投资已使美国保持对竞争对手们的领先,新的高燃料效率商用涡扇发动机正在投入使用,而军用的通用自适应循环发动机正在发展之中。但是,民用发动机还需要更高的效率。军用动力装置也需要更好的经济可承受性和更强的能力。发动机为飞机赋能,但是它的技术发展需要数十年,因此要保持投资。
*美国已实施了两个国家级推进技术计划。第一个是1987年启动的"综合高性能涡轮发动机技术"(IHPTET)计划,其目标是将推重比提升一倍,其成果支撑了F-22战斗机的F119和F-35战斗机的F135发动机。第二个是2005年启动的"通用经济可承受先进涡轮发动机"(VAATE)计划,计划将发动机的经济可承受性提高10倍,将大型涡扇/涡喷发动机的推重比提高100%,燃料消耗降低25%,发动机的发展、采购和寿命周期维护费用降低60%,并计划在2019年完成。
*现在,美国国防部正在制定第三个国家级推进技术计划--"支撑经济可承受及任务能力的先进涡轮发动机技术"(ATTAM)计划,该计划的制定工作由美国空军研究实验室(AFRL)牵头,已进行了一年时间,将首次包括彻底集成动力与热管理系统的内容,最早将在2017年启动。
 
====='''五、高效率(Efficiency)'''=====
为了降低油耗或排放,航空运输领域对提升效率的要求不会减少,对发动机而言将是"没有最好,只有更好"。美国航空航天局(NASA)会继续投入资金,与工业界一起发展可使美国保持领先的X飞机。
====='''七、定向能(Directed Energy)'''=====
精确制导武器曾在冷战时期赋予美国抵消苏联数量优势的能力,并使美军能够在反恐战争中实施外科手术式的打击。但是,它们已变成了普遍事物。现在,在美国看来,其潜在对手不仅数量庞大,而且装备精良。美国需要定向能武器的精确性和近乎无限的"储弹量",这种武器正在走出实验室,进行作战评估和早期部署。
====='''八是可复用性八、可复用性(Reusability)'''=====
美国的经济和安全高度依赖用于通信、导航与授时、监视、广播、气象预报、资源监测的卫星,但建造并发射航天器仍是漫长且昂贵的过程,并且在轨的卫星也是潜在的脆弱资产。美国必须推动相关技术的发展,实现以快速响应、完全可复用性的方式日常化地进入空间。
*DARPA正在通过"实验性太空飞机"(XS-1)项目发展可重复使用助推飞行器,目标是验证可重复使用助推飞行器能够在10天内完成10次飞行,同时将一个重900磅(约400千克)的试验载荷送入轨道。DARPA还期望未来可以通过换装更大型的一次性上面级来发射3000磅左右(约1400千克左右)的轨道载荷,并将这种载荷的单次发射成本控制在500万美元(包括可重复使用助推飞行器和一次性上面级的费用)。
 ====='''九是颠覆九、颠覆(Disruption''')=====
在美国人看来,人类虽不能预测未来,但可以为未来做好准备。颠覆性技术和服务是一个威胁,对于现存的行业如航空是如此,对于固定的用户们和规则制定方(如联邦航空局和国防部)也是如此。如果美国的航空航天能力要继续茁壮成长,就必须在企业和政府的官僚体系之间建立桥梁。
=== '''国内''' ===
[[File : 航空航天2.jpg | frame | 火箭 ]]
*最新进展中,值得关注的有西科斯基、贝尔直升机公司以及极光公司的三个方案。
====='''五、伪卫星技术'''=====伪卫星技术可以使对位置测算的精确度更高,负责实时接收GPS信号并测出伪距误差,把误差数据提供给本地用户,用户则以此更正自己测得的伪距,使计算出的位置精度更高。
*目前的方案包括英国"西风"太阳能无人机,巡航高度为7万英尺(21336米),续航时间可达3月,可携带有效载荷5公斤。据说英国国防部已经订购了两架,计划2016年首飞。
*美国的"秃鹰"太阳能无人机概念方案中,无人机能携带1000磅、5千瓦的载荷,最长可以在空中连续工作5年,但由于技术难度太大,项目已经终止。
 
====='''六、空基发射航天器技术'''=====
1990年代,轨道科学公司就改装了洛克希德公司(现洛克希德·马丁公司)研制的三发动机宽体喷气式客机L-1011,来发射"飞马座"火箭,其近地轨道运载能力443kg,成功发射过几十次。
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