西安航空职业技术学院精品课程第一章 航空航天发展概况

第1章 航空航天发展概况 1．1  航空航天的基本概念    人类为了扩大社会生产，必然要开拓新的活动空间。从陆地到海洋，从海洋到大气层，再到宇宙空间就是这样一个人类逐渐扩展活动范围的过程。航空航天是人类拓展大气层和宇宙空间的产物。经过近百年来的快速发展，航空航天已经成为21世纪最活跃和最有影响的科学技术领域，该领域取得的重大成就标志着人类文明的高度发展，也表征着一个国家科学技术的先进水平。    1．1．1  航  空    航空是指载人或不载人的飞行器在地球大气层中的航行活动。航空必须具备空气介质和克服航空器自身重力的升力，大部分航空器还要有产生相对于空气运动所需的推力。    翱翔天空是人类很久以来的梦想，但直到18世纪后期热气球在欧洲成功升空，这一愿望才得以实现。20世纪初期飞机的出现，开创了现代航空的新篇章。空气动力学是航空技术的科学基础，航空技术的每一项成就都离不开空气动力学的进展。    航空按其使用方向有军用航空和民用航空之分。    军用航空泛指用于军事目的的一切航空活动，主要包括作战、侦察、运输、警戒、训练和联络救生等。在现代高技术战争中，夺取制空权是取得战争胜利的重要手段，也是军用航空的主要活动。军用航空活动主要由军用飞机来完成，军用飞机可分为作战飞机和作战支援飞机两大类。典型的作战飞机有战斗机(又称歼击机)、攻击机(又称强击机)、战斗轰炸机、反潜机、战术和战略轰炸机等。作战支援飞机包括军用运输机、预警指挥机、电子战飞机、空中加油机、侦察机、通讯联络机和军用教练机等。除固定翼飞机外，直升机在对地攻击、侦察、运输、通信联络、搜索救援以及反潜等方面也发挥着巨大的作用，已成为现代军队，特别是陆军的重要武器装备。    民用航空泛指利用各类航空器为国民经济服务的非军事性飞行活动。根据不同的飞行目的，民用航空分为商业航空和通用航空两大类。商业航空指在国内和国际航线上的商业性客、货(邮)运输；这类运输服务主要由国内和国际干线客机、货机或客货两用机以及国内支线运输机完成。通用航空指用于公务、工业、农林牧副渔业、地质勘探、遥感遥测、公安、气象、环保、救护、通勤、体育和观光游览等方面的飞行活动；通用飞机主要有公务机、农业机、林业机、轻型多用途飞机、巡逻救护机、体育运动机和私人飞机等。直升机在近海石油勘探、海陆紧急救援、短途交通运输和空中起吊作业中也发挥着独特的作用。    1．1．2  航  天    航天是指载人或不载人的航天器在地球大气层之外的航行活动，又称空间飞行或宇宙航行。航天的实现必须使航天器克服或摆脱地球的引力，如想飞出太阳系，还要摆脱太阳引力。从地球表面发射的飞行器，环绕地球，脱离地球和飞出太阳系所需要的最小速度，分别称为第一、第二和第三宇宙速度，是航天所需的三个特征速度。我国著名科学家钱学森认为人类飞行活动可以分为三个阶段，即航空、航天和航宇。他认为航空是在大气层中活动，航天是飞出地球大气层在太阳系内活动，而航宇则是飞出太阳系到广袤无垠的宇宙中去航行。    遨游宇宙是人类在征服自然的过程中产生的愿望。20世纪40年代初期，大型液体火箭的成功发射奠定了现代航天技术的基础。约二十年后，苏联航天员加加林乘“东方”1号飞船进入太空，人类终于实现了遨游太空的伟大理想。火箭推进技术是航天技术的核心。    航天实际上也有军用和民用之分，但世界各国在宣传自己的航天工业时都主要强调其商业或民用潜力。    占领和控制近地宇宙空间已经成为西方军事大国争夺军事优势的新焦点。在美国、俄罗斯等国已发射的航天器中，具有军事用途的超过70％。用于军事目的的航天器可分为三类：军用卫星系统、反卫星系统和军事载人航天系统。军用卫星主要分通讯卫星、气象卫星和侦察(间谍)卫星三种。反卫星系统包括反卫星卫星、定向能武器和动能武器。激光武器、粒子束武器和射频武器等属于定向能武器；动能导弹、电磁炮和电热弹等属于动能武器的范畴。军事载人航天系统分为空间站、飞船和航天飞机、空天飞机等，空间站可用作空间侦察与监视平台、空间武器试验基地、天基国家指挥所、未来天军作战基地等。20世纪80年代美国提出的所谓“星球大战”计划就是以永久性载人空间站为空间基地而部署的。    航天的民用潜力也是非常巨大的。空间物理探测、空间天文探测、卫星气象观测、卫星海洋观测、卫星广播通讯、卫星导航、遥感考古、太空旅游和地外生命探索等都是航天的重要应用领域；微重力环境下完成的各种化学、物理和生物实验成果是航天为人类文明与进步所做的直接贡献。    1．1．3  航空与航天的联系     航天不同于航空，航天器是在极高的真空宇宙空间以类似于自然天体的运动规律飞行。但航天器的发射和回收都要经过大气层，这就使航空航天之间产生了必然的联系。尤其是水平降落的航天飞机和研究中的水平起降的空天飞机，它们的起飞和着陆过程和飞机非常相似，兼有航空与航天的特点。航空航天一词，既蕴藏了进行航空航天活动必需的科学，又包含了研制航空航天飞行器所涉及的各种技术。从科学技术的角度看，航空与航天之间是紧密联系的。    航空航天技术是高度综合的现代科学技术。力学、热力学和材料学是航空航天的科学基础；电子技术、自动控制技术、计算机技术、喷气推进技术和制造工艺技术对航空航天的进步发挥了重要作用；医学、真空技术和低温技术的发展促进了航天的发展。上述科学技术在航空和航天的应用中相互交叉和渗透，产生了一些新的学科，使航空和航天科学技术形成了完整的体系。    航空航天的发展都与其军事应用密切相关，人类在该领域取得的巨大进展也对国民经济和社会生活都产生了重大影响，甚至改变了世界的面貌。航空航天科学技术已成为牵动其他高新技术发展的动力之一，航空航天工业仍然是国民经济建设和发展中的阳光产业，航空航天产品是附加值很高的高新技术产品。    1．2  飞行器的分类、构成与功用    在地球大气层内、外飞行的器械称为飞行器。按照飞行器的飞行环境和工作方式的不同，可以把飞行器分为三类：航空器、航天器、火箭和导弹。在大气层内飞行的飞行器称为航空器，航空器靠空气的静浮力或靠与空气相对运动产生的空气动力升空飞行。主要在大气层外空间飞行的飞行器称为航天器，航天器在运载火箭的推动下获得必要的速度进入大气层外空间，然后在引力作用下完成类似于天体的轨道运动。火箭是以火箭发动机为动力而升空，可以在大气层内或大气层外飞行的飞行器；导弹是一种飞行武器，弹体带有战斗部，依靠制导系统控制其飞行轨迹。从动力装置和飞行范围看，火箭和大部分导弹更接近于航天器，所以本章后面的部分内容把火箭和导弹归属于航天的范畴。 图1-1航空器分类 1．2．1  航空器    任何航空器要升到空中，都必须产生一个能克服自身重力的向上的力，这个力叫做升力。航空器要在空中长时间自由的飞行还必须具备动力装置产生推力或拉力来克服前进的阻力。根据产生升力的基本原理不同，航空器分为轻于同体积空气的航空器和重于同体积空气的航空器两大类。前者靠空气的静浮力升空，又称浮空器；后者靠与空气相对运动产生升力升空。按照不同的构造特点，航空器还可进一步细分，如图1—1所示。 1．轻于空气的航空器    轻于空气的航空器包括气球和飞艇，它们是早期出现的航空器。    气球一般无推进装置，主体为气囊，气囊下面通常有吊篮或吊舱。按照气囊内所充气体的种类．气球可分为热气球、氢气球和氦气球等，如图1—2所示为用于进行科学考察的热气球。按气球升空后有无系留装置可分为自由气球和系留气球两类。气囊——般用浸胶织物或塑料薄膜等柔性材料制造而成．必须具有足够的强度和气密性。气囊的功用是充装密度比空气小的气体，使气球在空气中产：生浮力而升空。气囊下面的吊篮或吊舱一般由轻质材料制成．用于放置仪器设备或乘坐人员。气球可用于气象、空间和地面探测、通讯中继、体育或休闲运动等领域，也可用于军事侦察和监视。       图1-2 热气球                                 图1-3飞 艇 飞艇安装有推进装置，可控制飞行，根据结构形式的不同。飞艇可分为软式、硬式和半硬式三种。  飞艇一般由艇体、尾面、吊舱和推进装置等部分组成。艇体的外形呈流线型以减小航行时的阻力，内部充以密度比空气小的氢气或氦气，以产生浮力使飞艇升空。软式和半硬式飞艇的艇体形状靠气囊内的气体压力维持。飞艇的尾面包括安定面和操纵面，用来控制和保持飞艇的航向、俯仰和稳定。吊舱位于艇体的下方，通常采用骨架蒙皮式结构。用于人员乘坐、装载货物或压舱物、安装仪表设备和发动机等。飞艇的推进装置一般由发动机、减速器和螺旋桨构成。通过改变艇体内的气体量、抛掉压舱物、利用艇体和尾面的升力，或者改变推力或拉力的方向均可控制飞艇上升和下降。飞艇曾经广泛用于海上巡逻、反潜、远程轰炸和兵力空运。随着飞机的出现，飞艇的功用转变为商业运输。在现代广告业发挥着重要作用。如图1—3所示为我国“浮空四号”充氦飞艇。 2．重于空气的航空器    重于空气的航空器靠自身与空气相对运动产生的空气动力升空飞行。常见的这类航空器主要包括固定翼和旋转翼两类，另外还有像鸟飞行一样的扑翼航空器和新近出现的倾转旋翼航空器。    (1)固定翼航空器    固定翼航空器包括飞机和滑翔机。    飞机是指由动力装置产生前进推力或拉力，由固定机翼产生升力，在大气层内飞行的重于空气的航空器。飞机由机体结构和功能系统组成。按飞机的发动机不同，又有喷气飞机和螺旋桨飞机之分。    飞机机体结构通常包括机翼、机身、尾翼和起落架，如果发动机不安装在机身内，那么发动机短舱也属于机体结构的一部分。如图1—4所示为螺旋桨飞机的主要部件。机翼是飞机产生升力的部件，机翼后缘有可操纵的活动面，外面的叫做副翼，用于控制飞机的横向运动；靠近机身的称为襟翼，用于增加起飞着陆时的升力。机翼内部通常装有油箱，机翼下面可外挂副油箱或各种武器，部分飞机的起落架和发动机也安装在机翼下。机身用来装载人员、货物、设备、燃料和武器等，也是飞机其他结构部件的安装基础。尾翼是平衡、安定和操纵飞机飞行姿态的部件，通常包括垂直尾翼和水平尾翼两部分，方向舵位于垂直尾翼后部，用于控制飞机的航向运动；升降舵位于水平尾翼后部或全动式水平尾翼，用于控制飞机的俯仰运动。起落架由支柱、缓冲器、刹车装置、机轮和收放机构组成，用于飞机停放、滑行、起飞和着陆滑跑。 飞机的功能系统一般包括动力装置、燃油系统、操纵系统、液压冷气系统、人机环境工程系统、电气系统、通讯导航与敌我识别系统、军械和火力控制系统等。飞机动力装置的核心是发动机，用于产生飞机前进的动力，以此克服飞机与空气相对运动时产生的阻力，现代飞机一般采用喷气发动机或活塞发动机。       滑翔机是指没有动力装置的重于空气的固定翼航空器。滑翔机可由飞机拖曳起飞，也可用汽车等其他装置牵引起飞。动力滑翔机装有小型辅助发动机，不需外力牵引就可以自行起飞，但滑翔时必须关闭动力装置。无风情况下，滑翔机在下滑飞行中依靠自身重力的分量获得前进动力，这种损失高度的无动力下滑飞行称为滑翔；如存在上升气流，滑翔机就可以实现平飞或升高，称为翱翔，滑翔和翱翔是滑翔机的基本飞行方式。现代滑翔机主要用于体育运动。滑翔机一般由狭长的机翼、光滑细长的机身及尾翼组成，如图1—5所示为一架用于竞赛或表演的滑翔机。           1-      螺旋桨；2-副翼；3-水平安定面；5-垂直安定面；6-方向舵； 7-升降舵；8-襟翼；9-起落架；10-动力装置；11-起落架；12-机身 图1-4飞机的主要部件                             图1-5 滑翔机 (2)旋翼航空器    旋翼航空器包括直升机与旋翼机。      直升机是指以航空发动机驱动旋翼旋转作为升力和推进力来源，能在大气中垂直起落及悬停并能进行前飞、后飞、侧飞和定点回旋等可控飞行的重于空气的航空器。直升机由机身、起落架、动力装置、旋翼系统、操纵系统和其他机载设备组成。机身与飞机机身类似，用于装载人员、货物、武器和设备等。轻型直升机一般采用滑橇式起落架，多数直升机采用轮式起落架。    直升机动力装置一般采用涡轮轴发动机或活塞发动机，用于驱动旋翼旋转，以产生升力与控制直升机飞行姿态的分力。按照旋翼反作用扭矩的平衡方式，直升机可分为四种形式：单旋翼带尾桨式直升机、双旋翼共轴式直升机、双旋翼纵列式直升机和双旋翼横列式直升机。图1—6为我国制造的单旋翼带尾桨式直升机——直9。直升机的应用几乎已经遍及军用和民用各个领域，武装直升机已经成为现代战场上的“坦克杀手”。但与飞机比较，直升机速度慢、航程短、使用成本高。 旋翼机是一种利用前飞时的相对气流吹动旋翼自转以产生升力的旋翼航空器，全称自转旋翼机。旋翼机和直升机在外形上有些相似，但它的旋翼不是由动力装置驱动，而是前进时在空气动力作用下像风车那样白行旋转，产生升力。旋翼机无须安装尾桨，如图1—?所示。旋翼机的前进动力由动力装置直接提供，它不能垂直上升，也不能悬停，必须像飞机一样滑跑加速才能起飞。旋翼机结构较简单，一般用于风景区游览或体育活动。      图1-6 直九直升机                            图1-7 旋翼机    (3)扑翼机    扑翼机是指机翼能像鸟和昆虫翅膀那样上下扑动的重于空气的航空器，又称振翼机。扑动的机翼既产生升力，又产生向前的推进力。但是扑翼产生升力和推进力的机理十分复杂，其空气动力规律至今尚未被人们完全掌握。到现在为止．有实用价值的扑翼机还处于研制阶段。在已有的扑翼机设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 中，有的形如蝙蝠，具有薄膜似的扑动翼面；有的装有带缝隙和活门的扑动翼，类似于鸟的翅膀。扑翼机方案是微型航空器的一种可选布局形式。    (4)倾转旋翼机    倾转旋翼机是一种同时具有旋翼和固定翼，并在机翼两侧翼梢处各装有一套可在水平与垂直位置之间转动的旋翼倾转系统组件的飞机。旋翼倾转系统处于垂直位置时，倾转旋翼机相当于横列式直升机，可垂直起降，并能完成直升机的其他飞行动作；旋翼倾转系统处于水平位置时，则相当于固定翼螺旋桨飞机。所以有人把这种飞机称为“直升飞机”。现在世界上唯一有实用价值的倾转旋翼机为美国贝尔公司研制的V—22，如图1—8所示。倾转旋翼机不需要跑道就可以起飞，已经受到广泛的关注，相信它将成为一种重要的军民用运输工具。图1—8  V—22“鱼鹰”倾转旋翼机。 图1-8 V-22“鱼鹰”倾转旋翼机    1．2．2  航天器    航天器是指在地球大气层以外的宇宙空间，基本按照天体力学的规律运动的各类飞行器，又称空间飞行器。与自然天体不同的是，航天器可以在人的控制下改变其运行轨道或回收。航天器为了完成航天任务，还必须具备发射场、运载器、航天测控和数据采集系统、用户台站以   及回收设施的配合。航天器分为无人航天器和载人航天器。根据是否环绕地球运行，无人航天器分为人造地球卫星和空间探测器。按照各自的用途和结构形式，航天器还可进一步细分，如图1—9所示。 图1-9 航天器分类    1．无人航天器    无人航天器包括人造地球卫星和空间探测器。    (1)人造地球卫星    人造地球卫星是数量最多的航天器。人造地球卫星一般由有效载荷和平台组成，有效载荷是指卫星上用于直接实现卫星的应用目的或科研任务的仪器设备，平台则是为保证有效载荷正常工作而为其服务的所有保障系统。卫星的有效载荷可以根据卫星的任务变化加以更换，平台一般保持不变。 按照卫星的用途，可分为科学卫星、应用卫星和技术试验卫星。科学卫星用于科学探测和研究，主要包括空间物理探测卫星和天文卫星等。直接为国民经济、军事和文化教育服务的人造地球卫星称为应用卫星，主要有通信及广播卫星、气象卫星，测地卫星、地球资源卫星、导航卫星和侦察卫星等，还有专门军事用途的截击卫星，部分卫星还具有多种功能。技术试验卫星是对航天领域中的各种新原理、新技术、新系统、新设备以及新材料等进行在轨试验的卫星。多数情况下，科学卫星也兼有技术试验功能，如我国于1981年9月20日用一箭三星技术发射成功的“实践”2号甲卫星，就是一颗空间物理探测兼新技术试验卫星，如图1—10所示。 图1-10 “实践”2号甲卫星 (2)空间探测器  空间探测器是指对月球和月球以远的天体和空间进行探测的无人探测器，也称深空探测 器。探测器的基本构造与一般人造地球卫星差不多，不同的是探测器携带有用于观测体的 各种先进观测仪器。    一般空间探测器的主要目的是了解太阳的起源、演变和现状；通过对太阳系内各主要行星的比较，进一步认识地球环境的形成和演变；了解太阳系的变化历史以及探索生命的起源和演变。专门用于对月球进行探测的叫做月球探测器，其他统称为行星和行星际探测器。    月球是人类进行空间探测的首选目标，世界上多个发达国家向月球发射了探测器，并进行了月球实地考察。如图1—11所示为苏联的“月球'16探测器，1970年9月12～24日，该探测器降落月球表面，完成月球土壤自动取样后成功返回地球。在行星和行星际探测方面，一些欧洲国家以及美国、苏联和日本等国发射了多个探测器，对火星、金星、哈雷彗星、土星、木星、太阳及其星际之间进行了探测。 图1-11 “月球”16探测器    2.载人航天器    载人航天器是人类在太空进行各种探测、试验、研究、军事和生产活动所乘坐的航天器，与 无人航天器的主要不同是载人航天器具有生命保障系统。目前的载人航天器主要分载人飞船、空间站和航天飞机三大类。    （1）载人飞船    载人飞船是载乘航天员的航天器，又称宇宙飞船。按照运行方式的不同，目前已发射成功的载人飞船分为卫星式载人飞船和登月载人飞船两类，前者载人绕低地球轨道飞行，后者载运登月航天员。苏联（俄罗斯）和美国成功实现了多次载人飞行和登月计划。在21世纪，人类还渴望实现登上火星的载人飞行。美国的“阿波罗”计划是人类第一次登上月球的伟大工程，如图1-12所示为该计划中使用的载人飞船。我国于2003年10月15 日成功发射了第一艘载人飞船——“神州5号”。飞船绕地球运行14圈后，于10月16日安全着陆。航天员杨利伟成为第一名飞入太空的中国人。“神舟”5号飞船由轨道舱、返回舱和推进舱组成。轨道舱是航天员生活和工作；返回舱是飞船的指挥控制中心，航天员乘坐它升空和返回地面；推进舱为飞船的飞行和返回提供能源和动力。载人飞船的附加用途是为空间站接送航天员或运送货物。   图1-12 载人飞船 (2)空间站  空间站是航天员在太空轨道上生活和工作的基地，又称轨道站或航天站。空间站模块化设计，分段送人轨道组装。空间站发射时不载人，也不载人返回地面，航天员运送由飞船或航天飞机完成。空间站的功能可以根据任务要求而变更或扩大，弥补了航天器功能单一的不足。如图1—13所示为苏联的“礼炮”6号空间站的结构示意图。    国际空间站是人类历史上最庞大的航天工程，共有16个国家参与研制和运行。国结构复杂、规模大，由航天员居住舱、实验舱、服务舱、对接过渡舱和太阳能电池等部件组成。图1—13  “礼炮”6号空间站结构示意图。 图1-13 “礼炮”6号空间站结构示意图 (3)航天飞机    航天飞机是世界上第一种也是目前惟一种可重复使用的航天运载器，还是一种多用途载人航天器。20世纪70～80年代，美国、苏联、法国和日本等国先后开展了航天飞机研制计划，但只有美国的航天飞机投入使用。航天飞机由一个轨道器、两个固体火箭助推器和一个大型外挂贮箱组成，可以把质量达23000kg的有效载荷送人低地球轨道。航天飞机提供了在空间进行短期科学实验的手段，有许多国家的航天员参加了航天飞机的飞行。 1．2．3  火箭和导弹      火箭和导弹是一类特殊的飞行器，它们在大气层内和大气层外均可飞行，但一般都只能使用一次。 1．火  箭   火箭是靠火箭发动机提供推进力的飞行器。火箭发动机自身携带全部推进剂，不依赖空气或其他工作介质产生推力。根据使用的能源不同，火箭可分为化学火箭、核火箭和电火箭。化学火箭又分为固体火箭、液体火箭和混合火箭。火箭按照用途可分为无控火箭、探空火箭和运载火箭。火箭的基本组成部分有推进系统、箭体结构和有效载荷。 推进系统是火箭飞行的动力源；箭体结构的作用是装载火箭的所有部件，使之成为一个整体；有效载荷是火箭所要运送的物体，军用火箭的有效载荷是战斗部，科学研究火箭的有效载荷是各种仪器，运载火箭的有效载荷则是各种航天器。如图1-14所示为我国的“长征”2号E运载火箭成功发射澳大利亚的澳普图斯-B1卫星。 图1-14“长征”2号E运载火箭  2.导弹 导弹是一种飞行武器，它依靠制导系统来控制其飞行轨迹，目的是把高爆弹头或核弹头送到打击目标附近引爆，并摧毁目标。导弹的种类繁多，分类 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 各异。根据作战使命可分为战略导弹和战术导弹，按照发射点和目标的相对位置，导弹可分为地地导弹、地空导弹、空空导弹和空地导弹四类，其中地地导弹的内涵比较丰富，包括了从地面，地下、水面和水下发射的导弹，攻击目标也有地面，水面和水下之分。根据弹道特征还可分为弹道导弹和巡航导弹，根据弹道特征导弹还可分为弹道导弹和巡航导弹，如图1—15所示为我国的“鹰击”2号(C—802)反舰巡航导弹。一般把射程超过8000km的导弹称为洲际导弹。 图1-15“鹰击”2号反舰导弹    导弹通常由战斗部、弹体结构、动力装置和制导系统组成。战斗部又叫弹头，是用于毁伤目标的专用装置；弹体是把导弹各部件连接起来的支承结构；动力装置是导弹飞行的动力源．制导系统用于控制导弹的飞行方向、姿态、高度和速度，引导导弹或弹头准确的飞向目标。 1.3航空航天发展概况 自古以来，人类看到天空中飞翔的鸟儿，就会幻想自己也能飞上广袤的天空自由飞翔。受当时科学技术发展的制约，人类飞向天空的愿望无法实现，于是就把这种理想寄托在神化和传说。古代的中国、希腊、罗马、埃及和印度等国家都创造了许多关于飞行的美妙神化故事，至今仍在流传。在我国流传极广的牛郎织女、嫦娥奔月等就是这些故事中的代表。 18世纪的产业革命推动了科学技术的发展，为人类实现飞行奠定了基础。20世纪初期开始，航空航天进入了飞速的发展时期．已经取得了非常辉煌的成就。    1．3．1  航空器发展概况    1.风筝、气球和飞艇    中国的风筝是航空器的始祖。风筝又称纸鸢，在中国大约有2 000年的历史，相传最早的风筝出自楚汉相争时的韩信之手，并有两种传说。唐代的传说是：当韩信把项羽围困在和垓下后，就做了一个很大的纸鸢，让身材轻巧的张良坐在其上，高唱楚歌，以瓦解楚军军心；宋代的传说是：韩信利用风筝测量距离，想用地道战法攻进未央宫去。不过风筝载着张良飞上天去，在当时的技术水平较低的条件下，未必能实现。风筝传到西方后，它的滑翔原理成了飞机空气动力学方面最有价值的飞行机理之一。    几千年来，我国劳动人民在实现飞行这一美好愿望的努力中有过许多重要的创造。在风筝出现之前，春秋战国时期的墨子和公输般曾制造过能飞的木鸟，又称木鸢。五代时期出现孔明灯，又叫松脂灯，被看成是现代热气球的雏形。东晋时代创造了名为“竹蜻蜓”的玩具，其飞行原理和今天的直升机非常类似。   在国外．人们对飞行也在不断进行尝试。在中世纪的欧洲，曾经有人企图用羽毛制成翅膀飞行，这种模仿鸟的飞行活动一直持续到17世纪。文艺复兴时期，意大利艺术家和科学家达·芬奇科学地研究了飞行问题，把对鸟飞行的长期研究结果写成了《论鸟的飞行》一书。后人根据此书和他的一些别的手稿，公认他为航空科学的先知。17世纪后期，意大利另一位科学家研究了人类肌肉与飞行的关系，指出人类肌肉的力量还不足以像鸟那样振动翅脯作长时间的有效飞行，这个结论宣告像鸟一样的扑翼飞行的失败。不过人类付出的这些努力为最终实现飞行积累了宝贵的知识和经验。    经过长期的探索，人们终于依靠比空气轻的航空器迈出了成功升空飞行的坚实的第一步。18世纪中期，工业革命使轻而结实的纺纱品成为可制造气球的优质材料。1783年6月5日。法国的蒙哥尔费兄弟用麻布制成的热气球完成了成功的升空表演。他们在气球开口处烧草和羊毛发烟，烟充满气球并使其球内的   空气受热，热空气的密度小于气球外的冷空气，从而达到气球升空的目的，如图1-16示。后来人们制造出氢气气球，取得了最早的热气球升空效果。 图1-16最早的热气球    蒙氏兄弟的热气球升空引起了当时许多科学家的重视。1783年11月21日，两个法国人 乘坐蒙哥尔费气球，在1 000m高的空中，飞行了12 km，完成了人类首次乘坐航空器飞行的伟大壮举。1783年12月1日，两名法国人乘坐氢气球，在巴黎升空进行了自由飞行。1887年8月22日，天津武备学堂教师华蘅芳制造的中国第一个氢气球在天津升空。 但最初的气球是一种没有操纵装置的航空器，只能随风漂流，使用很不方便。1852年，法国人H.吉法尔在气球上安装了一台功率为约2 237 W的蒸汽机；用来带动一个三叶螺旋桨，使其成为第一个可以操纵的气球，这就是最早的飞艇，如图1—17所示。同年9月24日，他驾驶这艘飞艇从巴黎飞到特拉普斯，航程28 km，完成飞艇历史上的首次载人飞行。 图1-17第一艘飞艇 1899年，德国人F．von齐伯林设计并制造了第一艘硬式飞艇。这艘飞艇采用汽油为燃料的内燃机为动力，带动螺旋桨推动飞艇前进，大大提高了飞艇的飞行速度。它具有圆柱形的艇身，长128 m，直径11.58m，内充氢气；艇下有两个吊舱，可乘5人。t900年7月2日，该艇在德国首飞成功，在300 m高度飞行了15km。齐伯林飞艇很快成为具有实用价 值的航空器，在民用运输以及轰炸、巡逻和侦察等军事用途方面发挥作用。1899年，华侨谢缵泰在香港设计完成的“中国号”电动飞艇的详细图纸资料，为中国最早的飞艇设计。  2．飞  机    气球和飞艇的成功，为人类创造飞机积累了丰富经验。人们逐渐意识到，要使飞机能够成功飞行，必须解决它的升力、动力和稳定操纵问题。    19世纪初，英国人G．凯利首先提出利用固定机翼产生升力和利用不同的翼面控制并推进飞机的设计概念。为验证该理论的有效性，他于1849年制造了第一架滑翔机，并进行了试飞。   关于飞机的动力和稳定操纵问题，当时存在两种观点。有人主张先解决飞机的动力问题，因为那时蒸汽机的效率不高，难以实现飞机的动力飞行；另外一些人主张先解决飞机的稳定操纵问题，试图先通过滑翔机获得这方面的知识，然后在滑翔机上安装发动机。    1883年，效率较高的汽油内燃机问世，为飞机的动力飞行提供了条件。支持上述前一种观点的美国科学家S．P．兰利设计了内燃机为动力的飞机，但试飞均告失败，原因是没有解决飞机的稳定操纵问题。支持另一种观点的德国人O．李林达尔与他的弟弟合作，于1891年制成一架滑翔机，成功地飞过了30 m的距离，后来他们又制造成多架单翼和双翼滑翔机；不幸的是，在5年后的一次飞行试验中，李林达尔因滑翔机失事牺牲。 19世纪末，美国人莱特兄弟潜心钻研李林达尔的著作和他的实践经验，采取先利用滑翔   机获得飞机稳定操纵的知识，再安装发动机实现飞机的动力飞行。他们通过风洞试验，纠正了前人的一些错误。仅在1903年，哥俩就制作了200多个不同形状的机翼模型，进行了上千次的风洞试验。通过大量的试验，他们发现了增加升力的原理，认识到飞机的平衡、上升和转弯可通过偏转舵面来实现，还发现了保持飞机横侧稳定的方法，从而基本解决了飞机的操纵稳定问题，奠定了飞机飞行原理的理论基础。    1900—1903年，莱特兄弟制造了3架滑翔机，进行了近千次滑行飞行。他们在第三架滑翔机的基础上，安装了一台内燃机，带动两副二叶推进式螺旋桨。这架飞机被命名为“飞行者”1号，如图1-18所示。1903年12月17日，弟弟奥维尔.莱特，如图1—19(右)，驾驶“飞行者”1号进行了试飞，当天共飞行了4次，其中最长一次在接近1 min的时间里飞行了260m 的距离。这是人类历史上第一次持续而有控制的动力飞行，莱特兄弟的名字从此永远同飞机联系在一起。 图1-18“飞行者”1号飞机 图1-19  1909年6月，威尔泊·莱特（左）和奥威尔·莱特兄弟在美国俄亥俄州代顿的家门口合影    到1909年，美国、法国和英国都先后建立了飞机制造公司，随后俄国也有了飞机制   造厂。1909年9月21日，26岁的美国华侨冯如经历几次失败后，终于驾驶自己设计的飞机在美国旧金山奥克兰试飞成功。两年后他返华报效祖国，不幸于1912年8月25日在广州燕塘进行的一次飞行表演中壮烈牺牲。 莱特兄弟发明飞机之后，飞机不断发展。1909年7月25日，法国人L．布莱里奥驾驶自己设计的一架单翼飞机飞越了英吉利海峡，从法国飞到了英国。1910年3月28日，法国入H．法布尔又成功地把飞机的使用范围从陆地扩大到水面，试飞成功世界上第一架水上飞机。1913年，俄国人I．西科斯基成功地研制了装4台发动机的大型飞机，并于同年8月2日首飞成功。短短几年间，飞机的性能有了很大提高。到1913年，飞行速度已达200 km／h，续航时间超过13 h，飞行高度达到6 500m。     1911年10月23日，也就是在意大利和土耳其之间为争夺奥斯曼帝国的北部非洲省份爆发战争还不到一个月的时候，意大利人C．皮亚扎上尉驾驶布莱里奥Xl型飞机，从利比亚沙漠边缘飞往迪黎波里与阿齐齐亚之间的土耳其军队上空侦察了一小时，拉开了飞机参战的序幕。当年11月1日，意军G．加沃蒂少尉驾驶“鸽”式飞机飞往土军阵地，投下了4枚2 kg重的手榴弹，开创了用飞机轰炸杀伤敌军的历史。    第一次世界大战开始后，1914年10月5日，法国和德国飞行员发生了有史以来第一次真正的空战，法军飞行员用机枪将一架德军侦察机击落。不过这时还没有专用的作战飞机，空战 首先是双方飞行员用手枪射击，随后是步枪和机关枪。空战中，攻击敌机的最有利位置是绕到其后方咬住其尾部射击。但由于在飞机头部装有高速旋转的螺旋桨，在机身上安装机枪射击敌机是非常困难的。一位法国飞机设计师在木制螺旋桨叶片表面包敷上金属片，安装在机身上的机枪射击时，虽然有10％的子弹打到桨叶上的金属片而被弹偏，但仍有大量子弹穿过桨叶射向敌机，这个设计使法国飞机在对德国飞机的空战中占据了优势。    1915年，一架法国飞机被德军俘获。当时为德军服务的荷兰飞机设计师A.福克在法国飞机基础上，很快设计了一种机枪射击协调器。这种装置可以使子弹从旋转的螺旋桨叶片间射击而不打在叶片上。最先安装这种装置的德国“福克”单翼飞机在战争中获得很大成功。    随着射击协调器的发明，产生了专门用于空战的驱逐机，也就是现代歼击机的前身。随后又出现了专用的轰炸机和强击机。    第一次世界大战中，飞机作为一种新式武器系统得到了充分肯定和广泛应用，并奠定了现代立体作战的基础。飞机在大战中也得到了很大的发展，除驱逐机、轰炸机、强击机和侦察机外，还出现了舰载飞机。战争期间生产飞机超过18万架，全世界飞机工厂达到200个，配套发动机制造厂80家，初步形成了具有—‘定规模的航空产业。这期间的飞机结构一般为钢管焊接骨架加布或木制蒙皮，布局形式大多为双翼机。同战前相比，飞机性能和发动机功率都有较大提高。    第一次世界大战后，军用飞机的发展骤然停止，大量军机被闲置，发展民用航空的时机到 来了。民用航空是从空邮开始的。随后在1919年2月5日，德国开通世界上第一条定期客运航线，每天在柏林和魏玛之间运送旅客；同年，英国和法国相继建立了国际定期航线，早期的航空运输网基本形成。1919年6月25日，德国推出的一种全金属下单翼民航飞机容克斯F—13 首飞成功，可载4名乘客和2名空勤人员。1919年12月4日。英国研制的由双发轰炸机改型的旅客机HP．W．8首飞成功，该机的生产型HP．W．8b能载12名旅客。    美国在第一次世界大战期间，军用飞机的生产落后于欧洲。但战后在民用航空方面后来居上，先后推出了一批具有一定舒适性的旅客机．如波音公司的波音247，道格拉斯公司的DC -1、DC-2、DC-3和DC-4等。其中DC-3可载客36人，航程2420km,速度290km/h，于1939年出厂，是当时产量最大，最具代表性的民用飞机，如图1—20所示。这时，自动驾驶仪和无线电技术也开始在远程民用运输机上使用。 图1-20 DC-3旅客机     第一次世界大战后到第二次世界大战爆发这段时期，军用飞机产量减少，民用飞机得到发展，航空科学技术也取得了很大进步。航空活塞发动机的性能迅速改善，发动机功率和功率重量比都成倍提高，耗油率明显下降，寿命大大增长，螺旋桨效率和螺旋桨技术都有较大进步。在飞机构型方面，逐渐从双翼向单翼过渡。双翼主要出于增大机翼面积和结构强度方面的考虑，但在增大升力的同时，阻力也在增大，随着发动机技术和材料技术的进步，单翼布局飞机逐步取代双翼飞机。早期飞机的起落架都是固定的，在飞行中产生很大的气动阻力，随着飞机液压和冷气系统的进步，实现了飞机起落架可以在飞行时收起，起飞着陆时放下，使飞机飞行速度大大提高。第二次世界大战前，飞机最大速度达到500 km／h，升限达7 000 m，航程3 000km以上，轰炸机载弹量超过2 000 kg。     第二次世界大战使航空科学技术和航空工业提升了一个大台阶。战争中，飞机在夺取制空权、实施战略轰炸、战场攻击、侦察和空运等方面发挥了巨大作用，飞机生产量远超过第一次世界大战的水平。到战争后期，美国、苏联、德国和英国的飞机年产量总和超过20万架，整个战争期间各国生产的飞机总数约100万架。     飞机的种类也越来越多，参战的战斗机有防空歼击机、制空战斗机、护航战斗机和舰载战斗机等；轰炸机除轻、中和重型轰炸机外，还有专门的鱼雷轰炸机；攻击机也有陆基和舰载之分。此外，还出现了反潜机、侦察机、通信联络机和各种类型的运输机。 第二次世界大战中，有许多著名的飞机问世。战斗机有英国的“飓风”和“喷火”、德国的  Me—109、美国的P—47和如图1—21所示的P—51、苏联的拉—5和雅克—9、日本的“零”式飞机等。轰炸机有苏联的伊尔—4、图—2，英国的“兰开斯特”．德国的容克Ju—88、Ju—87，美国的B—17、B—25和B—29等。其中B—29是当时载弹量最大、航程最远的重型轰炸机，可载弹4000kg，航程5300 km，最大速度600 km／h，如图l—22所示，B—29于1945年8月6日和9日，分别向日本的广岛和长崎投放了原子弹。 图1-21 P-51“野马”战斗机 图1-22 B—29“超级空中堡垒”轰炸机    第二次世界大战后期，以活塞式发动机为动力的螺旋桨飞机的最大速度达到了780 km／h，几乎达到了这种飞机的速度极限，通过提高螺旋桨转速来增大飞行速度已经非常困难，喷气发动机在这种情况下便应运而生。    早在20世纪30年代初期，喷气发动机的发明专利就已经被注册。1939年8月27日，德国试飞成功世界上第一架装有涡轮喷气发动机的He—178飞机，1941年5月15日，英国研制的涡轮喷气式飞机E．28／39首飞成功。但喷气技术均处于早期阶段，还不成熟，所以喷气飞机在二战中的作用并不明显。    1945年二战即将结束时，美国的F—80喷气式战斗机开始交付使用，最大速度达935km／h。随后不久苏联也研制成功雅克—15和米格—9喷气战斗机。这些飞机都是直机翼布局。到1950年，美国和苏联利用从德国缴获酌后掠翼飞机资料，分别研制出第一种后掠翼战斗机F—86和米格—15，使飞机的速度突破了1 000km／h。    20世纪40～50年代是喷气式飞机迅速发展的年代。随着高速空气动力学理论和飞机设计技术的进步，1947年10月14日，美国X—1研究机，如图1—23所示，首次突破了“声障”。随后出现了第一代超声速战斗机，其中的典型型号有美国的F—100和苏联的米格—19，如图1—24所示。这期间，出现了一批高亚声速的喷气式客机、运输机和轰炸机。代表机型有美国波音公司的波音—707客机、B—47和B—52轰炸机，苏联的图—16轰炸机等。几年后，一批两倍声速的战斗机相继出现，它们后来被称为第二代战斗机，其中最著名的飞机有苏联的米格—21和美国的F—104，如图l—25所示。 图1-23  飞行中的X-1 研究机 图1-24  米格-19战斗机 图1-25  F-104战斗机    随着飞机飞行速度的提高，飞机与空气的摩擦热成了考验飞机结构的重大问题。材料技术的发展克服了这一问题，在20世纪60年代，出现了克服“热障”的、飞行速度超过3倍音速的战斗机和侦察机，它们是苏联的米格—25战斗机和美国的SR—71高空侦察机，如图1-26 所示。这两种飞机成了迄今为止飞得最快的固定翼航空器。在这期间，美国出现了第一种实用的变后掠战斗轰炸机F—111；英国还出现了第一种实用的垂直起降飞机，即“鹞”式战斗机，如图1—27所示。苏联的雅克—38垂直起落舰载战斗机也在这一时期研制成功。与此1-26同时， 各种高亚声速干线客机成为国内和国际航线上的主力飞机。 图1-26保持飞机飞行速度 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 SR-71高空高速间谍飞机 图1-27  能垂直起降的“鹞”式战斗机    20世纪70年代开始，随着主动控制技术和推重比8一级的涡轮风扇发动机的应用，出现了具备高机动性的第三代战斗机，如美国的F—15、F—16、F—18战斗机，苏联的米格—29，苏-27战斗机等。如图1—28所示的波音—747这样的大型宽机身民用客机开始成为国际航线上的主力。目前世界上仅有的两种超声速运输机，如图1—29所示的苏联的图—144和英法合作研制的“协和号”飞机也在这期间投入运营。 图1-28 波音-747大型客机 图1-29  图-144超音速运输机    隐身飞机出现于20世纪80年代，第一个实用型号是美国的F—117战斗轰炸机。随着隐身技术的成熟，美国的如图1—·30所示的B—2隐身轰炸机和F—22隐身战斗机在20世纪90年代研制成功。伴随着推重比10一级的涡扇发动机和先进综合航空电子系统的应用，使具有隐身能力、超声速巡航、过失速机动和超视距攻击能力的F—22战斗机成为现在惟一的第四代战斗机。 图1-30  B-2隐身轰炸机    喷气式战斗机(我国习惯称歼击机)的更新换代代表了航空技术的发展历程。以米格—15、F—100和米格—19为代表的第一代战斗机，主要特征为高亚声速或低超声速、后掠翼、装涡喷发动机、带航炮和空空火箭，后期装备第一代空空导弹和机载雷达。第二代战斗机于20世纪60年代装备部队，代表机型有F—4、米格—21和幻影III等，采用小展弦比薄机翼和带加力的涡喷发动机，飞行速度达到2倍声速，用第二代空空导弹取代了空空火箭和第一代空空导弹，配装有晶体管雷达的火控系统。20世纪?o年代中期出现了以F—15、F—16、米格—29、苏—27和幻影—2000等为代表机型的第三代战斗机，它们一般采用边条翼、前缘襟翼、翼身融合等先进气动布局以及电传操纵和主动控制技术，装涡轮风扇发动机，具有高的亚声速机动性，配备多管速射航炮和先进的中距和近距格斗导弹，一般装有脉冲多普勒雷达和全天候火控系统，具有多目标跟踪和攻击能力，平视显示器和多功能显示器为主要的座舱仪表。第三代战斗机在突出中、低空机动性的同时，可靠性、维修性和战斗生存性得到很大改善。作为第四代战斗机的代表，F—22是洛克希德·马丁公司研制的空中优势战斗机，它以F—15、 F—16和F—117为基础，综合使用了隐身、航电、材料、发动机和气动设计方面的最新技术成果发展而成，是一种全面先进的战术战斗机。    在飞机的发展进程中，还出现了一些特种用途飞机，如空中预警机、反潜机、电子干扰机、   侦察机和空中加油机等。 空中预警机装有远距离搜索雷达和相应的数据处理和通信设备，用于搜索、监视空中和海上目标，是战斗机的支援飞机，主要有美国的E—3和俄罗斯的A—50等型号。1975年首飞的E—3由波音707飞机改装而成，机身上装有一个直径9 m的盘状雷达天线罩。在伊尔—76飞机上改装而成的A—50空中预警机在20世纪80年代初研制成功。    反潜任务可由舰载反潜机和直升机完成，陆基的反潜机也发挥重要作用。美国的P—3，   英国的“猎迷”、俄罗斯的伊尔—38和日本的P—2J都是广泛使用的陆基巡逻反潜机。    通过专门的电子干扰设备对敌方雷达和通信设备进行干扰的军用飞机称为电子干扰机或   电子战飞机。电子战飞机有“有源”和“无源”干扰，“软”和“硬”杀伤之分。    专门用于搜集敌方军事情报的飞机称为侦察机，按任务不同，分为战略侦察机和战术侦察   机；根据有无人驾驶，还可分为有人侦察机或无人侦察机。    空中加油机是可以在空中为其他飞机进行加油的飞机，通常由大型运输机改装而成。如   图1—31所示，空中加油机有两种加油方式，一种为插头锥管式，这种加油机可同时给2架或3   架飞机加油；另一种是伸缩管式，一次只能给1架飞机加油，但加油速度较快。   图1-31 空中加油及加油方式    3．直升机    中国古代的“竹蜻蜓”玩具，体现了现代直升机的基本原理。从设计概念来说，15世纪意   大利艺术家达·芬奇的画是世界上最早的直升机设计方案图。20世纪初，直升机的发展进入   了探索时期。直升机升空后要实现可控的稳定飞行，首先必须解决旋翼旋转引起的反扭矩问   题。因此早期的直升机多数采用多旋翼方案，今天的共轴双桨直升机也出现在这一时期的设   计方案中，这些早期方案中另一个存活下来的是纵列双旋翼式直升机。    俄国人6．尤利耶夫另辟蹊径。他提出用尾桨来平衡反扭矩的方案，并于1911年制造出   了验证机，同年他还发明了可使旋翼桨距发生周期性变化的自动倾斜器。这种单旋翼加尾桨   布局的直升机成为现在最流行的形式，占世界直升机总数的95％以上。由于当时发动机效率 不高，旋翼和控制技术过于原始，所以虽然有某些直升机试验机实现了短距离的飞行，但离实用还有较大差距。不过这些探索对直升机的成功积累了宝贵的经验。    第一架可正常操纵的载人直升机是德国的Fa—61，1936年6月26日试飞成功。到20世纪30年代末，法国、美国和苏联都有直升机试飞成功，并迅速达到实用的程度。    涡轮轴发动机、复合材料桨叶和新型桨毂的应用，使直升机在20世纪后半叶在军事和国民经济领域发挥了重要作用。    半个世纪以来，直升机的发展也经历了四代。20世纪60年代前出现的直升机为第一代，典型代表有苏联的米—4和美国的贝尔—47，最大速度200 km／h，噪声水平高。第二代直升机出现于20世纪70年代中期前，有苏联的米—8、法国的“超黄蜂”等，最大速度250 km／h，噪声有所下降。第三代直升机的典型机型有法国的“海豚”、美国的“黑鹰”和“阿帕奇”等，出现在20世纪90年代前，最大飞行速度达到300 km／h，噪声进一步得到控制。此后出现了第四代直升机，飞行速度超过300km／h，噪声得到了较好控制，典型型号有北约组织的NH—90，美国已停止研制的“科曼奇”隐身武装直升机也应属于第四代。    1．3．2  航天器发展概况    运载火箭是航天器发展的基础。    19世纪末到20世纪初，涌现出许多富于探索精神的航天先驱者。俄国的K．齐奥尔科夫斯基首次阐述了利用多级火箭克服地球引力实现宇宙航行的构想，并提出了许多相关的理论。如今他的许多预见已经变成了现实。美国的兄戈达德建立了火箭运动的基本数学原理，并导出火箭脱离地球引力所需的7．9km／s的第一宇宙速度。他潜心研究液体火箭，成为液体火箭的创始人。出生于罗马尼亚的H．奥伯特，提出空间火箭点火的理论和脱离地球引力的方法，主持设计了火箭发动机，开创了欧洲火箭的先河。德国的W．von布劳恩领导研制成功V—2火箭。虽然V—2火箭在战争中的角色并不光彩，但它在技术上却使人类的飞天梦向前迈进了一大步，成为现代大型火箭的鼻祖，构筑了航天史上的重要里程碑。这些先驱们的工作为航天技术的发展奠定了坚实基础。     第二次世界大战结束以后，苏联和美国都通过仿制V—2火箭建立自己的火箭和导弹工业。一些有远见的政治家和科学家已经认识到，利用V—2的技术成果，一方面可以发展洲际导弹，建立军事威慑力量；另一方面可以发射人造地球卫星，有效地开展空间科学研究。    苏联的卫星研制和发射一直在政府支持下秘密地进行着。1946年，苏联成立了火箭科学研究所，到1948年，卫星运载工具的理论问题基本解决。1954年召开的地球物理学国际会议决定，1957年下半年到1958年底为国际地球物理年，建议有关国家在此期间发射人造地球卫星。从此，美苏两国都开始着手实施各自的卫星发射计划。    1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星从苏联的领土上成功发射，这颗卫星正常工作了3个月，在此期间人们可以从广播中听到它从太空发出的无线电信号。一个月后，苏联又宣称，载着一只小狗的第二颗人造地球卫星发射成功。     苏联的创举引起美国朝野的哗然，为摆脱落后局面，美国决定采用陆军的“轨道器计划”迅速把卫星送上天。1958年1月31日，用由布劳恩设计的“丘比特”C火箭把美国第一颗人造地球卫星“探险者”1号送进了太空。     继苏美之后，法国、日本、中国、英国、欧洲空间局和印度都用自己研制的火箭，成功发射了各自的人造地球卫星。      早期的人造地球卫星主要具有一种象征意义，没有实用价值。20世纪60年代中期人们开始重视开发具有经济和社会效益的应用卫星，人造地球卫星的发展从探索试验阶段进入实用阶段。通讯卫星是人类最先使用的应用卫星，至2002年12月，全世界已成功发射民用通讯卫星371颗，为人们的日常生活服务。另外，对地观测卫星在气象预报、自然灾害预警等方面发挥着重要作用。通过出租车上的GPS装置等形式，导航卫星的作用已经进入了普通民众的生活。    1958年起，人类就开始了空间探测活动。空间探测从地球的邻居月球开始，然后到太阳系的各个行星和卫星。早期进行空间探测的国家主要是苏联和美国。    从1958年开始的18年间，苏联和美国共向月球发射了81个探测器，成功了59个。苏联的探月过程为拍摄拍照、软着陆、钻孔取样、带回月球的土壤和岩石，并完成月球车在月球上的行驶。美国在对月球的探测中，先后执行了“徘徊者”、“勘探者”和“月球轨道环行器”计划，最后完成了“阿波罗”飞船载人登月的伟大创举。     对太阳系各行星的探测始于20世纪60年代初。苏联的探测器主要有“金星”号、“火星”和“探测器”号，“金星”号一共发射了16个，其中10个在金星软着陆；“火星”号发射了7个，其中3个绕火星飞行，4个飞越火星；“探测器”号共发射了8个，分别探测了金星、火星、月球和月地空间。美国的探测器比较多，主要有“先驱者”号、“水手”号、“海盗’’号、“旅行者’’号、“伽利略”号、“麦哲伦”号和“尤里西斯”号等，探测的范围也比苏联大，涉及金星、木星、水星、火星、土星、天王星、海王星和太阳等，其中“先驱者"10号和，1号于1986年6月飞过了冥王星的轨道，向太阳系外飞去。“先驱者”10号飞出太阳系后，美国科学家曾于2002年3月2日成功地同它进行了通讯联系，当时它离地球已有约1．19X10lokm。这是人类首次与飞出太阳系以外的飞行器实现讯信。1996年开始，美国、俄罗斯和欧洲空间局又开始了对火星的新一轮探测。  美国制定了“火星生命计划”，确定在1996—2005年之间，每隔26个月发射2个火星探测器，以揭晓火星上是否存在生命。1996年11月7日和同年12月4日发射的“火星探路者”探测器，是该计划的第一组探测器，它于1997年7月4日在火星的阿瑞斯谷地登陆，并用其携带的“索杰纳”火星车在火星上实地考察，获得很大成功。2003年是火星探测的热门年份，先后有3个火星探测器发射升空：6月2日欧洲航天局发射了“火星快车”；6月10日和7月8日，美国发射了“火星漫游者”A和B。它们是一对探测火星的“孪生兄弟”，分别携带“勇气”号和“机遇”号火星车，分别于2004年1月4日和25日成功降落到火星表面。    载人飞船和航天飞机是实现载人航天的工具。1961年4月12日，苏联航天员加加林乘坐如图1—32所示的“东方”1号载人飞船实现了轨道飞行，开辟了人类航天的新篇章。此前，苏联发射了5艘不载人试验飞船。到1970年，苏联完成了早期的载人环地球轨道飞行计划。共发射各种飞船16艘，把25名航天员送人地球轨道，还完成了太空行走、飞船对接和航天员移乘等复杂动作。1971年4月19日，苏联发射了第一个“礼炮”号空间站，1986年2月20日，苏联发射了第三代空间站，即“和平”号空间站。它是世界上第一个长期性、多功能的载人空间站。1999年8月28日起，俄罗斯接管的该空间站进入无人自动飞行状态。2001年3月23日，“和平”号完成历史使命，平安坠落在南太平洋预定海域。 图1-32 苏联“东方”1号载人飞船    加加林实现人类太空航行后，美国实施了“水星”和“双子星座”载人飞行计划。截至1966年，已经把24名航天员送上太空，也实现了太空行走和飞船对接。至今为止，载人航天最激动人心的篇章应是“阿波罗”登月，1969年7月20日，“阿波罗”11号飞船首次把两名航天员N．阿姆斯特朗和A．奥尔德林送上了月球表面。在他们之后，美国又进行6次载人月球飞行，共有12名航天员涉足月球表面。美国在1973年5月14日发射了试验性空间站“天空实验室”，与此同时开始研制可重复使用的航天飞机，作为天地往返运输系统与空间站配套。1981年4月12日，世界上第一架航天飞机“哥伦比亚”号试飞成功，随后成功研制了“挑战者”号、“发现”号、“亚特兰蒂斯”号和“奋进”号共5架航天飞机。如图1-33所示为像飞机一样水平着陆的航天飞机。1986年1月28日，“挑战者”号发射升空不久即爆炸，7名航天员全部罹难，这次悲剧致使航天飞机暂停飞行32月。2003年美国当地时间2月1日，载有7名航天员的“哥伦比亚”号航天飞机结束任务返回地球，在着陆前16分钟发生意外，航天飞机解体坠毁，机上航天员全部罹难。至此美国的5架航天飞机共进行了107次太空飞行。苏联也于1988年11月15日成功发射了“暴风雪”号航天飞机，由于政治和经济方面的原因，“暴风雪”号进行了3.5 h绕地球两周的不载人首航后，载人飞行计划被无限期搁置。 图1-33 美国“发现号”航天飞机着陆    截至2003年10月，美国、俄罗斯(包括苏联时期)和中国共进行过242次载人航天飞行，有954人次进入太空。航天员在太空飞行时间最长的记录，由俄罗斯的C．阿夫杰耶夫保持，他3次进入“和平”号空间站工作，累计747天。单次太空飞行持续时间最长的记录，则由俄罗斯航天员B．波利亚科夫保持，他于1994年1月8日至1995年3月22日，在“和平”号空间站上工作长达438天。 冷战结束后，美国和俄罗斯从各自的利益出发，同意在空间技术上合作，联合建立新型空间站，这就是“国际空间站”。已有美国、俄国、加拿大、日本、巴西及11个欧洲空间局成员国共个国家参与建设。它将是迄今规模最大的航天工程，也是世界上第一个国际合作建设的空间站。1998年11月20日，俄罗斯用“质子”号运载火箭发射了美国委托俄罗斯制造的“曙光”多功能货舱，揭开了国际空间站建设的序幕；随后又陆续发射了“团结”节点舱、“恒星”服务舱芝间站的部件和构件，它们在空间轨道上进行组装组合。国际空间站全部建成后总质量约400t，将有两个足球场大，其中供航天员生活和工作的空间，相当于两架波音747宽体客机旅客舱的容积。该站预定2007年建成，但由于资金、技术等原因，很可能被拖延。    1．3．3  火箭和导弹发展概况 中国是原始火箭的故乡。与现代火箭结构原理相同的原始火箭，最早出现在我国南宋时期，并一直沿用到清代。这种火箭用火药为燃烧剂，在密闭火药筒内燃烧，通过一个小孔将高温气流喷出，从而将火药的化学能有效地转变为动能，形成推力使火箭升空。 近代火箭和导弹是在第二次世界大战后期才出现的。1934年12月，在德国试验成功了A—2火箭，该火箭用酒精和液态氧为推进剂，质量270kg，射高1 950m。接下来的A—3火箭没有成功，修改设计后改名为“A-5"试验火箭，并于1939年试验成功，火箭推力达14．7kN，最大射程18km。A—5的成功给当时的德国军事当局打了一针强心剂，立即下令研制作战型A—4火箭，即著名的V—2弹道导弹。在W．yon布劳恩的精心组织下，V—2导弹于1942年10月3日首次试射成功。如图1—34所示为V—2导弹。V—2导弹质量13 000kg，射程320km，弹道高度达100km，携带1 000kg的战斗部。 图1-34 V-2导弹    第二次世界大战一结束，许多整装待发的V—2导弹和大量火箭科技人员都成了美国和苏联的战利晶。美苏两国在V—2导弹技术的基础上，迅速发展了各自的火箭武器，即地对地导弹。美国在1945年就研制成功用于大气探测的探空火箭，随后苏联也发射了他们的探空火箭。    在地地导弹的基础上，稍加改动就形成了可以发射各种军用卫星和科学探测、科学研究及科学实验航天器的运载火箭。运载火箭的发展可以分为三个阶段。初期阶段的运载火箭有前苏联的“东方”号、美国的“大力神”2型、中国的“长征”2号等，这些火箭主要用于低轨道航天器发射。随着航天技术的发展，各航天大国都发展了发射高地球轨道航天器的运载火箭，特点是采用三级火箭，典型代表有美国的“宇宙神—阿金纳”、欧洲的“阿丽亚娜”、苏联的“质子”号和我国的“长征”3号等。空间事业的发展需要把更大质量的航天器送人太空，捆绑技术的应用使火箭不仅能发射更大的有效载荷，而且走上了自己的独立发展阶段。这个阶段的典型运载火箭有日本的“H—Ⅱ”、欧洲的“阿丽亚娜”4型和“阿丽亚娜”5型、美国的航天飞机发射系统、苏联的“能源”号和我国的“长征”2号F等，这些火箭可以把质量更大的通讯卫星、载人飞船或航天飞机、空间站等有效载荷送人太空。从1970年4月24日发射我国第一颗人造地球卫星至2003年10月，“长征”运载火箭已形成4个系列，14种型号的太空发射家族，可满足高、中、低不同轨道要求的发射任务，其近地轨道的运载能力达到12 t，地球同步转移轨道的运载能力达到约51 kN。“长征”2号F的最大推力为5 880 kN，全长58．3 m，起飞质量419．8t，已把质量为7 790kg的我国第一艘载人飞船“神舟”5号成功地送上了太空。    火箭发动机的研究成果为弹道导弹的发展奠定了基础。弹道导弹发射后，除开始的一小段有动力飞行并对其弹道进行制导外，其余全部沿着只受地球重力作用的椭圆轨道飞行。弹道导弹的主要飞行段都在大气层外，最后再人大气层攻击目标。20世纪50年代初期，世界上兴起了一股弹道导弹的发展热潮，当时有部分人认为远程弹道导弹最终会代替战略轰炸机。美国和苏联都发展了不同型号的中、远程和洲际弹道导弹，这些导弹以液体火箭为主，远程和洲际弹道导弹使用多级火箭的形式，发射准备时间长，突防能力差，这些导弹被归为第一代弹道导弹。到20世纪60年代中期，出现了第二代战略弹道导弹，导弹的生存力和突防能力有了较大的提高，主要特点为采用井下发射与储存、用固体燃料、命中精度有所提高。此后十年间发展了第三代战略弹道导弹，这些导弹具有较强的突防能力，并采用分导式多弹头，精度进一步提高。20世纪70年代末期发展起来的第四代战略弹道导弹的多弹头数量增加到10个，有效载荷增加，命中精度较高。最先进的第五代战略弹道导弹的特点有小型化、机动化、高突防能力和高精度，发射方式主要为车载机动。    1955年9月，苏联成功从潜艇上发射了世界上第一枚潜射导弹，标志着一种隐蔽的战略弹道导弹发射方式正式诞生。陆基、空射和潜射战略导弹组成了传统的“三位一体”核战略。美国和俄罗斯拥有大量先进的潜射核导弹，英国和法国也具有这种能力。1982年10月12日，我国潜艇水下发射运载火箭获得成功，回收舱准确地溅落在预定海域。    能机动飞行的有翼战术导弹，如地空导弹、空空导弹等，是从20世纪50年代初期开始发展的。这类导弹的发展经历了三个阶段。第一代地空导弹主要是针对高空远程轰炸机的，一般比较笨重，精度较低，采用齐射方式打击目标；这个时期的空空导弹多为近距、中空、尾后攻击型，一般采用无线电制导。第二代地空导弹的制导方式增多，利用雷达、红外等多种制导方式，有效射程范围增大，具有一定的灵活性，精度有所提高；空空导弹主要为中距离拦截的全天候型。第三代地空导弹的特点是多用途、多层次防空，并具备较高的命中精度，多为单发攻击空空导弹则为远距拦射和高精度近距格斗型，并具备多目标攻击以及上射和下射能力。如图1-35所示为美国的AIM-9“响尾蛇”系列近距空空导弹。 图1-35 空空导弹（从上到下AIM-9B，AIM-9D，AUM-9L/M和AIM-9P 巡航导弹是一种类似飞机的飞行武器，又称航式导弹。这种导弹的动力装置一般不采用火箭发动机，而是用与飞机类似的喷气发动机。最早的航导弹是第二次世界大战期间德国研制的V—1导弹，战后的巡航导弹基本上都在V—1的基础上发展而来。从20世纪50年代开始，苏联发展了“冥河”、“沙道克’’等10多种舰载和机载巡航导弹，美国研制了“斗牛士”、“鲨蛇’’等多种巡航导弹。这些早期的巡航导弹弹体笨重、精度低、易被拦截、作战效果不如弹道导弹。20世纪70年代以后，随着小型涡轮风扇发动机、小型核弹头、精确制导技术的进步，巡航导弹的发展进入了一个新阶段，一批高性能的空射、潜射和陆基巡航导弹相继问世，使其成为在现在现代战争中的一种有效的进攻武器。1967年埃及用“冥河”巡航导弹击沉以色列“埃拉特”号驱逐舰；1982年马岛战争中，阿根廷用法国制造的“飞鱼”机载巡航导弹击沉英国“谢菲尔德”号导弹驱逐舰，使巡航导弹受到世界各国的广泛重视。在高技术战争中，巡航导弹和隐身飞机已经成为进攻方首先使用的武器装备。如图l—36所示为著名的美国“战斧”巡航导弹。巡航导弹正朝着   高超声速和隐身化的方向发展。 图1-36 AGM-109B“战斧”巡航导弹     1．3．4  航空航天在国防和经济建设中的地位与作用    航空航天技术的发展与军事应用联系紧密，相互促进。    航空武器装备是空军武器装备的重要组成部分。现代航空武器装备包括战斗机、战斗轰炸机、强击机、轰炸机、预警飞机、电子战飞机、军用运输机、军用无人机、武装直升机、空中加油类特种飞机和机载武器等。航空武器装备的作用是对敌空中力量进行空战，夺取和捍卫制空权；对敌人地面、海面军事目标进行攻击；执行侦察、通信和预警指挥任务，空中电子战任务以及各种战斗支援和保障任务。航空武器装备是空军战斗力的物质基础。    两次世界大战以及其间发生的局部战争，初步显示了空中力量对战争的重大影响。朝鲜战争是喷气式战斗机的第一次大规模作战使用，空战和空中打击在较大程度上影响了战争的进程和结局。越南战争后期，美军使用包括B—52在内的各种作战飞机对越南北方的政治、经济和军事目标进行了“地毯式”轰炸，给北越方面造成了巨大损失，实现了美国的所谓体面撤退。在1967年6月的第三次中东战争中，以色列空军在三小时内使埃及空军几乎全军覆没，同时还严重打击了叙利亚、约旦和伊拉克的空军目标，在短短的6天内就达成了其预定的战略目标。英阿马岛战争和1986年美国对利比亚实施的“外科手术式”空中打击，都进一步确立了空中力量在现代战争中的重要地位。    1991年的海湾战争是现代高技术局部战争的标志，空中战争的雏形在这次战争中第一次、 展现出来。在42天的战争中，以美国为首的联军对伊拉克的空中打击占了38天，基本上靠空中作战就达到了取胜的目的。    8年后的科索沃战争中，以美国为首的北约仍然选用了空中打击方案，历时79天的战争完全由空中力量进行，使得科索沃战争成为第一次真正意义上的空中战争。这次战争具有一些新特点，无人驾驶飞机被大规模使用，为提高空中打击效果发挥了积极的作用；准精确和精确制导武器占据了总投弹量的绝大部分。    “9．11”事件后，美国发动了针对阿富汗塔利班政府的反恐战争，依然是借助空中打击力量。这次战争中，无人驾驶飞机第一次向目标发射了武器，标志着无人航空作战平台的概念已经进入了实战阶段。2003年对伊拉克的战争，美国还是以隐身战斗机和远程巡航导弹轰炸巴格达郊区的军事和政治目标拉开战争的序幕。     现代高技术局部战争中，随着战争目标朝着政治化方向发展，空中力量对战争进程和结局的影响越来越大。未来的战争势必围绕空中打击来进行，谁拥有更强大的空军，谁将在未来战争中取得主动权。    卫星侦察具有面积大、速度快、可定期或连续监视一个地区、不受国界和地理条件限制等优点，已成为当今作战指挥系统和战略武器系统的重要组成部分。军用通信卫星、军用导航卫星、军用测地卫星和军用气象卫星都可直接应用于军事。由侦察卫星、军用通信卫星、军用导航卫星以及空中预警和指挥飞机构成的系统，是国家现代防务系统的神经中枢。只需在普通炸弹上安装一个卫星制导装置，利用全球卫星定位系统(GPS)就能极大地改善常规炸弹的轰炸精度。其他航天器可作为太空武器平台，在未来的制天权争夺中发挥作用。        航空航天领域取得的巨大成就，已对国民经济的众多部门产生了重大影响。    航空的发展大大改变了交通运输的结构。空中运输为人们提供了一种快速、方便、安全和舒适的旅行手段，国际航班已经取代了远洋客轮，成为人们洲际往来的主要工具，密切了世界各国的联系和交往。国内航线的航空运输在发达国家和发达地区已经可以和铁路运输相抗衡，而且加快了发展中国家边远地区的开发与发展。通信卫星和大型客机被认为是现代社会的两个重要支柱。航空在工农业方面的应用也是有目共睹的，如飞机广泛用于空中摄影、大地测绘、地质勘探和资源调查，还可用于播种施肥、除草灭虫、森林防火和环境监测与保护等。       航天技术与其他科学技术相结合开创了许多新的商业途径，产生了巨大的经济和社会效益。最典型的 例子 48个音标大全附带例子子程序调用编程序例子方差分析的例子空间拓扑关系例子方差不存在的例子 是卫星通信，这种方式具有距离远、容量大、质量好、可靠性高和灵活机动的特点，已经成为现代通信的重要手段。20世纪80年代初，通信卫星就承担了一半多的国际电信业务和几乎全部的洲际电视传输业务。在我国，通信卫星使广播电视村村通工程得以实现，居住在偏远地区的人民听到了广播，看到了电视。卫星导航技术除军事用途外，利用其全天候、全球和高精度的优势，广泛地用于船舶导航、海洋调查、海上石油钻探、大地测绘和搜索驾救等民用领域。气象卫星提供的高精度气象预报，对预防台风、暴雨等自然灾害有着非常积极   的作用，有助于国民经济的健康发展。其他测地和海洋卫星已成为普查地球和海洋资源的最迅速、最有效和最经济的手段，还能协助监视自然灾害和环境污染等。       航空航天技术通过新技术、新产品、新材料、新工艺以及新的管理方式向国民经济的其他部门转移，带动相关产业的发展，产生十分可观的间接经济效益。       航空航天为科学研究的发展做出了重要贡献。航空技术为人类提供了从空中观察自然界的条件。航天揭开了从太空观测、研究地球和整个宇宙的新时代。通过航天活动获得的有关地球空间、行星际空间、太阳系和宇宙天体的丰富信息，更新了人类对地球、行星和宇宙的认识，推动了天文学、空间物理学、高能物理学和生物学的发展，形成了一些新的学科分支。空间实验室的特殊环境，可以被用于开展许多在地球上无法完成的物理、化学、生物、医学、新材料和新工艺等方面的综合研究工作。    航空航天产品是附加值很高的高新技术产品。就航空产品而言，美国F—16战斗机1 kg 质量的价格是1kg白银价格的20倍，相当了1kg黄金的25％，远高于船舶、汽车和计算机的单位价格。如果按美国B—2A战略轰炸机的价格来算，飞机空重50 oookg，单价20亿美元，折算单位价格为黄金的三倍。    航空航天产业已经成为部分发达国家经济的重要组成部分。在制造业中，航空航天业对美国的贸易平衡贡献最大，每年达到210亿美元的贸易顺差。美国航空工业是美国国防工业的核心，是世界上最强大的航空工业部门。一些发展中国家也开始重视航空航天工业的发展，把航空航天工业确定为优先发展的高技术产业。    1．4  我国的航空航天工业    中国是世界文明古国，中国的风筝和火箭是世界公认的最古老的飞行器。灿烂的中国古代文化与其他国家的古代文明一起，共同孕育了现代航空航天技术的萌芽。在近代中国的屈辱历史中，我国的工业化水平远落后于西方国家。新中国成立后，我国的航空航天工业开始快速发展。经过半个多世纪的努力，基本建成了我国的航空航天工业体系。航空航天工业在国防和经济建设中发挥着越来越重要的作用。“飞豹”战斗轰炸机和“神舟”号系列载人试验飞船的成功，标志着我国的航空航天工业进入了一个新的发展时期。    1．4．1  我国的航空工业    从1910年清政府开始筹办飞机修造厂到1949年，旧中国只有十多个设备相当简陋的航空工厂，修理、装配、设计和制造过少量飞机。当时所有原材料、机载成品和设备均依赖外国进口，根本没有自己独立的航空工业，更谈不上航空科研体系。    新中国成立以后，1951年4月17日，中央军委和政务院颁发了《关于航空工业建设的决定》，对新中国航空工业建设的任务、方针、组织领导等，做出明确规定。4月18日，中共中央决定在原重工业部设立航空工业局。经过50余年的建设，我国的航空工业从修理到制造，从仿制到自行研制，已经形成了具有相当规模和基础、配套齐全的航空科研设计、制造和试验的工业体系。航空工业已成为我国国民经济中技术密集、基础雄厚的新兴产业之一。    尽管总体上我国的航空工业与发达国家之间还存在较大差距，但50多年来，我国先后建立了飞机、发动机、航空电子、军械武器、仪表等专业设计研究机构，建立了空气动力、强度、自动控制、材料、工艺、试飞和计算技术等专业研究试验机构。我国航空科研的技术手段不断更新、试验设备日臻完善，已建成了一批技术先进的风洞试验设施、飞机全机静力试验室、发动机高空模拟试车台和飞行试验实时数据采集和处理系统等。    我国航空工业的产品主要有军用飞机、民用飞机、战术导弹、航空发动机、机载设备和以各种机动车为主的民用产品。    1. 军用飞机 新中国的舱空工业在抗美援朝战争中诞生。初期阶段主要承担修理军用飞机以保障战争需要的紧迫任务。到1952年底，修理各型飞机470多架，发动机2 600多台，有力地支援了抗美援朝的战争。    1953年开始的第一个五年计划期间，我国的航空工业在苏联的援助下进行建设。新中国第一架试制成功的飞机，就是仿制苏联的雅克—18飞机生产的初级教练机。该机命名为初教5，如图1—37所示，于1954年7月3日首飞成功，一个月后就开始批生产。初教5的构造特点为：构架式机身、矩形中翼加梯形外翼的机翼、1台装木质螺旋桨的活塞发动机、后三点式起落架。初教5飞机全部交付空军、海军和民航使用，为训练和培养我国早期飞行员做出了贡献。 图1-37 初教5型初级教练机    新中国自行设计并研制成功的第一架飞机是歼教1，如图1—38所示，于1958年7月26日首飞成功。后来由于空军训练计划的变动，该机没有投入成批生产。它的研制成功对培养我国第一代飞机设计人员，积累自行研制飞机的经验，具有重要意义。 图1-38 飞行中的歼教1型歼击教练机    我国自行设计制造并投入成批生产和大量装备部队的第一种飞机是初教6，如图1—39所示。该飞机性能比初教5有所提高，采用前三点式起落架以适应现代飞机的训练要求。初教6于1958年8月27日首飞成功，随后不久解决了改装国产发动机等问题，于1962年1月定型。 图1-39 初教6型初级教练机    我国第一架喷气式战斗机是歼5型飞机，这是一种高亚声速歼击机，用于国土防空和争夺前线制空权，兼有一定的近距对地攻击能力，装1台带加力燃烧室的离心式涡轮喷气发动机是当时世界上比较先进的战斗机。歼5飞机1956年7月19日首飞成功，同年交付部队正式服役。歼5飞机的研制成功和大量装备部队，使我国的航空工业和空军进入喷气时代，成为当时在世界范围内掌握喷气技术的少数国家。歼5有单座和双座两种型号，双座为同型教练机歼教5。如图1—40所示为我空军装备的歼5机群。 图1-40 歼5型战斗机群    歼6飞机是我国第一代超声速战斗机，最大平飞速度达到声速的1．4倍，机身头部进气，装两台发动机，采用大后掠角机翼和全动式水平尾翼，如图1—41所示。该机1958年12月17日首飞，后来大批装备我空、海军部队。通过歼6飞机的研制、交付和使用，中国的航空工业掌握了超声速战斗机的一整套制造技术和管理经验。歼6有单座系列型号和双座的歼教6。 图1-41 歼6型战斗机     在歼6飞机成批生产和装备部队后，我国的第二代超声速战斗机也研制成功，包括歼7和歼8系列。 歼7和歼都是高空高速歼击机，在飞行性能、飞行品质、救生系统武器系统、武器系统、机载电子设备和发动机方面都比歼6有明显的改进和提高。歼七飞机有许多改型，如歼7Ⅱ、歼7Ⅲ、歼7M、歼教7和歼7E等所有型号的最大飞行速度均超过2倍声速。其中歼7M为出口型，图1-42为“歼7M改”飞机及其所载武器；歼教7为同型高级教练机；歼7E在气动设计方面有较大改动，除装备空军部队外，还是我国“八一飞行表演队”的表演用机。    图1-42 歼7M改（F-7MG）型战斗机      歼8飞机是我国自行设计制造的战斗机，1969年7月5日首飞，1980年设计定型并开始交付空军使用。歼8的空气动力布局与歼7类似，但更突出高空、高速性能，装2台涡喷七甲发动机。歼8飞机有多个改进型号，其中歼8Ⅱ将机头进气改成两侧进气，在歼8基础上作了重大改进，使之具有当代歼击机特点，于1984年6月12日首次试飞，如图1—43所示。歼8Ⅱ飞机也有多个改进型号，其中歼8D具有空中受油能力，可用轰6轰炸机改装的空中加油机对其空中加油。歼8系列飞机的研制成功，标志着我国的军用航空工业进入了一个自行研究、自行设计和自行制造的新阶段。     在研制歼8的同时，我国还成功研制了歼12轻型战斗机，于1970年12月26日首次试飞。但该型没投入批生产和装备部队。相信不久的将来，我国的新型战斗机和新一代战斗机将翱翔蓝天。 图1-43 歼8Ⅱ型战斗机 轰5是我国白行改进设计的轻型轰炸机，1966年9月25日首飞成功，第二年正式批量生产，有轰5鱼雷型和特种武器试验机、轰侦5和轰教5等型号。轰6是我国研制的高亚声速中型轰炸机，如图1—44所示，1968年12月24日首飞，1969年交付部队，该机有多个改进型号，能执行常规轰炸、战略轰炸和防区外空中打击任务；轰6还成功改装为空中加油机，采用插头锥管式空中加油方式，可同时为2架歼8D战斗机空中加油。 图1-44轰6型轰炸机 水轰5飞机是我国自行研制的第一代水上轰炸机，见图1—45，于1976年4月3日首次水面起降试飞成功。“飞豹”是我国研制的新型歼击轰炸机。型号为歼轰?的“飞豹”于1988年12月14日首飞成功，主要执行对地和海面目标的攻击任务，同时具有较强的空中作战能力，该机在1998年的珠海国际航空航天博览会上引起巨大轰动，如图1—46所示。     图1-45 水轰5型水上轰炸机                 图1-46 歼轰7型战斗轰炸机 强5飞机是我国自行设计制造的强击 机，在我国军用飞机中首次采用锥形机头和 机身两侧进气方式，并在机身设计上使用了跨声速面积律。该机于1965年6月4日首飞成功。强5有多个改进型号，其中强5甲于1972执行空中甩投原子弹任务获得成功。如图1—47所示为首飞用的强5原型机。 图1-47 强5型强击机    枭龙／FC—1型轻型多用途战斗机是我国自行研制、巴基斯坦空军参与开发的新型测斗机，如图1—48所示，曾称超7战斗机，于 2003年8月25日首飞成功。该机具有突出的中低空和高亚声速机动作战能力，有较大的航程、续航时间和作战半径，以及优良的短距起降特性和较强的武器装载能力，达到了第三 代战斗机的综合作战效能。    图1-48枭龙/FC-1战斗机  K—8是中国和巴基斯坦联合研制的串列双座中级教练／轻型对地攻击机，如图1—侧所示，于1990年11月21日首飞成功。该机装1台涡轮风扇发动机，可用于全程中级飞行训练，外加部分初级和高级飞行训练，也能执行对地攻击任务。       我国还研制了多个型号的靶机和无人侦察机。50多年来，共设计军用飞机70多个型号，生产1万多架。飞机性能和作战能力逐步提高，实现了高机动性和全天候作战。这些飞机主要装备我国空军和海军部队，并全部实现了国产化。同时，发动机和机载成品附件的研制和生产也取得可喜成绩。我国航空工业还设计生产各种战术导弹1万多枚，包括近程地地、地空、空空、舰舰、岸舰导弹等。   图1-49 K-8 喷气教练/攻击机    2．民用飞机       运5飞机是新中国制造的第一架小型运输机，该机采用双翼布局，后三点式起落架，一台活塞发动机和一具四叶金属螺旋桨，最大载重1 500kg，具有使用维护方便，安全可靠和经州性好的特点。运5飞机于1957年12月10日首飞成功，4个月后定型投入成批生产，主要刷于农林作业、短途客运和航空体育运动。     “北京”1号是新中国自行研制的第一架轻型旅客机，由北京航空航天大学的前身北京航空学院的师生设计、生产，于1958年9月24日由著名飞行员潘国定驾驶首飞成功。该机装2台活塞式发动机，可载客8人，巡航速度270km／h，曾进行过46架次、30多飞行小时的试飞如图1—50所示为停放于北京航空馆的“北京”1号轻型旅客机。    1    我国还自行设计制造了小型多用途飞机运11和运12。运11于1975年12月30日首飞1977年设计定型。运12飞机1982年7月14日实现首飞，飞机有17个座位。1985年12月运12取得了中国民用航空局颁发的型号合格证，后来的改进型号分别获得英国CAA和美国FAA型号合格证。如图1—51所示为多用途的运12小型运输机。    图1-50 “北京”1号轻型旅客机   运7是我国研制的支线客机，采用直上单翼、低平尾气动布局，装2台涡轮螺旋桨发动机，能载客52名，如图1—52所示。运7飞机1970年12月25日首飞成功，1982年7月设计定型。经过三年的试运营，运7于1986年4月正式投入国内航线。运7有多个改型，性能逐步得到提高。运8是我国研制的中型运输机，于1974年12月25日首飞成功，飞机装4台发动机，有效载重20 t。 图1-51 运12型小型运输机 1970年8月，我国开始自行研制大型喷气客机运10，如图1—53所示，该机1980年9月26日首飞成功。运10飞机装4台涡扇发动机，设计最大载客178人，采用5人制机组。由于未能获得民航公司的订货，该机在试飞了多个架次、170余个飞行小时后，于1985年停止研制。运10在试飞中，曾7次进入西藏，降落在海拔3540m的拉萨贡嘎机场，成为有史以来首次成功飞越世界屋脊的中国自行研制的飞机。随后我国与美国合作生产麦·道MD—82等大型客机，飞机的使用情况良好，共生产了35架，其中10架返销美国，后因麦·道公司与波音公司合并而终止。另外，我国还研制了多个型号的轻型和超轻型民用飞机，广泛用于各种专业航空。     图1-52 运7-200型支线客机                图1-53 运10型喷气客机 2003年10月26日，我国第一架拥有自主知识产权、适用于私人商务活动的轻型飞机“小鹰—500”首次试飞成功，填补了我国通航空领域4~5座轻小型飞机生产的空白。该机最大起飞重量1 400 kg，载重量560 kg，可在小型简易机场起降，其综合性能达到了为飞行中的“小鹰—500”轻型飞机。 图1-54 “小鹰-500”轻型飞机  3.直升机 我国的直升机工业是从20世纪50年代后期起步的，经历了引进国外技术、参考设计、自行研制和进行国际合作等发展阶段,只要产品有直5、直8和直9三个机型,还有一些小型和轻型直升机如直11、“延安”2号、“701”型等。    1958年12月14日，我国第一架直升机首飞成功,三年后设计定型,这就是直5型直升机,如图1-55所示.该机最大起飞重量7 600 kg，是一种多用途直升机，可用于空降、运输、救护、水上救生、地质勘测、护林防火、边境巡逻等,曾参加过邢台和唐山地震的救灾工作. 图1-55 直5型直升机 直8是我国研制的第二代大型直升机,于1985年12月11日首飞成功，1989年4月通过技术鉴定,如图1-56示.直8直升机装3台发动机,采用金属浆叶和全金属的半硬壳式机身结构,最大起飞重量13000 kg。该机可用于运输,救护,搜索,警戒,反潜,扫雷等,特别适用于海上救援工作.     图1-56 飞行中的直8型直升机                    图1-57 直11 型轻型直升机 1980年,我国引进法国专利生产直9直升机.这是一种代表20世纪70年代后期先进水平的新型多用途直升机,最大起飞重量3850 kg,具有结构重量轻、有效载荷大、性能先进等特点,全机使用80%的复合材料蒙皮.由法国生产零部件,我国总装的首架直9首飞成功.直9有多个改型,我国驻港部队空军使用的就是直9型军用直升机,我国陆军航空兵也大量使用直9武装型直升机. 直11轻型直升机,是我国第一种自行设计制造并拥有自主知识产权的直升机.该机最大重量2200 kg,1996年12月26日首飞成功,1998年首批交付使用,性能表现出色,受到用户好评.图1-57所示为我国陆军航空兵装备的直11军用直升机. 在轻型直升机方面，北京航空航天大学研制成功了“海鸥”型无人驾驶直升机、“蜜蜂”16型共轴式单座直升机、“蜜蜂”18型无人驾驶直升机，在填补国内共轴式直升机空白的同时，使国内共轴式直升机研制技术取得突破性进展。南京航空航天大学和西北工业大学也研制成功轻型直升机。 图1-58 “蜜蜂”16型单座直升机    1.4.2  我国的航天工业    新中国的航天工业起步于1956年。当时我国的经济还很落后，工业基础和科学技术力量也相对薄弱，为了把有限的人力、物力和财力集中使用到国家最重要、最急需、最能影响全局的地方，党和政府决定重点发展以导弹、原子弹为代表的尖端技术，随后大力发展运载火箭和人造地球卫星等航天技术，这就是我国的“两弹一星"2E程。40多年来，我国在导弹武器、运载火箭、人造地球卫星和载人航天方面取得了辉煌成就，航天工业为我国的国防建设做出了巨大贡献。   1.导弹武器    1956年10月8日，我国第一个导弹研究院，即国防部第五研究院正式成立。开始是在苏联专家的援助下仿制他们的P—2近程地地导弹，以后独立研制各类火箭和导弹武器。    1958年9月22日，北京航空学院师生研制的我国第一枚探空火箭——“北京”2号BJ—2S型固体火箭发射成功。从9月24日到10月3日，又连续发射5枚“北京”2号高空探空火箭，均获成功，其中3枚为两级固体火箭，编号BJ—2S，箭体长2．9 m，直径0．23 m，起飞重量145ks，最大飞行高度74 km；另外2枚为固体+液体组成的两级火箭，编号BJ—2L，箭体长6.5m，起飞重量272kg，最大飞行高度45．5 km。1960年2月19日，由液体主火箭和固体助推器组成的两级探空火箭T-7M发射成功. 1960年9月10日，用国产燃料，独立操作，成功发射了一枚苏制P-2导弹，为我国仿制的P—2导弹的发射取得了宝贵经验。”1960年11月5日，仿制的P—2近程地地导弹在我国西北某导弹试验基地点火升空，7分钟后，弹头落在目标区内，试验获得圆满成功。这种导弹的研制成功是我国军事武器装备历史上的一个重要里程碑。 近程地地导弹发射成功后，导弹研究院开始独立研制我国的中近程地地导弹，经过不断努力和修改设计，这种以液体燃料为推进剂的导弹于1964年6月29日发射成功，并在接下来的1年时间内，连续11次发射成功。1964年10月16日，我国原子弹爆炸成功。2年后，1966年10月27日，我国中近程地地弹装载着真正的核弹头从试验成功，表明我国有了可用于实战的核导弹。    1967年5月26日，我国独立研制的中程液体地地导弹发射试验取得完全成功，该导弹用了4台发动机并联的动力装置。1970年1月30日，我国的中远程液体地地导弹首次长射程飞行试验成功，该导弹由两级火箭组成。1980年5月18日，我国第一枚洲际液体地地导弹从西北某试验基地发射升空，经过30min的飞行，准确到达南太平洋预定海域，使我国成为世界上第三个拥有洲际导弹的国家。这次洲际导弹的发射是全程试验，弹道最高点达1000km，射程在9 000km以上。如图1—59所示为我国的地地弹道导弹族。 图1-59 我国的地地弹道导弹    1982年10月12日，我国常规动力潜艇成功地从水下发射了我国第一枚固体推进剂战略导弹。1988年9月15日，我国核动力潜艇从水下发射固体潜地导弹定型试验获得圆满成功，标志着我国完全掌握了导弹核潜艇水下发射技术，在驰骋大洋的战略核力量中，出现了中国导弹核潜艇的身影。潜地导弹在战略防御中具有机动性强、隐蔽性好的特点，我国是第五个拥有潜地战略导弹的国家。在地(舰)空导弹方面，我国从1957年仿制苏式C—75导弹起步，经过40多年的努力，已经研制出能在不同高度、不同作战场合打击来犯之敌的多种防空导弹，其中包括中高空地空导弹“红旗”1号至3号，中低空地(舰)空导弹“红旗”61号和“红旗”61号甲导弹，以及低空和超低空地空导弹“红缨”5号、“红缨”5号甲和“红旗”7号导弹等。当我国的地空导弹事业还在襁褓中的时候，就与侵猜犯我国领空的美制高空侦察机进行了较量。1962年9月9日，我地空导弹部队采用机动打埋伏的战术，在南昌上空将一架U-2高空侦察机击落，此后还多次击落U-2飞机。1967年后，U-2 再不敢进入我领空进行间谍侦察。 我国反舰导弹的发展也是从20世纪50年代后期开始的。从仿制国外的舰舰导弹开始，经过改型设计，增大射程，发展为多个型号的岸舰导弹。然后自行设计，独立发展了采用固体火箭发动机的亚声速和超声速舰舰、空舰等反舰导弹，其中包括“上游”1号、“海鹰”1号舰舰导弹，“海鹰“2号及其甲乙改型岸舰导弹，“鹰击”6号、“鹰击”8号空弹，“海鹰”2号及其甲、乙改型岸舰导弹，“鹰击”6号、“鹰击”8号空舰导弹以及低空超声速反舰导弹等。部分反舰导弹的技术水平已跻身于世界先进行列。我国现代巡航导弹的研究和开发也取得了重大成果。 2．运载火箭 我国的运载火箭用“长征”命名。“长征”系列运载火箭的研制遵循基本型和系列化的原则，尽可能采用成熟技术，力求性能先进、技术可靠、成本低廉。到目前为止，我国已发射成功的“长征” 火箭共有14个型号，包括“长征”1号(CZ—1)、“长征”1号丁(CZ—1D)，“长征”2号（CZ-2)、“长征”2号丙(CZ—2C)、“长征”2号丙／改进型(CZ—2C／FP)、“长征”2号丁(CZ—2D)、“长征”2号E(CZ—2E)、“长征”2号F(CZ—2F)，“长征”3号(CZ—3)、“长征”3号甲(CZ—3A)、“长征”3号乙(CZ—3B)、“长征”3号丙(CZ—3C)，“长征”4号甲(CZ—4A)和“长征”4号乙(CZ—4B)。其中“长征”2号E、“长征”2号F和“长征”3号乙为捆绑—串联式多级火箭，其余都为串联式多级火箭。图1—60所示为我国研制的部分运载火箭。 1970年4月24日21时35分，中国第一枚运载火箭“长征”1号携带着中国的第一颗人造地球卫星，从我国酒泉卫星发射场发射升空，10分钟后，卫星顺利进入轨道。“长征”1号运载火箭是一种串联式三级火箭，第一、二级使用液体火箭发动机，第三级使用固体火箭发动机，火箭高约30m，起飞总重近82 000kg，起飞推力约100 000kg。正是该火箭将173 kg重的“东方红”1号星送人地球轨道。如图1—61所示为“长征”1号运载火箭。“长征”1号丁运载火箭是在“长征”1号基础上改进设计的，主要用于发射低轨道小型、微型卫星，发射成本较低，具有一定的国际竞争力，可以把750kg的有效载荷送人近地轨道。 图1-60 我国的运载火箭 长征”2号运载火箭是二级液体火箭，于1975年11月成功发射了我国第一颗返回式遥感卫星。此后，根据发射卫星的需要，陆续派生出许多型号，使“长征”2号成为一个大家族。“长征”2号系列主要用于发射高度在500km以下的各类近地轨道卫星和其他航天器。1982年9月，“长征”2号丙运载火箭发射返回式卫星成功，该火箭与“长征”2号相比，进地轨道运载能力从1 800kg提高到2 500kS。1993年4月，中美签订用中国火箭发射美国“铱”星的合同，由此产生了“长征”2号丙／改进型火箭，能将1 500kS的有效载荷送人630km的极地圆轨道，每次发射可将两颗“铱”星送上天；从1997年12 月到1999年6月，该火箭先后6次圆满完成了合同规定的任务。“长征”2号丁运载火箭是在“长征”2号丙的基础上改进而成，有效载荷提高到3100kg。简称“长二捆”的“长征”2号E运载火箭是为适应国际卫星发射市场的需要研制发展而成，在“长征”2号丙的基础上，将箭体加长，并在第一级火箭周围绑4个液体火箭助推器，可把9 200 kg的有效载荷送入200km以上的近地轨道。1992年8月14日，“长二捆”火4箭将第一颗澳大利亚卫星送人太空，卫星准确人轨。“长征”2号F是“长征”2号家族中的最新改进型号，主要用于发射我国的“神舟”号飞船，并于1999年11月20日，成功将我国第一艘实验飞船“神舟”1号送人地球轨道。 图1-61 “长征”1号运载火箭    掌握地球静止轨道发射技术，发射地球同步通信卫星和气象卫星，是一个国家运载火箭技术进入世界先进行列的重要标志。在“长征”2号技术基础上，我国发展了“长征”3号三级液体火箭。1984年4月8日，“长征”3号运载火箭成功将我国“东方红”2号试验通信卫星送人预定地球同步轨道，实现了我国航天技术水平的一次新的飞跃。“长征”3号甲运载火箭是在“长征”3号基础上研制的大型三级火箭，技术性能有较大提高，地球同步轨道的运载能力比“长征”3号增加1000kg，达到2 600kg。1994年2月8日，“长征”3号甲首次发射就将两颗卫星送人预定轨道；1994年11月30日，该火箭发射成功我国新一代实用通信卫星“东方红”3号。“长征”3号乙运载火箭在“长征”3号甲第一级火箭周围捆绑了4个与“长二捆”相同的液体火箭助推器，火箭的地球同步转移轨道运载能力达到了5 100kg，使我国的运载火箭进入了世界大型火箭的行列；1997年8月，该火箭将重3 770 kg的亚洲功率最大的通信卫星(菲律宾“马  部海”卫星)送人预定轨道。    “长征”4号运载火箭是用于发射太阳同步轨道卫星的运载工具。1988年9月7日，“长征”4号运载火箭首次发射，将我国制造的第一颗实验气象卫星准确送人高度为901 km的太阳同步轨道。“长征”4号乙运载火箭是“长征”4号的改进型，1999年5月10日，“长征”4号乙成功地发射了“风云”1号气象卫星，并搭载了“实践”5号科学实验卫星。    3．人造地球卫星    从1957年10月世界上第一颗人造地球卫星上天开始，我国就启动了卫星的预研工作。1968年2月20日，中国空间技术研究院正式成立，标志着我国的卫星事业进入新阶段。    1970年4月24日，我国成功发射第一颗人造地球卫星“东方红”1号，卫星用无线电波发送“东方红”乐曲，是一颗听得到和看得见的人造地球卫星，如图1—62所示。到2003年，我国已经成功研制并发射了15个类型的50多颗人造地球卫星，使我国的卫星技术迅速从试验阶段走向应用阶段。    我国的人造地球卫星主要分四大应用卫星系列，即近地轨道返回式遥感卫星、地球静止轨道通信广播卫星、太阳同步轨道和地球同步轨道气象卫星、导航定位卫星四大系列。    1975年11月26日，我国第一颗返回式卫星发射升空，三天后，卫星成功返回地面，带回了许多遥感照片。此后，我国已经发射了近20颗返回式遥感卫星，其中绝大多数成功回收。这些卫星除军事应用外，还可利用卫星带回的大量遥感数据和照片，为国土普查、地质调查、水利建设、地图测绘、环境监测、地震预报、铁路选线、考古研究等领域服务。利用返回式卫星还可以进行材料和生物方面的研究活动。我国的返回式卫星有三种型号，它们分别是20世纪70年代研制成功的对地观测和国土普查卫星，20世纪80年代研制成功的地图测绘卫星和20世纪90年代研制成功的第二代对地观测和国土普查卫星。 图1-62 “东方红”1号卫星    我国的通信卫星通称“东方红”系列，该系列卫星从技术上实现了三步跃进。第一步是1984年和1986年发射的“东方红”2号通信卫星，星上只有2个C波段转发器；第二步是在20 世纪80年代后期和90年代初发射成功的3颗“东方红”2号甲通信卫星，星上有4个转发器，设计寿命4年，实际情况是全部超期服役；第三步为首次于1997年5月发射成功的“东方红”3号通信卫星，星上有24个C波段转发器，设计寿命8年，整星技术相当于发达国家20世纪80年代的水平。通信卫星使我国的通讯、电视、广播、信息传输事业得到了飞速的发展。    我国的气象卫星称为“风云”系列。1988年和1990年共发射了2颗第一批“风云”1号气象卫星，它们均为太阳同步轨道气象卫星，可获取多种气象资料。第二批“风云”1号卫星的第一颗于1999年5月10日发射成功，工作情况良好。1997年6月10日，我国成功发射了第一颗“风云”2号气象卫星，如图1—63所示。“风云”2号是地球同步轨道气象卫星，重约600kg，装有多种探测仪器，拥有可见光、红外和水汽三个通道，每半小时获得一幅覆盖地球三分之一的全球原始卫星云图。    我国成功研制和发射了“北斗”导航定位卫星，2000年10月31日，“北斗”1号第一颗卫星发射升空并准确人轨，同年12月21日，第二颗卫星发射成功并进入预定轨道，两颗卫星同若干地面站一起构成了我国的“北斗”导航系统；2003年5月25日，第三颗“北斗”1号备份卫星发射成功，标志着我国已经建立起完善的卫星导航系统。  图1-63 “风云”2号卫星    中国和巴西联合研制的“资源”1号卫星，是我国在卫星研制领域与国外首次合作的成果。第一颗“资源斗号卫星于1999年10月14日发射升空，目前仍在轨工作；第二颗于2003年10月21日发射成功，如图1—64所示。该星主要用于检测国土资源的变化，测量耕地面积，估计森林蓄积量，勘探地下资源，监督资源的合理开发等方面。我国自主研制的首颗质量在100 kg以下的微小型卫星“创新”工号，随第二颗“资源”1号卫星搭载在“长征”4号乙运载火箭上发射上天，实现了我国小卫星的在轨运行。    所有这些卫星遍布了低、中、高所有的卫星轨道，形成了小批量生产的能力，构筑了水平较露高、功能配套的应用卫星研制体系。 4.载人航天      1961年4月12 E[，前苏联把第一位航天员、空军少校加加林送人太空，人类进入载人航天的新时代。载人航天是高技术密集的综合性尖端科学技术，它不仅可以带动和促进科学技术多方面的发展，更是衡量一个国家综合国力的重要标志。    1971年，即我国成功发射第一颗人造地球卫星的第二年，在国防科委领导下，中国科学家开展了载人飞船的 研究，定名为"714-E程”，计划研制能载2名航天员的“曙光”号飞船。该项工程于1975年由中央决定下马。    1986年3月，我国《高技术研究发展计划纲要》(即著名的6'863"计划)把载人航天技术的预先研究工作列为重点发展项目。此时，世界上已经研制出载人飞船、航天飞机和空间站三种航天器。我国航天科技工作者没有盲目跟从别人走过的路，而是根据我国国情，多次讨论，反复论证，最终达成了从载人飞船起步的共识，走有中国特色的“飞天之路”。 图1-64 “资源”1号卫星的发射    1992年9月21 El，中共中央十三届政治局常委会第195次会议，批准了中央军委《关于开展我国载人飞船工程研制的请示》，做出了发展中国载人航天工程的战略决策，由此掀开我国载人航天历史的崭新一页。载人飞船的重点技术是保障航天员的安全，所以一般在载人飞行前要完成若干次无人飞行试验。 1999年11月20日6时30分，一枚新研制的“长征”2号F型运载火箭托举着中国的“神舟”1号试验飞船发射升空。这是一艘初样产品，在进行了预定的科学实验后，飞船返回舱顺利返回，于次日3时41分成功着陆，划下了中国载人试验飞船的第一条航迹。作为我国研制的第一单飞船，“神舟”1号考核了飞船的5项重要技术：舱段连接和分离技术、调姿与制动技术、升力控制技术、防热技术和回收着陆技术。   2001年1月10日，“神舟”2号试验飞船发射成功，13分钟后飞船进入预定轨道。飞船在太空飞行了7天，环绕地球108圈后返回地面。“神舟”2号是我国第一艘正样无人飞船，技术状态和载人飞船基本一致；这次无人飞行试验还实现了轨道舱的留轨，在返回舱返回地面后，轨道舱继续在轨运行了半年时间，获得了大量有用信息。2002年3月25日，“神舟”3号发射成功，同样在环绕地球108圈后，成功回收了飞船的返回舱，如图I-65所示。“神舟”3号飞船具备了航天员逃逸和应急救生功能，改进和完善了伞系统；飞船上还增加了一名新“乘客”——模拟人，它的身上搭载了人体代谢模拟装置和模拟人的生理信号装置，能够定量模拟航天员呼吸和血液循环系统的心律、血压、耗氧以及产生热量等多种重要生理参数，为真人载人飞行提供了可靠的参考数据。 图1-65 “神舟”3号飞船返回舱    2002年12月30日，“神舟”4号无人试验飞船发射成功，在完成预定的空间科学和技术实验后，于2003年1月5日准确着陆。“神舟”4号是我国载人航天工程的第三艘正样无人飞船，除没有载人外，技术状态与载人飞船完全一致。在这次飞行中，载人航天应用系统、航天员系统、飞船环境控制与生命保障分系统全面参加了试验，先后在太空进行了对地观测、材料科学、生命科学试验及空间天文和空间环境探测等研究项目；预备航天员在发射前也进入飞船进行了实际体检。则图1—66所示为“神舟”4号飞船的在轨飞行模拟图。飞船在轨飞行期间，船上各种仪器设备性能稳定，工作正常，取得了大量宝贵的飞行试验数据和科学资料，这次飞行彻底解决了前3次无人飞行试验中出现的座舱有害气体超标等问题。“神舟”4号完成了飞船最重要的飞行实验，不仅为实施载人航天飞行奠定了坚实的基础，也标志着中国载人航天技术已完成了跨越式的大发展。 图1-66 模拟的飞行中“神舟”4号飞船    2003年10月15日，“长征”2号F运载火箭，托着我国第一艘载人飞船“神舟”5号胜利升空，如图1—67所示。中国第一位航天员杨利伟，乘坐这艘飞船进入太空，实现了中国人几千年来的飞天梦。“神舟”5号由3舱1段组成，即返回舱、轨道舱、推进舱和附加段，总长8．86m，总质量7 790 kg，返回舱直径2．5 m。飞船在343 km高度的圆形轨道上绕行地球14圈，杨利伟乘坐返回舱于10月16日安全降落在内蒙古主着陆场，全程飞行21小时23分钟，取得了我国首次载人航天飞行的圆满成功。我国成为继俄罗斯、美国之后，世界上第三个有能力把航天员送人太空的国家。 图1-67 “神舟”5号载人飞船发射升空 中国第一位航天员杨利伟是辽宁省绥中县人，执行此次航天任务时38岁，大学文化，中校军衔。他于1983年入伍，在空军飞行学校和飞行学院学习飞行，1987年成为强击机飞行员，1992年调任歼击机飞行员，1996年参加航天员选拔，1998年正式成为我国首批航天员，如图1—68所示为已经晋升为上校的“航天英雄”杨利伟。中国载人航天事业的发展，必将书写出中华民族伟大复兴的宏伟的篇章。 图1-68 “航天英雄”杨利伟    5．探月工程    我国在2003年启动了名为“嫦娥工程”的月球探测计划，该计划分三个阶段实施，首先发射环绕月球的卫星，深入了解月球；接着发射月球探测器，在月球上进行实地探测；最后送机器人上月球，建立观测站，实地实验采样并返回地球，为未来的载人登月及月球基地选址做准备。   整个计划在20年左右的时间内完成。我国已经具备探月工程所需的发射基地、测控设施和运载火箭，其余的航天器械和探测设备正在研制当中。  1．5  航空航天技术现状及未来发展趋势       1．5．1  航空航天技术现状         航天技术是综合性很强的高新技术。21世纪的航空航天技术更加受到人们的关注，在国防和国民经济中的地位将越来越重要。    1．航空技术现状   (1)先进战斗机      航空器的技术水平代表着航空科学与技术的发展现状。飞机是最具有代表性的航空器，而军用飞机的发展则代表着先进航空科技的结晶。     目前，喷气式战斗机已经发展了四代。第四代战斗机的典型代表是美国的F-22，俄罗斯也在进行类似战斗机的研制。其他的先进战斗机还有英国、德国、意大利和西班牙联合研制的EF-2000欧洲战斗机、法国的“阵风”和瑞典的JAS．39，这些飞机具有第四代战斗机的部分性能，有人将它们称为三代半战斗机。     俄罗斯战斗机的分代与西方国家不同。俄罗斯的第五代歼击机相当于西方国家的第四代战斗机。1998年，俄罗斯空军提出了第五代歼击机的战术技术要求。俄两大飞机生产集团苏霍伊公司和米格公司为了争取第五代歼击机的研制任务，展开激烈竞争，先后研制出各自的新型验证机，苏霍伊公司是S-37"金雕’’前掠翼验证机，米格公司则推出米格1．44验证机。2002年4月26日，俄罗斯政府决定，第五代歼击机研制单位为苏霍伊公司，米格公司为辅助。俄政府和俄空军要求2006年前研制出第五代歼击机原型机并进行首飞，2010年前完成试飞计划并投入批量生产，之后装备俄空军部队，同时进入世界军机市场。迄今俄第五代歼击机的型号还不明确。    第四代战斗机的主要基本技术特征为：采用翼身融合体和具备隐身能力的空气动力布局；机体结构的复合材料使用比例在30％以上；安装带二元喷管、推重比10一级的推力矢量航空发动机，飞机的起飞推重比超过1．0；采用综合航空电子系统，机载火控雷达能同时跟踪和攻击多个空中目标，主要机载武器为可大离轴发射或发射后不管的超视距攻击空空导弹。归纳起来，第四代战斗机应具备隐身能力、超声速巡航能力、高机动性、短距起降和超视距多目标攻击能力等先进的战术技术性能。到目前为止，只有美国的F-22战斗机完全具备上述能力，如图1-69所示为工程和制造发展阶段的F-22飞机，从照片上可以看到飞机机头装有空速管，这是在飞机飞行中感应飞机飞行速度和高度的设备，是专门为F—22的试验飞行安装的；在作战型飞机交付时，机头的空速管将被取消，这是因为F—22是隐身飞机，空速管的存在不利于  飞机的雷达隐身。 1997年9月7日，F—22成功进行了首飞。在此之前，F—22的第一架原型机YF—22于1990年9月29日首飞(与之竞争的第一架YF—23于当年8月27日先飞上了天)。F—22综合使用了隐身、航电、材料、发动机和气动设计方面的最新技术成果发展而成。先敌发现、先敌开火和先敌击毁能力使飞机能在现代战争中的任何战场上空建立绝对控制，隐身技术显著改善飞机对空空和地空威胁的生存力和杀伤力，超声速巡航能力极大地拓宽飞机的作战包线，先进气动设计和高推重比使其具有胜过所有其他飞机的机动能力，可靠性和维修性的提高保证了飞机的作战适应性，以上特征的合成效果确保飞机对先进空中威胁的杀伤力，而隐身和超声速巡航的组合使敌方的威胁能力大打折扣。飞机还兼有对地(海)面目标攻击的功能，可内携 两枚500kg级制导炸弹并用机载航电设备提供导航和武器投射支持，还可进行外挂能力的改装。发动机的先进技术包括集成飞行／推进控制和二元推力矢量喷管，武器系统有现代化的内埋航炮、现役和在研的中距和近距空空导弹。F—22飞机的配套传感器使飞行员能够在威胁探测到本机之前跟踪、辨识并发起攻击，先进座舱设计和集成航空电子系统增强了飞行员对战情的感知。当F—22具备作战能力时，其主要目的将是通过制空作战建立起对天空的绝对控制。 图1-69 F-22 战斗机     F—22战斗机的前身是美国在1983开始启动的“先进战术战斗机”(ATF)计划。在F—22 的概念设计阶段，要求这种飞机必须拥有超声速巡航及超声速机动的能力、具有隐身特征和优于现役所有飞机的维护性。设计方案应该实现当前和未来的技术在一个平衡而高效的空中优势武器系统上的最佳综合。为了使飞机能先补充并最终替代F—15战斗机，还制订了一些明确的要求，包括甚高速集成电路(VHSIC)、主动机翼弯度控制、阻燃高压液压系统、液压传引武器挂架、低可探测性或隐身、声控指挥控制、保形或综合传感器、共享天线、一体化飞行控剧系统和推进系统控制、短距起降能力、二维推力矢量和反推力排气喷管、人工智能、用于机体利蒙皮结构的先进复合材料、先进数据融合和座舱显示、集成电子战系统(1NEWS)、一体化的刚信／导航／识别航空电子设备(1CNIA)、变速恒频发电机、机载氧气发生系统、光纤数据传输叫及先进战斗机发动机。这些要求后采做了局部调整，比如取消了反推装置。对发动机的要剃包括不开加力的超声速巡航能力、16 000k8级推力(海平面静止最大推力)和推力矢量。     绰号为“猛禽”的F—22战斗机预计于2005年具备初步作战能力。当F—22以其全部到对空导弹和内埋式20mm口径航炮为武器时，其主要任务是制空，这时它可以在整个战区取得并保持完全的空中优势。尽管制空是F—22的首要任务，但它仍然具有与生俱来的辅助到对地攻击能力，用两枚卫星制导的GBU—32JDAM(联合直接攻击弹药)、加上它的空对空剖弹和20mm口径航炮，在能够摧毁两个地面目标的同时，还能对付和击毁多架敌方战斗机川F—22也能实现所谓“野鼬鼠”任务(电子战任务)，如果装载两枚AGM—88高速反辐射导剃 (HARM)，一架F—22在保持其空战能力的情况下，还能摧毁至少两个地面雷达设施。为刻取攻击前目标信息和攻击后的毁伤效果，F—22可以挂装专用设备吊舱，执行高速照相侦察刚绘图任务。一旦夺取了战区的制空权，F—22还可外挂武器对敌方地面目标进行打击。由此看出F—22"猛禽”将是一种多任务飞机。估计F—22将具备10倍于F—15的作战效能。     按照高低档搭配的传统(如F—15和F—16)，美国于1993年又启动了“联合先进攻击划术”(JAST)计划，并于1995年与美英两国联合提出的“通用低成本轻型战斗机”(CALF)计划合并，更改为“联合攻击战斗机”(JSF)计划，由波音公司的X—32A和X—32B验证机与洛刺希德·马丁公司的X—35A和X—35B验证机进行竞争。2001年10月26日，美国国防部划定洛克希德·马丁公司的F—35赢得了联合攻击战斗机计划的竞争。 F—35是以对地攻击为主的多功能战斗机，目的是以最低的研制使用成本来满足三军和盟国的要求，如图1—70所示为飞行中的F—35。通过使用F—22的相同技术，F—35将采用通用性和模块化技术来实现不同的设计划要求。洛克希德·马丁公司研制了四个型号的联合攻击战斗机来满足美国海军、海军陆战队、空军和英国皇家空军和海军的需求。所有型号都有相同的机身和内部武器舱，同制的座舱盖、雷达、弹射座椅、航空电子设备和其他子系统，动力装置都具有以普惠公司F119(F—22使用的发动机)为基础的相同核心机，但不同型号的推力有所不同。飞机上的设备还有先进电扫描阵列多功能雷达、电子对抗设备、光电瞄准系统、分布口径红外传感器热成像系统和先进头盔显示器。 图1-70 F-35 战斗机    F—35的空军型相对来说是最简单的JSF型号，它是一种不具备垂直起降和舰上起降能力的常规飞机，具有超过F—16的多任务能力；空军型号的一个显著特征是内埋航炮及其红外和激光探测器，作为一种空对地攻击战斗机，美国空军希望用F—35来补充F—22和更换F—16。美国海军型的F—35与空军型的最大差别在于航空母舰上起飞降落要求，另外有较大的机翼和尾翼控制面，用于改善低速着舰时的操纵性；前缘襟翼和可折叠的翼梢段使海军型的机翼面积增大，因而有更大的有效载荷能力；为了承受着舰和弹射起飞时产生的高应力，飞机的内部结构进行了加强，起落架也设计了更大的缓冲行程和更高的承载能力；海军型F—35的内部燃油航程是F／A—18C飞机的两倍，它将与现役F／A—18攻击战斗机联合使用。海军陆战队型F—35的最大的特点是其垂直／短距起降能力，取消了内埋航炮，可安装外部航炮；这个型号要求飞机在空中悬停时各个方向均具有很好的可控制性，同时还要考虑垂直起飞和着陆时对地面的冲击；美国海军陆战队希望用这个型号来取代F／A—18和AV—8B“鹞”式飞机。F—35的英国皇家空军型与美国海军陆战队型号相似。    F—22战斗机和研制中的F—35战斗机的技术特征反映了当前先进的航空技术水平。    (2)第四代战斗机的先进技术特征    隐身技术，又称低可探测技术或目标特征探测技术，它综合了流体动力学、材料学、电子学、光学、声学等领域的先进技术，通过改变武器装备等目标的可探测信息特征，使敌方探测系统不易发现或发现概率十分有限。目前，发展中的隐身技术主要有五个方面。第一，降低雷达波特征：通过精细的外形设计，在保证气动要求的前提下，使自身的雷达散射面积最小；以合成结构材料和特种涂料吸收、改变和消耗探测雷达电磁波的能量；利用阻抗加载产生辐射场，改变目标本身的辐射特性，从而降低散射截面。第二，降低红外辐射特征：采用弱红外辐射发动机和降温隔热材料，使用燃料添加剂等技术措施来改变红外辐射的波长、频率和带宽等，使对方难以探测到红外信号。第三，降低可见光特征：采用特种迷彩涂料，降低目标与背景的反差或对比度，使目视难以发现目标。第四，降低声学特征：改进发动机结构，采用超低噪声发动机、设备减振和隔声装置等。第五，降低电子探测特征：抑制目标自身电磁辐射，以降低敌方电子探测系统对目标的探测概率。通过采取上述隐身技术，可有效地提高目标的隐身性能，提高自身的生存能力和作战效能，从而使武器装备由消极伪装防御型向积极反侦察进攻型的方向发展。    一般地，把超声速巡航定义为飞机在其发动机不开加力燃烧室的情况下，以1．5倍声速的飞行速度连续飞行30 min以上。许多第二代和第三代超声速战斗机都可以超声速飞行，但这些飞机一般都是在打开发动机加力燃烧室获得更大推力的情况下才实现超声速飞行的，飞行时间一般都比较短，不超过10min，原因主要是发动机的加力燃烧室启动后，燃油的消耗量成倍增大；另外加力燃烧使温度迅速升高，对喷管和飞机结构造成不利影响。具有超声速巡航能力的战斗机具有以下优势：可以更快速地飞抵战区执行任务；在超声速飞行状态发射导弹可以增加导弹的动能，扩大攻击包线；在执行拦截敌人的攻击机和轰炸机任务时，可以使敌机在距己方目标更远处被拦截；在完作战任务后可以高速脱离战区避免敌人的攻击。实现超声速巡航的前提是飞机在正常起飞条件下具有超过1．1的起飞推力重量比，即要求飞机安装推力大，重量轻的先进发动机。     虽然超视距作战是未来空战的主要样式，但近距空中格斗不可避免，近距格斗仍然是未来空战的重要组成部分，所以要求第四代战斗机具有比第三代战斗机更高的机动性。对“过失速机动”的理解必须先弄清楚以下概念：飞机飞行时，飞行轨迹的切线方向与飞机的中轴线一般不是重合的，相互之间有一个夹角，这个夹角称为迎角或攻角；一般情况下，随着迎角的增大飞机产生的升力也增大，但当大到一定的角度(临界迎角)时，升力会急剧下降，使飞机的升力小于飞机的重量，这种情况就叫失速。过失速机动是指飞机大于临界迎角的机动，飞机的这种机动能力对空中近距格斗非常有利，能够提高对目标的击毁概率。一般飞机在超过临界或失速迎角飞行时，常规的操纵面基本上都将失效，必须使用推力矢量对飞机进行控制。所谓推力矢量是指远离飞机重心的发动机二元喷管的喷口可以偏转方向，推力的方向也随之改变，对飞机产生较大的操纵力矩，而且这个操纵力矩与飞机的迎角无关，从而使飞机具有过失速机动能力。发动机采用矩形二元喷管还有另一个作用，发动机燃烧室产生的高温气流从这样的喷管高速喷出，喷流呈扁平形状，可以大大降低喷流的红外辐射信号，有助于红外隐身。     短距起降是指飞机能以比较短的地面滑跑距离便可起飞或降落，通常认为飞机起飞或着陆滑跑距离在500m以内算作具有短距起降能力。这样的飞机可以利用被破坏的跑道的残余段起飞作战和降落，也可利用小型机场起飞执行任务。实现飞机短距起降的前提是飞机在起降状态要有大的升力，可通过采用合适的气动外形和有效的增升装置来实现，也可以通过偏转发动机喷口改变发动机推力方向的技术途径来达到短距或垂直起降。    先进战斗机的全环境作战能力除要求全天候和全空域(全部适合空战的空域)作战外，还要求飞机具有多目标跟踪／攻击和超视距作战能力，在空战武器配置方面还要求具有发射后不管导弹。先进战斗机一般都采用多功能的有源相控阵火控雷达和综合航空电子系统。    (3)隐身飞机      飞机的隐身能力是指飞机在飞行中具有不易被敌方探测器发现的能力，即飞机具有不易被雷达、红外、可见光和声波等探测到的能力。目前雷达探测手段对飞机的威胁约占各种探测手段的60％左右，红外探测威胁约占30％左右，所以飞机主要是雷达隐身和红外隐身。在超视距作战中，雷达是探测飞机的最有效的方法，因此提高飞机的雷达隐身能力至关重要。    雷达散射截面(RCS)是衡量飞机雷达隐身能力的指标。通俗地说，RCS是指目标在雷达波的照射下所产生的回波强度的大小，单位为m2。RCS越大，表示反射的信号越强，目标越易被发现。如图1-71所示列举了一些军用飞机的RCS数据，图中飞机是按同一比例尺画的。可见，飞机的RCS并不与飞机的尺寸大小成正比。一般来说，隐形飞机的RCS至少应小于0．5m2，因此图中列出的飞机只有F-117A和B-2才真正称得上是隐身飞机。    图1-71 几种军用飞机的RCS比较    飞机的RCS越小，则雷达的探测距离越短，飞机越难被发现。如图1—72所示为不同RCS值的飞机与雷达探测距离关系的示意图。可以看出，具有高隐身能力的飞机能够在突防中成功地穿过敌方的防空系统，提高自身的生存能力，并在被敌方发现之前摧毁敌方目标。 图1-72 不同RCS的飞机与雷达探测距离的关系    雷达隐身的措施主要包括外形隐身和应用吸波材料。外形隐身的基本原则主要有：尽量避免雷达垂直照射飞机表面，因为垂直表面对雷达波的反射最强，因此飞机的垂尾、前机身和进气道等应设计成具有一定的倾斜角；消除能够成角反射器的外形布局，如机翼和机身采用翼身融合体设计，结合处圆滑无棱角，单立尾与平尾的角反射器采用倾斜的双立尾来消除消除强散射源，如采用背部进气道或进气道设计成长而曲折的S形，武器内挂，采用保形天线，不挂副油箱等；主要部件的轮廓线，如机翼和尾翼的前后缘，尾喷口的“之”字形边缘等力求互相平行，使全机对雷达的反射除形成少数几个波束外，在其他方向反射极弱。    当某些部件或部位不能使用外形隐身措施时，可采用吸波材料来弥补。如在进气道内涂以含碳铁化合物的吸波材料，雷达波能量在长而弯曲的进气道内经过来回反射，最后被吸波涂层吸收。将座舱盖镀以能将雷达波信号向空间散射的金属箔膜，可大大减小雷达的反射波。采用频率选择表面雷达罩，自己的雷达波能通过该雷达罩，其他频率的雷达波不能透过，可以减低机载雷达天线舱的RCS。     红外隐身的主要措施有：采用矩形二元喷管，使尾喷流火舌变平，可降低红外辐射信号课用涡扇发动机，可降低发动机的排气温度；飞机在飞行时尽量不要开加力燃烧室，如米格—21的发动机，不开加力时的红外探测范围为10km，开加力后，在40km以外就能被探测到；另外把发动机布置在机身或机翼上面，利用机翼或尾翼等部件进行遮挡或隐蔽。    美国的隐身战斗轰炸机F—117A，如图1—73所示的外形是完全按隐身要求设计的，其机翼、机身用特殊的多面体连接并融合成一体，这样可以将雷达波以各种角度向飞机上半球的天空反射，但这种外形明显地降低了它作为亚声速战斗机的气动性能。F—117A的进气道和发动机布置在机翼上部，进气口扁而平，安装有特殊的格栅以阻止雷达波进入进气道，这些对隐身十分有利，但有损于大迎角机动特性。另外它还采用了全动的V型尾翼，并在飞机表面上涂了多种不同种类的雷达波吸收材料，有效地吸收了入射雷达波，并使雷达波散射强度衰减，对举小飞机的RCS起到了很好的作用。B—2轰炸机和F—22战斗机在外形设计上很好地薄兼顾了隐身和气动性能两方面的要求。 图1-73 F-117A隐身战斗轰炸机     国外把隐身飞机的发展分为五代：第一代是洛克希德·马丁“臭鼬”工程队的SR—7l战略侦察机；第二代为“海弗兰”原型机，即F—117的原型机；第三代是洛克希德·马丁公司的F —117战斗轰炸机；第四代是诺斯罗普·格鲁曼公司的B—2战略轰炸机；而洛克希德·马丁／ 波音联合研制的F—22战斗机为第五代隐身飞机。我国将隐身飞机分为三代，F—117为第一代隐身飞机，B—2为第二代，F—22和F—35为第三代隐身飞机。    2．航天技术现状        航天技术对现代战争已经产生了重大影响，世界各国更加重视军事航天系统与反系统的研制，特别是美国率先发展并决意部署国家导弹防御系统(NMD)，将不可避免地把航天技术的发展推向一个新阶段。     2001年1月22～26日，美国进行了代号为“施里佛2001”的首次以太空为主要战场的军事模拟演习；就在这期间，俄罗斯总统也下令建立俄罗斯军事航天部队；日本也准备投巨资研究载人飞船。到2003年，世界各国发射的各类航天器超过5 000个(美国和俄罗斯占绝大多数)，其中军用航天器约占总数的70％。    西方军事大国的信条是“谁能控制空间，谁就能控制地球”。为军事目的服务，是空间大国航天活动的主旋律。军用卫星系统在为战略决策服务的同时，也为武器装备和作战部队提供各种通信广播、侦察监视、导航定位等支持，极大地提高了武器装备的整体作战效能。美国拥有十分健全的军用卫星系统，代表着世界最先进水平，同时还拥有由运载火箭、航天飞机和空射型运载火箭组成的运载系统，具备轻型、中型、重型不同种类航天器的发射能力和完善配套的发射测控系统及严密的防天监视系统。其次是俄罗斯、法国和英国。    侦察卫星占军用卫星总数的60％，它不仅是大规模战略侦察的重要手段，而且正在把触角逐步伸向战役、战术范围，如图1—74所示为一侦察卫星。美国的KH—12"锁眼'12号数字图像传输侦察卫星，采用先进的CCD可见光相机，地面分辨率达到0．1 m，有“极限轨道平台”之称，而且有很强的机动变轨能力；美国“长曲棍球”雷达成像卫星能识别伪装或地下目标，地面分辨率达o．3m。俄罗斯的第五代光学成像卫星的地面分辨率可达0．2 m。法国使用的“太阳神”lA光学成像侦察卫星，地面分辨率为1 m，正在研制0．5m的第二代“太阳神'2A卫星。印度于，2001年10月发射的实验性侦察卫星的地面分辨率也达到1 m。如图1—?5所示为地面分辨率为1 m的美国IKONOS商用卫星拍摄的照片。      军用通信卫星能够为陆、海、空军等各类用户提供迅速、准确、保密、稳定的通信保障，从而为建立三军通用的C3I系统(即指挥、控制、通信和情报系统，又称为自动化指挥系统)创造条件。美国的军用通信卫星系统最庞大、也最先进，包括舰队卫星通信(Fltsatcom)、特高频后继星(UFO)、卫星数据系统(SDS)、国防卫星通信系统(DSCS)、军事星(Milstar)系统和跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)等。其中“国防通信卫星”从1962年开始研制至今，已经发展了三代；目前在轨服役的第三代总计14颗，能保证除两极外全球所有地区24小时不间断通信，是美国最重要的全球军事通信系统。俄罗斯现役的军用通信广播卫星主要有“闪电”型通信卫星系统，“急流”卫星系统以及“虹”、“地平线”与“荧光屏”地球静止轨道通信卫星系统等。其中“闪电”通信卫星是俄罗斯战略通信卫星，从1965年4月23日第二颗“闪电”1号升空，至今已发展了三代；第一代发射了89颗，第二代发射了17颗，第三代发射近百颗，都采用倾角62．8至65．5的大椭圆轨道，以便覆盖到纬度较高的俄北部领±。目前北约拥有“纳托”系列军用通信卫星系统，英国有“天网”系列军用通信卫星系统，法国有“西拉库萨”军用通信卫星系统。     图1-74 侦察卫星 图1-75 晴朗天气下的卫星照片    导航卫星可以为水面舰船、水下潜艇、空中飞机以及导弹等调整目标和为地面部队提供精确的定位数据，使所有作战部队能够在统一的作战意图下，按照规定的时间、地点协同动作，因此被称为“三军指南”。目前只有美国和俄罗斯两国拥有独立的卫星导航定位能力。美国的全球定位系统(GPS)和俄罗斯的全球导航卫星系统(Glonass)是世界上广泛应用的两种现役卫星导航系统。欧洲一些国家和日本都正采取先利用后取代的策略，近期建立基于GPS和Glonass卫星的增强系统，远期目标为建设自己独立的导航定位卫星系统，如欧盟的“伽利略”全球定位系统。我国的“北斗”双星导航定位系统是一种区域性的双向导航体系，技术水平和性能方面还存在较大改进空间。    气象卫星可以比较准确地预报全球或局部地区的气象情况，为制定作战计划提供更充分的依据。美国、俄罗斯、欧洲空间局、日本和印度都有自己的气象卫星系统。美国国防部还专门部署了军用气象卫星，如美国的国防气象卫星就是目前世界上惟一的军事气象卫星系统，从1965年1月19日发射第一颗，至今共发射了?代共40余颗，平均每年约发射1颗。    测地卫星可以准确地测出各种打击目标的地理位置，从而提高战略武器的命中精度。美国、苏联和法国曾先后发射过测地卫星，目前已没有专用的测地卫星。美国国防部在2000年2月曾利用航天飞机携载合成孔径雷达对全球70％的陆地表面进行了三维高精度数字地形测绘，这些数据具有极其重要的军事意义，特别是对精确制导武器而言。现代高技术战争已经从传统的“三维(陆、海、空)战争”发展为“四维(陆、海、空、天)战争”或“五维(陆、海、空、天、电子战)战争”，“空间战”将是未来战争的重要组成部分。    载人航天系统包括三大部分：轨道基础设施、地面基础设施和天地往返运输系统。轨道基础设施由在低轨道上运行的载人空间站、无人轨道平台及在高轨道上运行的数据中继卫星、定位卫星等组成；地面基础设施由指挥控制中心、跟踪通信网、发射中心、着陆场、航天员选拔训练中心及有效载荷中心等组成；天地往返运输系统向空间站接送换班的航天员，把货物由地面送到空间站，并把重要的试样及资料送回地面。已经使用的有两种天地往返运输系统，一次性使用的载人飞船和运货飞船以及可重复使用的航天飞机。    空间站从总体方案方面可分为三个主要类型：即单模块空间站、多模块组合空间站和一体化综合轨道基地。单模块空间站是指由火箭一次发射人轨即可运行的空间站，如苏联的“礼炮”号空间站和美国的“天空实验室”等。俄罗斯的“和平”号空间站是多模块组合空间站的典型例子，“和平”号空间站由“联盟”—TM飞船承担天地往返运人任务，由“进步”号飞船承担运货任务，特点是各舱段为积木式组合，每个舱段都有独立的电源及控制系统，比较灵活。一体化组合空间站是在一个基础框架结构(或称龙骨结构)上安装试验舱、生活舱、太阳帆板、移动式机械臂搬运系统、暴露设施乃至转运发射设施的大型空间站，这种空间站有统一的服务设施，集中供电、供气、散热，统一的姿控系统和交会系统，使每个组成模块的功能单一化，提高了全站的效率。    载人飞船由乘员返回舱、轨道舱、服务舱、对接舱和应急救生装置等部分组成。登月飞船还具有登月舱。返回舱是载人飞船的核心舱段，是飞船上升和返回过程中航天员的座舱，也是整个飞船的控制中心，它不仅和其他舱段一样要承受上升段和轨道运行阶段的各种应力和环境条件，而且还要经受再人大气层和返回地面阶段的减速过载和气动加热。轨道舱是航天员在轨道上的工作场所，里面装有各种实验仪器和设备。服务舱通常安装推进系统、电源和气源等设备，对飞船起服务保障作用。对接舱是用来与空间站或其他航天器对接的舱段。载人飞船最基本的舱段是返回舱及服务舱。在完成轨道任务之后，只有返回舱载人返回地面。除我国的“神舟”飞船外，美国和苏联的载人飞船都是30年前研制的。苏联的“联盟”—TM飞艇的总长为7．13m，直径2．2 m，总质量?070 kg，其中返回舱质量3 000 kg，能乘坐3名航天员同时运送100kg货物。“联盟”—TM飞船还可作为国际空间站的救生飞船使用。美国的“阿波罗”飞船由指令舱、服务舱和登月舱三个部分组成，总质量为47 900 kg，其中指令舱质量5 560kg，能乘坐3名航天员，同时可回收450 kg货物。    目前只有美国成功地研制并使用了航天飞机。航天飞机由轨道器、外贮箱和两个固体助推火箭组成，起飞质量为2 040 000 kg，海平面总推力为34 622 kN。轨道器的外形像一架 飞机，共装有3台液氢液氧火箭发动机，每台推力为1 754 kN。轨道器的翼展为23．79 m，机身长度37．24m，净质量74 844 kg。航天飞机在21世纪初的主要任务是承担建造国际空间站的运输任务，该任务由于“哥伦比亚”号航天飞机的空中爆炸而暂时搁浅。    世界上起飞重量最重、推力最大的火箭是俄罗斯的“能源”号重型通用运载火箭。该火箭是苏联为发射“暴风雪’’号航天飞机而研制的超级火箭，于1987年5月15日首次发射成功，采用捆绑技术，长60m，总质量2 400 000kS，能把100 000kg的有效载荷送人近地轨道，可用于发射大型无人航天器，也可发射载人航天飞机。“能源”号和美国1967年首次发射成功的“土星”5号同为当今的巨型运载火箭。 欧洲空间局的“阿丽亚娜’’5型是最新研制的重型运载火箭，它能把质量为6 800 kg的单颗卫星或总质量为5 900kg的2颗卫星送人地球同步转移轨道，该火箭1996年6月4日首次发射没有成功，直到1998年10月23日的第3次发射才获圆满成功。“阿丽亚娜”系列火箭主要用于商业发射。    美国的“大力神”4型主要用于发射大型军用卫星和其他政府出资的太空载荷，由于价格昂贵，在商业发射市场并无竞争力，其太阳同步轨道的运载能力为14 000kg，低轨道运载能力为17 ooo kg，地球静止转移轨道的运载能力最大为5 800 kg。    日本的H—2大型运载火箭于1994年2月3日首次发射成功，该火箭可将2 200kg的有效载荷送人地球同步转移轨道，可用于发射卫星和行星际探测器。H—2的改进型H—2A于2001年8月29日首次发射成功，地球同步转移轨道的运载能力最大可达5 000 kg。    1．5．2  航空航天技术的未来发展趋势    1．航空器的未来发展趋势    (1)先进战斗机    F—22和F—35代表了未来先进战斗机的技术发展方向，世界许多航空大国也在发展相似技术水平的新一代战斗机。俄罗斯空军的第五代歼击机又称为MFI，是“多用途前线战斗机”的字头缩写，是直接针对美国F—22战斗机进行设计的。为了第五代歼击机而开发的1.44验证机和S—37验证机也代表未来战斗机技术的发展趋势。俄罗斯米高扬设计局研制的1．44验证机就其作战效能来看，可以与美国的F—22相匹敌。1．44验证机在工程发展阶段的编号为1．42，1999年1月12日，米格1．44首次公开亮相，并于2000年2月29日完成了首飞。它采用全动前翼的鸭式布局，具备隐身和超声速巡航能力。S—37是俄罗斯苏霍伊设计局研制的具有隐身功能的第五代歼击机的技术验证机，于1997年9月25日首飞，飞机采用了前掠翼的三翼面布局，使用具有推力矢量能力的发动机。在超视距攻击方面，俄罗斯空空导弹的有效射程优于美国的远距空空导弹。    (2)无人驾驶侦察与作战飞机    无人驾驶飞机(UAV)具有重量轻、尺寸小、成本低、机动性高和隐蔽性好等特点，适宜于在高危险区域执行任务，以降低飞行员的生命危险。随着电子、控制和导航技术的飞速发展无人机的军事用途扩展到侦察、监视、通讯、反潜、骚扰、诱惑、炮兵校正、电子对抗和对地攻击等。海湾战争、科索沃战争、阿富汗战场和第二次对伊战争中，美国的“捕食者”、“全球鹰”等无人机被大量应用。无人战斗航空器(UCAV)构想将在比有人系统低得多的全寿命周期费用下为先进空中力量增加战术威慑，美国计划将UCAV武器系统作为2010后军力结构的一个完整组成部分，初期作战目标是作为有人飞机的有机补充，通过在处于安全地区的操作员控制其执行对敌防空压制(SEAD)任务来支持攻击计划。在2002年的阿富汗战场上，美军使用Tier—2“捕食者”无人驾驶飞机向基地组织的车队发射了“海尔法”空地导弹。UAV和UCAV毫无疑问将成为未来航空器发展热点。如图1—76所示为美国的“全球鹰”战略无人侦察机。 图1-76 “全球鹰”无人侦察机     (3)大型和超声速运输机 随着空中旅行需求的不断增加和美军全球快速部署战略的实施，大型或巨型旅客机和运输机已经开始研制，如欧洲空中客车公司的A380具有双层客舱，载客量达到550人，如图1—77所示。处于概念设计中的波音747—X，载客量将超过600人。国外也有了1 000座级别的巨型飞翼布局的运输机方案。超声速空中旅行一直是许多人的梦想，虽然已经有了第一代超声速运输机(SST)，但由于经济性差和噪声问题没有解决，运营很不成功。载客量超过300人，以2～2．5倍声速巡航的第二代SST的发展已经受到了航空大国的高度重视。 图1-77 A380大型运输机     (4)空天飞机 空天飞机是一种既能在大气层内飞行，又能在外层空间航行的水平起降飞行器。1986年，美国提出研制代号为X—30的重复使用单级人轨水平起降的“国家空天飞机”计划，接着俄、英、德、法、日等国纷纷推出了各自的可重复使用航天运输系统方案。空天飞机计划实现后，人类将可在2小时内到达地球任意地方。新概念吸气式发动机、高超声速空气动力学、机身和发动机一体化设计以及耐高温结构与材料方面的突破是成功研制空天飞机的基本保证。空天飞机的主要目的就是实现安全和低费用的地球轨道航天运输，从而促进人类对太空的商业开发和民用探索，其潜在军事用途也是显而易见的。    (5)微型航空器    微型航空器(MAV)是一种适合于排或排以下战斗单位的新式武器装备，满足未来野外分散部队和城区作战的需要。要求其最大尺寸不超过150 mm、重量100 g左右、有效载荷约20g、飞行速度50 km／h左右、航时大于20min。低雷诺数空气动力设计、机载设备微型化及其系统综合、微型动力、自主飞行以及数据传送和人机交互等均为MAV的关键技术领域。MAV有固定翼、旋翼及扑翼三种气动布局形式。如图1—78所示为美国国防部先进研究计划局(DARPA，又译“国防部预研局”)主持开发的微型航空器。许多西方国家也对MAV产生了极大的兴趣。 图1-78 微型航空器    (6)新概念和特种航空器    这类航空器是指非常规或非常规空气动力布局的各种航空器。利用地面效应结合动力增升装置研制的地效飞行器，可高效地掠水面飞行，俄罗斯在地效飞行器方面具有较大的技术优势。结合飞机与直升机特点、勿需跑道的倾转旋翼机，如美国的V—22，也有广泛的军民用市场。斜置翼、环形翼、连翼、双机身等特殊布局飞机以及我们现在还没有任何概念的特殊航空器将成为今后的研究内容或发展方向。    2．航空科，学技术的未来发展趋势    (1)空气动力学      空气动力学一直是航空器设计考虑的关键内容，目的是如何提高未来飞机的性能。飞机机翼表面流动的层流化是提高飞机巡航升阻比的最有效技术手段。从绕翼型流动的边界层来看，翼表面有转捩点，转捩点前为层流，之后转变为湍流，要得到实用的层流化机翼设计方法，必须弄清楚附面层的转捩机理。超声速运输机和空天飞机的空气动力设计需要减少激波阻力和降低“声爆”的影响，要研究新的气动布局方案。高速飞机在起飞着陆状态下的低速气动设计也是工程设计中亟待解决的问题。     计算流体力学(CFD)仍然是研究重点，欧拉和N—S方程的数值求解与网格生成技术继续受到关注。在试验空气动力学中需要解决支承和洞壁的影响、高超声速风洞试验、低速风洞的风速均匀与稳定性以及高精度的非接触测量系统等问题。空气动力机理研究方面，低雷诺数空气动力学、仿生空气动力学以及对湍流、转捩、分叉、漩涡与漩涡相互作用等流动现象的研究将仍然是未来的研究前沿课题。发展飞机的空气动力学应该是理论、精致实验和CFD的结合。    (2)推进技术    今后一段时间的发展目标仍然是提高热机和推进效率、降低燃油消耗、提高推力级、减轻重量、减少排放、降低噪声、增加可靠性、提高使用寿命和减少维护工作量。亚声速客机用的发动机，要大幅度地提高增压比和涡轮进口温度，增大涵道比或采用无涵道桨扇。利用CFD技术设计风扇、压气机和涡轮，改进燃烧室以降低排放量，采用主动控制技术来提高压气机效率和喘振裕度，用磁悬浮轴承以减轻重量。    总体热力循环参数设计、一体化高空低雷诺数燃烧室、复合材料风扇、低耗油率设计等都是今后的发展方向。组合发动机、超燃冲压发动机、脉冲爆震波发动机以及其他新概念或非常规发动机的原理研究也是这一领域的重点。    (3)材料和结构    金属材料仍然是今后民用飞机机体的主要用材，因而要发展铝锂合金，在不降低寿命的条件下提高材料的比刚度、韧性和抗腐蚀能力，同时也要开展高比强度材料的研究与开发。研究和发展实用的复合材料结构的设计、分析、制造、检验和修理方法，研究复合材料的损伤容限机理和实用的无损探伤技术。研究和开发耐高温树脂基和陶瓷基复合材料。    利用复合材料特点开展“智能结构”研究，实现结构颤振和载荷的主动控制。进一步开展先进结构寿命预测方法和结构分析软件的研究与开发。    (4)航空电子与控制    为提高航空器的运送能力，要充分利用各种来源的导航信息，实施航迹的跟踪与管理。为实现全天候起降，要建立可靠的防撞系统。研制新的风切变探测装置及其回避系统。在座舱显示系统方面，要增加显示信息和数据，增强视景画面，利用语音控制来提高飞行员的操作正确性。   未来的民用飞机也要采用主动控制技术，实现放宽静稳定、突风减缓和载荷降低。    (5)总体综合设计    航空器总体设计是一个涉及诸多学科的复杂系统工程，寿命周期与可承受性的考虑使得总体综合设计更具挑战。多学科设计优化(MDO)技术有助于获取一个最优的或平衡的设计方案，气动／隐身、气动／结构、结构／主动控制以及更多学科的一体化设计无疑是该领域未来的发展方向。总体方案的可行性、可存活性和可承受性方面的研究也将受到关注。     (6)其  他    认知工程，隐身、战斗生存力与作战效能研究，电子样机与虚拟设计技术开发，飞机和发动机的光传操纵，低污染环保设计，先进机载雷达，飞机和外挂物管理系统，反设计技术等都是航空科学技术领域未来的研究和发展重点。    3．航天技术的发展趋势    在新的世纪，太空将进一步成为国家安全和国家利益的重点考虑对象。大力发展军事和商业航天，夺取和保持太空优势地位，是21世纪超级大国和地区性强国所追求的重要目标。    (1)运载火箭    在运载火箭方面，仍以提高运载能力和可靠性、简化操作程序和降低发射成本为今后的目标。运载火箭的发展主要体现在两个方面，首先是进一步改进现有的一次性运载火箭，第二是发展新型可重复使用的空间往返系统。    美国正在研制的改进型一次性运载火箭(EELV)就是改进运载火箭的代表。新一代EELV是由美国空军同波音公司联合研制的“德尔它”IV重型火箭，该运载火箭长72 m，重725 t，低地球轨道运载能力为23 000 kS，地球同步转移轨道的运载能力为13 600 kg，它将成为美国国家航空航天局(NASA)计划于2008年发射的轨道空间飞机(OSP)的首选运载工具。    该运载火箭采用基于商用硬件的推力器模块等技术，发射成本比现有火箭低。    美国也在研制可重复使用运载器，旨在降低天地往返成本。在众多方案中，最有名的当属1996年启动的X—33，它是“冒险星”单级入轨可重复使用运载器的1／2比例技术验证机，计划用它在无人驾驶情况下做低轨道试验，它可以单级人轨，从而能大大降低发射成本，估计其发射费用仅为目前的10％。但由于该计划风险太大，研制进程一再推迟，美国于2001年3月取消了这一计划，并考虑新的方案。目前，美国惟一在研制中的可重复使用运载火箭是“基斯特勒K—尸型运载器，由NASA资助1．35亿美元在未来几年内进行4次飞行试验。由于当前发射航天器价格昂贵，每千克有效载荷的发射费用高达10 000美元至30 000美元，限制了太空资源的广泛应用，可重复使用运载工具的研制，希望把这一成本降低到每千克2 000美元或1 000美元。    (2)人造地球卫星      人造地球卫星将加快更新换代的速度和进一步扩大应用范围。      人造地球卫星将向越来越大和越来越小两个方向发展：一方面，综合型高功率大型卫星平台最终将演变成一种被称为“空间平台”的新型航天器；另一方面，质量在500～1 000 kg的小卫星、质量在100～500 kg的超小型卫星、10～100 kg的微型卫星和质量小于10 kg的所谓纳米卫星将越来越受到重视，现已有人提出芯片卫星方案。    新型空间平台与人造地球卫星的不同点是有人照料、定期在轨维修和更换仪器、可加注燃料和补给品，因而具有寿命长、用途广的特点。而小型卫星具有研制周期短、体积小、性能好、可靠性高、发射灵活和不易被摧毁等·一系列优点，尤其是由小卫星组成的星座，其功能比大型卫星更具吸引力。要使微型卫星和纳米卫星投入使用，必须先攻克集成公用模块技术(1UM)和微电子机电集成系统(MEMS)等关键技术。    地球同步轨道通信卫星的发展将以大功率、长寿命和高频段为主，卫星平台将实现模块化、集成化和系列化，并将广泛采用超大型天线、多点波束、功率按需分配等新技术，以实现卫星宽带、高速率通信。发展Ka波段或更高频段的高速率宽带低、高轨道星座系统，构筑太空信息高速公路，将成为今后一段时期的关注热点，因为它比光纤通信成本低，建造容易，是信息时代的重要力量。卫星激光通信技术的采用将大大加速全球太空信息高速公路的建成。    遥感卫星将向三个方向发展：大型综合系统、分布式小型遥感卫星星座和小型高分辨率商业遥感卫星。大型综合系统可同时利用多种遥感器，对地球的环境、资源、海洋和气象等全面观测；分布式小型遥感卫星星座可同时获得时空分辨均高的地球图像；而小型高分辨率商业遥感卫星则可灵活地满足各种用户需要。    导航定位卫星在国民经济中的应用将更为普及，并将不断采用新技术来提高定位精度和拓展卫星功能(如兼有通信功能)。    卫星应用的商业化和军事化趋势会进一步加强。比如，军事航天的任务将由目前的空间支援(发射和部署航天器)和力量增强(侦察、通信、导航等)，转变为空间控制(保护己方航天系统、破坏敌方航天系统)和力量运用(从空中攻击地球)，使空间从支援地球上陆、海、空部队作战的辅助战场，变成由地球上陆、海、空部队支援的主战场。有人认为，到2025年，大部分战争可能不是攻占领土，甚至不发生在地球表面，而是发生在太空或信息空间。谁能控制太空或信息，谁就能取得优势。    (3)载人航天    未来的载人航天将分四步走。    第一步是在2005—2006年建造成“阿尔法”国际空间站(该工程可能会延期)，使?名航天员在上面长期工作。此后启动第二代国际空间站“贝塔”计划，建成后将作为更长期的宇宙飞行的中转站。    第二步建立空间基地。空间基地除具有空间站的全部功能外，还能对其他航天器进行加注燃料、维修更换仪器等在轨服务。它配有轨道机动飞行器、轨道转移飞行器等，其中维修服务站是重要设施之一，站上有移动服务系统和各种维修工具，可用来装配大型空间结构，充分发挥人的作用。基地上还可建空间工厂，生产特殊材料和药品等，使载人航天进入真正的应用阶段。    第三步建立月球基地。月球上蕴藏着丰富的资源，尤其是有地球上没有的核燃料氦—3，如用它取代核聚变中的氘，不仅能解决地球上的能源危机，还可减少核污染几十倍。根据有关资料介绍，月球上的氦—3蕴藏量达100万吨，其总能量相当于地球上已开发的所有矿物燃料的10倍。仅数十吨氦—3核聚变所产生的能量就可以满足地球21世纪需要的全部电能。月球的引力只有地球的六分之一，没有空气，用月球作行星际航天基地和天文观测站都十分理想。在月球上建造太阳能发电站，发电效率极高。  日本已提出把月球发电作为一种新的产业，并设想用微波技术把电送回地球。在建立月球基地后，人们还能开发和利用月面资源，制造航天用推进剂等。理想中的月球基地为一个宽敞的密闭环境，其内部要有和地面上一样的温度、压力和空气成分，在这个密闭环境中，人类和动物、植物共生在一起，氧气、水和食物互相循环  转换，不需外界补给。多个发达国家都制定了有关的长远计划。    第四步为载人火星飞行。火星是与地球最相似且距地球最近的九大行星之一，研究它对认识地球本身和整个太阳系都具有重要意义，尤其是对揭开生命的起源和演化进程很有帮助。  载人火星飞行的关键技术是载人火星飞船生命保障系统的再生循环技术。另外还要搞清在飞往火星的漫长旅途中(500多天)，长期失重对人体的生理影响以及长期寂寞和孤独对航天员心理的影响等。    (4)空间天文探测    未来的空间天文探测将包括4个方面。首先是研究日地关系，弄清太阳为什么变化和是怎样变化的，地球与行星之间是怎样响应的，这种响应对人类有何影响。其次是探索太阳系，确定太阳系是如何形成的，生命的起源到底是什么，行星在整个历史中经历了哪些变化。第三是了解宇宙的结构和演变，探索宇宙中物质和能量间的循环。最后是分析宇宙的起源，弄清星系、恒星和行星系统是怎样形成的。    所有的天文卫星和无人宇宙探测器都将围绕这4个方面来研制，其中行星探测器的研制将遵循“更快、更好、更省”的方针。1989年发射的“伽利略”号土星探测器，已于2003年9月 21日完成长达14年的太空探索使命，在地面操控下，坠毁于木星。北京时间2004年7月1 日上午成功进入土星轨道的“卡西尼”号土星探测器是世界上最后一个大型探测器。    未来天文探测的重点是“主攻”日地关系，因为太阳释放的巨大能量和物质对日地空间及地球环境有着直接而强烈的影响，与航天技术的发展关系密切。另外，多卫星同时探测的规模会越来越大。比如为了弄清太阳的变化及其对人类的影响，美国和欧洲将发射16颗太阳观测卫星，其中6颗用于监测太阳变化，6颗监测地球空间对太阳变化的响应，其余的卫星则探测太阳风和4顾行星的大气状态。多星同时观测，可了解地球空间环境的时空变化，所以这些天文卫星既有满足时间分辨率要求的高轨道卫星，也有满足空间分辨率要求的低轨道的卫星。    美国于1998年10月24日成功发射了“深空”1号探测器，从而拉开了其“新盛世”计划的序幕。今后还将发射“深空”2号、3号等空间探测器。“新盛世”计划的目的是进一步落实“更快、更好、更省”的发展方针，研制一批小型、低成本、自主工作的航天器，以满足在太空建立真正的无人探测研究基地的需要。发射“深空”1号的主要目的不在于对行星际星球目标进行科学探测，而在于对一批新技术在未来空间探测中的应用进行验证，在它发射头两年的飞行中，对用于未来飞行的12项新技术进行了试验，其中最重要的就是试验离子推进系统和自主导航系统。“深空”1号是世界上第一个以离子推进器为主要动力的空间探测器，它在离子推进系统工作期间，其自主导航仪能够通过扫描恒星体和小行星，测定自己所在的确切位置，并根据太阳电池阵产生电能的模型和器载设备耗功的情况，选择推力器的节流级，调节推力大小。    随着人类空间探测活动范围的扩大及探狈，J任务进一步趋于多样化，深空探测的新型推进技术、探测器智能自主技术、新型传感器和载荷技术、测控与通信技术等都得到了长足的发展，并在深空探测活动中发挥了重要作用；有的还需要进一步研发，逐步在今后的深空探测计划得到实际应用。 思考题  1  什么是航空?什么是航天?航空与航天有何联系?  2  飞行器是如何分类的?  3  航空器是怎样分类的?各类航空器又如何细分?  4  航天器是怎样分类的?各类航天器又如何细分?  5  火箭和导弹有哪些相同和不同之处?  6  要使飞机能够成功飞行，必须解决什么问题?  7  战斗机是如何分代的?各代战斗机的典型技术特征是什么?  8  直升机主要以什么技术 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 进行分代?  9  载人航天的工具或方式有哪几种?它们之间有什么区别?  10  巡航导弹和弹道导弹有什么不同?  11  航空航天在国防和国民经济建设中占有什么样的地位?发挥什么样的作用?  12  新中国成立以来，我国的航空工业取得了哪些重大成就?  13  什么是“两弹一星”?  14  我国的运载火箭共有几个系列?多少个型号?各自有什么用途?  15  熟悉航空器、航天器、火箭和导弹发展史上的第一次和重大历史事件发生的时间和地点。  16  通过阅读教材中的航天航天技术现状和未来的发展趋势，谈谈你对未来我国航空航天技术发展途的法。