近空間飛行器

內(nèi)容概要

　　近空間又稱近太空、臨近空間或亞軌道，寬泛的定義為20～100km之間的空域。近空間飛行器是指能夠飛行在近空間空域執(zhí)行特定任務(wù)的飛行器?！督臻g飛行器》的主要內(nèi)容包括近空間飛行環(huán)境、超高空氣球、平流層飛艇、超高空長航時(shí)無人機(jī)、空天飛機(jī)、超高空偵察機(jī)、高超聲速飛行器、超高空偵察機(jī)、空天轟炸機(jī)、高超聲速運(yùn)等。

書籍目錄

第1章概述 1.1近空間及近空間飛行器 1.1.1地表大氣 1.1.2近空間的概念 1.1.3近空間的法律地位 1.1.4近空間飛行器定義 1.1.5近空間飛行器的分類 1.2近空間飛行器的特點(diǎn)與應(yīng)用前景 1.2.1近空間飛行器的特點(diǎn) 1.2.2近空間飛行器的軍事應(yīng)用前景 1.2.3近空間飛行器的商業(yè)應(yīng)用前景 1.3近空間飛行器的發(fā)展背景與技術(shù)支持 1.3.1近空間飛行器的發(fā)展背景 1.3.2航天技術(shù)將為近空間飛行器提供支持 1.4美國近空間飛行器研發(fā)狀況 1.4.1美國開發(fā)近空間的原因 1.4.2美軍方近空間飛行器的主要發(fā)展?fàn)顩r 1.4.3美國空軍近空間研究展望 1.5其他國家近空間飛行器發(fā)展?fàn)顩r 第2章近空間大氣飛行環(huán)境 2.1飛行器飛行環(huán)境概況 2.1.1大氣環(huán)境 2.1.2空間環(huán)境 2.2近空間、中層大氣與大氣／空間環(huán)境數(shù)據(jù)庫 2.2.1近空間與中層大氣 2.2.2國際中層大氣研究計(jì)劃 2.2.3近空間環(huán)境的監(jiān)測 2.2.4大氣／空間環(huán)境數(shù)據(jù)庫 2.3近空間／中層大氣環(huán)境 2.3.1氣壓及密度 2.3.2化學(xué)成分 2.3.3風(fēng)場與溫度場 2.3.4太空環(huán)境原子氧侵蝕與太陽輻射作用 2.3.5帶電粒子輻射 2.3.6電離層中的加熱與電磁特性 第3章（超）高空氣球 3.1高空氣球的發(fā)展 3.1.1氣球的發(fā)展史 3.1.2高空氣球的發(fā)展 3.1.3關(guān)國長時(shí)高空氣球的研制發(fā)展 3.1.4我國高空氣球的研制 3.2長時(shí)觀察用的高空氣球系統(tǒng) 3.2.1氣球和回收系統(tǒng) 3.2.2氣球管理系統(tǒng) 3.2.3氣球飛行軌跡控制系統(tǒng) 3.2.4超高空系纜氣球 3.3提高探空氣球探測高度的一些方法 3.3.1影響氣球上升高度的因素 3.3.2提高氣球探測高度的方法 3.4超高空氣球通信系統(tǒng) 3.4.1系留氣球系統(tǒng)的組成 3.4.2系留氣球通信系統(tǒng)的特點(diǎn) 3.4.3應(yīng)用前景 3.5高空科學(xué)氣球收集宇宙塵粒 3.5.1研究意義 3.5.2收集器的類型及安放位置 3.5.3沉降板收集器與吊籃結(jié)構(gòu) 3.5.4氣球—吊籃系統(tǒng) 3.6高空氣球微重力環(huán)境試驗(yàn) 3.6.1高空氣球微重力試驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)成 3.6.2系統(tǒng)測試結(jié)果 3.7宇宙射線觀測 第4章平流層飛艇 4.1飛艇的發(fā)展歷程 4.1.1從氣球到飛艇 4.1.2第一次世界大戰(zhàn)中飛艇的發(fā)展 4.1.3第一次世界大戰(zhàn)后飛艇技術(shù)的轉(zhuǎn)移、發(fā)展和衰落 4.1.4現(xiàn)代飛艇技術(shù)的興起 4.2平流層飛艇的發(fā)展現(xiàn)狀 4.2.1美國的平流層飛艇 4.2.2歐洲的平流層飛艇 4.2.3俄羅斯的高空飛艇 4.2.4日韓的高空飛艇 4.2.5其他國家的高空飛艇 4.3平流層飛艇的特點(diǎn)與用途 4.3.1平流層飛艇的特點(diǎn) 4.3.2乎流層飛艇的用途 4.4平流層飛艇囊體材料 4.4.1平流層飛艇的結(jié)構(gòu) 4.4.2平流層飛艇對囊體材料的要求 4.4.3浮升氣體對艇體材料的影響 4.4.4平流層飛艇的蒙皮材料 4.4.5平流層飛艇的蒙皮制造工藝 4.5能源控制技術(shù) 4.5.1平流層空間環(huán)境 4.5.2能源系統(tǒng)構(gòu)成 4.5.3能源平衡分析 4.6平流層飛艇定點(diǎn)控制技術(shù) 4.6.1定點(diǎn)控制技術(shù) 4.6.2解決途徑 4.7平流層飛艇的推進(jìn)系統(tǒng) 4.7.1能源裝置 4.7.2動(dòng)力裝置 4.7.3推進(jìn)裝置 4.8平流層飛艇環(huán)境控制技術(shù) 4.8.1環(huán)境特點(diǎn)與環(huán)境防護(hù) 4.8.2氣囊溫度控制 4.8.3載荷艙環(huán)境控制 4.8.4動(dòng)力系統(tǒng)與電池?zé)峥刂?4.8.5飛艇環(huán)境控制中的幾個(gè)問題 4.9空氣動(dòng)力學(xué)分析設(shè)計(jì) 4.9.1平流層飛艇的受力 4.9.2平流層飛艇的穩(wěn)定性 4.9.3平流層飛艇的氣動(dòng)特性分析 第5章（超）高空長航時(shí)無人機(jī) 5.1無人機(jī)發(fā)展 5.1.1無人機(jī)的緣起與3次發(fā)展浪潮 5.1.2一些國家和地區(qū)無人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 5.1.3無人機(jī)的發(fā)展趨勢 5.2（超）高空長航時(shí)無人機(jī) 5.2.1高空長航時(shí)無人機(jī)的特點(diǎn)與用途 5.2.2高空長航時(shí)無人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 5.2.3高空長航時(shí)無人機(jī)發(fā)展方向 5.3高空長航時(shí)無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng) 5.3.1高空長航時(shí)無人機(jī)的技術(shù)要求與動(dòng)力系統(tǒng)的技術(shù)難點(diǎn) 5.3.2幾種典型的高空長航時(shí)無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng) 5.4高空長航時(shí)無人機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)特性 5.4.1高空長航時(shí)無人機(jī)的氣動(dòng)特征 5.4.2高空長航時(shí)無人機(jī)若干氣動(dòng)問題研究 5.5高空長航時(shí)無人機(jī)的若干關(guān)鍵技術(shù) 5.5.1提高飛行升限和耐久性 5.5.2寬帶信息傳輸和無人機(jī)控制問題 5.5.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.5.4發(fā)動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)的冷卻 5.5.5氣動(dòng)一隱身一體化設(shè)計(jì)問題 5.5.6增大設(shè)備載量和空間 5.5.7工作可靠性和精度 5.5.8無人機(jī)系統(tǒng)多目標(biāo)綜合優(yōu)化問題 5.5.9編隊(duì)飛行 第6章空天飛機(jī) 6.1空天飛機(jī)的類型、特點(diǎn)與用途 6.1.1空天飛機(jī)的類型 6.1.2空天飛機(jī)的特點(diǎn) 6.1.3空天飛機(jī)的用途 6.2空天飛機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 6.2.1美國空天飛機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 6.2.2俄羅斯空天飛機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 6.2.3其他國家空天飛機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 6.3空天飛機(jī)的材料 6.3.1NASP的材料選擇 6.3.2NASP先進(jìn)材料研究進(jìn)展 6.4空天飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī) 6.4.1發(fā)動(dòng)機(jī)的演變 6.4.2組合發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)狀 6.4.3空天飛機(jī)組合發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)難題 6.5空天飛機(jī)的熱防護(hù)系統(tǒng) 6.5.1空天飛機(jī)防熱系統(tǒng)的要求 6.5.2空天飛機(jī)防熱系統(tǒng)概述 6.5.3前緣防熱系統(tǒng)與主動(dòng)冷卻 6.5.4相關(guān)理論分析與試驗(yàn)技術(shù) 6.6空天飛機(jī)的外形設(shè)計(jì) 6.6.1外形類別 6.6.2常見的空天飛行器外形 6.6.3外形方案選擇 6.6.4外形設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題 6.7空天飛機(jī)人軌技術(shù) 6.7.1飛行任務(wù)要求 6.7.2單級入軌概念和雙級入軌概念 6.7.3雙級入軌空天飛機(jī) 6.7.4單級入軌空天飛機(jī) 第7章高超聲速飛行器 7.1高超聲速飛行器概述 7.1.1高超聲速飛行器特點(diǎn) 7.1.2高超聲速飛行器的分類 7.2美國的高超聲速技術(shù)計(jì)劃 7.2.1美國高超聲速計(jì)劃發(fā)展概況 7.2.2HyTech計(jì)劃 7.2.3HyFly計(jì)劃 7.2.4Hyper—X計(jì)劃 7.2.5X—51A計(jì)劃 7.2.6“獵鷹”（FALCON）計(jì)劃 7.3其他國家的高超聲速計(jì)劃 7.3.1俄羅斯的高超聲速計(jì)劃 7.3.2法國的高超聲速技術(shù)研究 7.3.3澳大利亞的高超聲速技術(shù)研究 7.3.4日本的高超聲速技術(shù)研究 7.3.5德國的高超聲速技術(shù)研究 7.3.6印度的高超聲速技術(shù)研究 7.3.7歐盟的LARP—CAT計(jì)劃 7.4高超聲速飛行器發(fā)動(dòng)機(jī) 7.4.1高超聲速飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)概述 7.4.2爆震發(fā)動(dòng)機(jī)種類、工作原理與特點(diǎn) 7.4.3爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的研究現(xiàn)狀 7.5高超聲速飛行器的熱防護(hù)材料與結(jié)構(gòu) 7.5.1超高溫區(qū)的熱防護(hù)材料與結(jié)構(gòu) 7.5.2次高溫區(qū)的熱防護(hù)材料與結(jié)構(gòu) 7.6高超聲速飛行器的氣動(dòng)設(shè)計(jì) 7.6.1新型高超聲速飛行器氣動(dòng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 7.6.2高超聲速飛行器氣動(dòng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題 7.7高超聲速飛行器的飛行控制 7.7.1高超聲速飛行器飛行特性 7.7.2再入過程 7.7.3兩級入軌 7.7.4高超聲速飛行器的飛行控制 第8章其他近空間飛行器 8.1超高空偵察機(jī) 8.1.1美軍超高空偵察機(jī) 8.1.2俄羅斯高空偵察機(jī) 8.1.3德國DFS228火箭動(dòng)力高空偵察機(jī) 8.2空天轟炸機(jī) 8.2.1跳躍式空天轟炸機(jī) 8.2.2“獵鷹”計(jì)劃中的高超聲速巡航飛行器（HCV） 8.3高超聲速運(yùn)輸機(jī)／客機(jī)暢想

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   人類戰(zhàn)爭從陸地發(fā)展到海洋、空中，現(xiàn)在正在向一個(gè)新的空間——太空發(fā)展?？梢赃@樣說，太空將成為人類未來戰(zhàn)爭的新戰(zhàn)場。在空中翱翔的飛機(jī)由于其飛行領(lǐng)域僅僅局限于空中，不可能成為太空“格斗”的利劍，而目前的航天飛機(jī)又由于造價(jià)昂貴、應(yīng)變能力差和生存能力低等原因，同樣無法成為太空軍事競爭的武器，軍事爭奪的日益緊迫呼喚著全新兵器的早日降生，于是，一種新型的作戰(zhàn)兵器——空天飛機(jī)的設(shè)想萌生了。 空天飛機(jī)是在吸收飛機(jī)和航天飛機(jī)兩者優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上而發(fā)展起來的新型兵器。在傳統(tǒng)的航空、航天領(lǐng)域中，飛機(jī)和航天飛機(jī)分別在兩個(gè)不同的領(lǐng)域——大氣層的內(nèi)、外活動(dòng)，前者可多次重復(fù)使用，而后者卻是一次性使用的?？仗祜w機(jī)正是集中了兩者的優(yōu)點(diǎn)，既能像普通飛機(jī)一樣起飛，以高超聲速在大氣層內(nèi)飛行，又能直接加速進(jìn)入地球軌道，成為航天飛行器，返回大氣層后，又可像普通飛機(jī)一樣在機(jī)場著陸，重復(fù)使用。 不過，空天飛機(jī)要想真正實(shí)現(xiàn)空天一體化是異常困難的。我們平常所見的各種飛機(jī)一般均在20kin以下的大氣層中飛行，速度在100km至3倍聲速之間。其飛行動(dòng)力主要由螺旋槳或噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)提供，而這兩種發(fā)動(dòng)機(jī)均離不開空氣，也正由于這一點(diǎn)，普通的飛機(jī)無法進(jìn)入空氣稀薄甚或空氣全無的太空。航天飛機(jī)飛行速度較快，其最低飛行速度也要達(dá)到能保持航天飛機(jī)本身進(jìn)入軌道的第一宇宙速度7.9km／s，為保證如此高的飛行速度，航天飛機(jī)采用了不需要空氣的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，由于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)主要依靠自帶的固體燃料或液體燃料以及氧化劑進(jìn)行工作，故不能像飛機(jī)一樣進(jìn)行水平起飛、降落。為了解決這個(gè)問題，科學(xué)家們設(shè)計(jì)出幾種新的推進(jìn)方案。其一為單級型，即把航空、航天飛行發(fā)動(dòng)機(jī)裝在同一架飛機(jī)上，在空中使用航空發(fā)動(dòng)機(jī)，在太空使用航天發(fā)動(dòng)機(jī)。如美國正在研制中的1997年發(fā)射的“東方快車”空天飛機(jī)的樣機(jī)X—30就屬于這一類型?！皷|方快車”空天飛機(jī)裝有渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、吸氣式?jīng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，能從一般跑道起飛直接飛上太空，也能在大氣層上以高超聲速巡航飛行。 軍事科學(xué)家們指出，這種空天飛機(jī)既可用作全球高超聲速運(yùn)輸、洲際轟炸和戰(zhàn)略偵察，又可作為航天運(yùn)輸工具或太空兵器，從而成為一般轟炸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)和導(dǎo)彈無可比擬和抗衡的攻擊和防御力量。另一種型式的空天飛機(jī)是雙級型的，即由兩個(gè)組合在一起的個(gè)體分別完成起飛和升入太空的過程。在飛行時(shí)，由第一級推進(jìn)第二級從普通的機(jī)場起飛，當(dāng)達(dá)到6倍以上聲速、20km以上高度時(shí)，第二級點(diǎn)火，隨即與第一級分離而升人太空。之后，第一級自行返回機(jī)場，而第二級在完成太空飛行任務(wù)后，也能象普通滑翔飛機(jī)一樣滑翔著陸。德國研制的桑格爾空天飛機(jī)就屬于這一種。桑格爾空天飛機(jī)的第一級是一架裝有渦輪沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的高超聲速飛機(jī)，第二級是一架航天飛機(jī)。軍事科學(xué)家們認(rèn)為，這種空天飛機(jī)將成為太空中的“戰(zhàn)略”武器，即成為太空中的威懾性武器。 既能翱翔在大氣空間，又能馳騁在大氣層之外，這就是空天飛機(jī)最為顯著的特點(diǎn)。正由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，空天飛機(jī)將成為空中、太空三維空間的作戰(zhàn)兵器，成為比普通飛機(jī)、航天飛機(jī)更靈活的一種新的多能、高效作戰(zhàn)兵器。

編輯推薦

《近空間飛行器》讀者對象主要為相關(guān)專業(yè)的科技人員及大專院校的師生，可以為他們進(jìn)一步了解、探究近空間及近空間飛行器提供參考，同時(shí)也可作為相關(guān)專業(yè)本科生、研究生的教材或教學(xué)參考書。

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