航空航天知識技術(shù)
航空航天知識技術(shù)
航空指飛行器在地球大氣層內(nèi)的航行活動，航天指飛行器在大氣層外宇宙空間的航行活動。那么你對航空航天了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于航空航天的內(nèi)容，希望大家喜歡!
航空航天的介紹
人類在征服大自然的漫長歲月中，早就產(chǎn)生了翱翔天空、遨游宇宙的愿望。在生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)水平都很低下的時(shí)代，這種愿望只能停留在幻想的階段。雖然人類很早就做過種種飛行的探索和嘗試，但實(shí)現(xiàn)這一愿望還是從18世紀(jì)的熱空氣氣球升空開始的。
自從20世紀(jì)初第一架帶動力的、可操縱的飛機(jī)完成了短暫的飛行之后，人類在大氣層中飛行的古老夢想才真正成為現(xiàn)實(shí)。經(jīng)過許多杰出人物的艱苦努力，航空科學(xué)技術(shù)得到迅速發(fā)展，飛機(jī)性能不斷提高。人類逐漸取得了在大氣層內(nèi)活動的自由，也增強(qiáng)了飛出大氣層的信心。
到了50年代中期，在火箭、電子、自動控制等科學(xué)技術(shù)有了顯著進(jìn)展的基礎(chǔ)上，第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功，開創(chuàng)了人類航天開始成為人類活動的新疆域。
航空航天事業(yè)的發(fā)展是20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)飛躍進(jìn)步，社會生產(chǎn)突飛猛進(jìn)的結(jié)果。航空航天的成果集中了科學(xué)技術(shù)的眾多新成就。迄今為止的航空航天活動，雖然還只是人類離開地球這個(gè)搖籃的最初幾步，但它的作用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，對政治、經(jīng)濟(jì)、軍事以至人類社會生活都產(chǎn)生了廣泛而深遠(yuǎn)的影響。
航空航天的重大貢獻(xiàn)
航空航天的發(fā)展雖然與軍事應(yīng)用密切相關(guān)，但更為重要的是人類在這個(gè)領(lǐng)域所取得的巨大進(jìn)展，對國民經(jīng)濟(jì)的眾多部門和社會生活的許多方面都產(chǎn)生了重大影響，改變了世界的面貌。
航空的發(fā)展大大改變了交通運(yùn)輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)，飛機(jī)為人們提供了一種快速、方便、經(jīng)濟(jì)、安全、舒適的運(yùn)輸手段,國際航班已經(jīng)代替了遠(yuǎn)洋客輪,成為人們洲際往來的主要工具，密切了世界各國的交往。國內(nèi)航班在一些國家更多地代替了鐵路客運(yùn)，加快了邊遠(yuǎn)地區(qū)的開發(fā)。
大型噴氣式客機(jī)和通信衛(wèi)星被認(rèn)為是信息社會的兩個(gè)重要支柱。在工業(yè)方面，飛機(jī)還廣泛用于空中攝影、大地測繪、地質(zhì)勘探和資源調(diào)查;在農(nóng)業(yè)方面，飛機(jī)用于播種施肥、除草滅蟲、森林防火以及環(huán)境保護(hù)。這一切對傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的變革產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。
航天技術(shù)與其他科學(xué)技術(shù)相結(jié)合開創(chuàng)了許多新的技術(shù)途徑，它們直接服務(wù)于國民經(jīng)濟(jì)的眾多部門，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。衛(wèi)星通信具有通信距離遠(yuǎn)、容量大、質(zhì)量好、可靠性高、靈活機(jī)動等優(yōu)點(diǎn)，已成為現(xiàn)代通信的重要手段。80年代初期，國際衛(wèi)星通信網(wǎng)已承擔(dān)三分之二的洲際電信業(yè)務(wù)和幾乎全部洲際電視傳輸業(yè)務(wù)。衛(wèi)星廣播可以對廣大地區(qū)的公眾直接進(jìn)行電視廣播，使電視廣播技術(shù)發(fā)生根本性的變革。衛(wèi)星通信能夠把分散的電子計(jì)算機(jī)設(shè)備連成全國或國際的信息網(wǎng)絡(luò)，大大發(fā)揮計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效用。衛(wèi)星通信和衛(wèi)星廣播對幅員遼闊、經(jīng)濟(jì)比較落后的國家是最經(jīng)濟(jì)、最有效的通信和廣播手段。衛(wèi)星導(dǎo)航引起了導(dǎo)航技術(shù)的重大變化，實(shí)現(xiàn)了全天候、全球、高精度導(dǎo)航定位，應(yīng)用于艦船導(dǎo)航、海洋調(diào)查、海上石油鉆探、 大地測繪、 搜索營救等方面。氣象衛(wèi)星提供的云圖和其他氣象觀測資料對于提高氣象預(yù)報(bào)的精度，特別是對臺風(fēng)等災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)有很重要的作用，給國民經(jīng)濟(jì)許多部門帶來很大好處。地球資源衛(wèi)星是普查地球資源的最迅速、最有效、最經(jīng)濟(jì)的工具，可應(yīng)用于調(diào)查地下礦藏、海洋資源、水利資源，協(xié)助管理農(nóng)、林、牧、漁業(yè)，監(jiān)視自然災(zāi)害和環(huán)境污染等方面。一顆地球資源衛(wèi)星每年獲得的收益約為衛(wèi)星研制和發(fā)射費(fèi)用的十幾倍。
航空技術(shù)和航天技術(shù)不僅給國民經(jīng)濟(jì)各部門帶來直接經(jīng)濟(jì)效益，而且通過新技術(shù)、新產(chǎn)品、新材料、新工藝以及新的管理方法向國民經(jīng)濟(jì)各部門推廣和轉(zhuǎn)移，帶來了十分可觀的間接經(jīng)濟(jì)效益。
航空航天為科學(xué)研究的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。在很長時(shí)間內(nèi)，人類對自然界的認(rèn)識全部來自在地球表面進(jìn)行的生產(chǎn)活動和科學(xué)研究。航空技術(shù)為人類提供了從空中觀察自然界的條件。氣球是最早進(jìn)行對地觀測、大氣探測的空中運(yùn)載工具。飛機(jī)可以在上萬米的高空對地球進(jìn)行大面積觀測。航天揭開了從太空觀測、研究地球和整個(gè)宇宙的新時(shí)代。人造地球衛(wèi)星剛一上天就發(fā)現(xiàn)了地球輻射帶。接著，各種科學(xué)衛(wèi)星和空間探測器發(fā)現(xiàn)了地球磁層、 地冕、 太陽風(fēng)，基本上了解了它們的結(jié)構(gòu)及其相互影響，測量了太陽系大多數(shù)行星的大氣參數(shù)、表面結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分;在宇宙中發(fā)現(xiàn)了大量的X射線，γ射線和紅外天體，發(fā)現(xiàn)了極高能量的粒子以及可能是“黑洞”的天體。載人航天實(shí)現(xiàn)了人在太空的天文觀測，并且送人登上了月球，進(jìn)行實(shí)地考察。通過航天活動獲得的有關(guān)地球空間、行星際空間、太陽系和遙遠(yuǎn)宇宙天體的極其豐富的信息,大大更新了人類對于地球空間、太陽系和整個(gè)宇宙的認(rèn)識，推動了天文學(xué)、空間物理學(xué)、高能物理學(xué)、生物學(xué)的發(fā)展，形成了一些新的學(xué)科分支。裝有各種遙感器的航天器已經(jīng)成為觀測和監(jiān)視地球物理環(huán)境的有效工具。衛(wèi)星氣象觀測、衛(wèi)星海洋觀測、衛(wèi)星資源勘測等新技術(shù)推動了氣象學(xué)、海洋學(xué)、水文學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地理學(xué)、測繪學(xué)的發(fā)展，產(chǎn)生了衛(wèi)星氣象學(xué)、衛(wèi)星海洋學(xué)、衛(wèi)星測繪學(xué)等一系列新的學(xué)科分支。載人航天器為人類創(chuàng)造了一個(gè)具有眾多特殊環(huán)境條件(極高真空、微重力、超低溫、強(qiáng)太陽輻射)的天然實(shí)驗(yàn)室，可借以開展物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、新材料、新工藝等綜合研究工作。例如，在微重力條件下，可以研制和生產(chǎn)高純度大單晶、超純度金屬和超導(dǎo)合金以及特種生物藥品等。
國外的航空航天技術(shù)
據(jù)澎湃新聞9月16日報(bào)道，2016年8月26日，美國《航空周刊與空間技術(shù)》選出了下一任美國總統(tǒng)必須關(guān)注的九大航空航天技術(shù)領(lǐng)域，指出美國在這9個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)必須領(lǐng)先于各個(gè)競爭者，并確保航空飛行仍是經(jīng)濟(jì)上可承受且又能獲利的，工業(yè)界能繼續(xù)贏得出口并創(chuàng)造工作崗位。那么，這9個(gè)航空航天技術(shù)領(lǐng)域分別是什么呢?
一是高超聲速(Hypersonics)。隱身已經(jīng)使美國領(lǐng)先于其同等對手，而速度將使美國繼續(xù)保持領(lǐng)先地位。美國已在高超聲速領(lǐng)域花費(fèi)了數(shù)十億美元，但卻讓中國和俄羅斯追上來了。因此，美國將啟動作戰(zhàn)型吸氣式高超聲速導(dǎo)彈發(fā)展，并以一個(gè)穩(wěn)健的后續(xù)規(guī)劃，發(fā)展可重復(fù)使用的高超聲速(速度馬赫數(shù)5+)情監(jiān)偵與打擊飛機(jī)所需的技術(shù)。
二是自主性(Autonomy)。自主性事關(guān)人類在所有領(lǐng)域的能力的提升，從空域管理到空中主宰，航空會變得更加安全、經(jīng)濟(jì)上更為可承受，并且支撐新的使命和市場需求。
由下圖可見，美國空軍計(jì)劃在2020年實(shí)現(xiàn)機(jī)器輔助的作戰(zhàn)行動，壓縮殺傷鏈時(shí)間，實(shí)現(xiàn)防御性系統(tǒng)管理員自主識別威脅并給出行動建議，情報(bào)分析系統(tǒng)融合情報(bào)數(shù)據(jù)并向人類分析員提示威脅。2030年后，將實(shí)現(xiàn)對平臺作戰(zhàn)行動的優(yōu)化，確保其可在“反介入/區(qū)域拒止”環(huán)境中連續(xù)執(zhí)行任務(wù)。
三是連通性(Connectivity)。無論是在商業(yè)領(lǐng)域還是戰(zhàn)爭領(lǐng)域，任何有關(guān)有人和無人系統(tǒng)一起無縫工作的愿景，都需要可以與其他海量用戶安全、保密和高效分享頻譜的網(wǎng)絡(luò)。但是頻譜是有限且寶貴的資源，而且美國的競爭對手們也可競爭并利用。因此，美國認(rèn)為需要開發(fā)諸如激光通信或太赫茲等新頻譜的技術(shù)，以及能夠動態(tài)地分享空中波譜的技術(shù)。
美軍正在實(shí)施多個(gè)與連通性相關(guān)的科研項(xiàng)目，其重點(diǎn)是在對抗環(huán)境下實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)通信及高速通信。以美國國防部國防高級研究計(jì)劃局(DARPA)的“100G”項(xiàng)目為例，它旨在利用對毫米波信號的高階調(diào)制和空間復(fù)用實(shí)現(xiàn)100吉比特每秒的傳輸速率。
四是推進(jìn)(Propulsion)。對渦輪發(fā)動機(jī)技術(shù)持續(xù)的投資已使美國保持對競爭對手們的領(lǐng)先，新的高燃料效率商用渦扇發(fā)動機(jī)正在投入使用，而軍用的通用自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)正在發(fā)展之中。但是，民用發(fā)動機(jī)還需要更高的效率。軍用動力裝置也需要更好的經(jīng)濟(jì)可承受性和更強(qiáng)的能力。發(fā)動機(jī)為飛機(jī)賦能，但是它的技術(shù)發(fā)展需要數(shù)十年，因此要保持投資。
美國已實(shí)施了兩個(gè)國家級推進(jìn)技術(shù)計(jì)劃。第一個(gè)是1987年啟動的“綜合高性能渦輪發(fā)動機(jī)技術(shù)”(IHPTET)計(jì)劃，其目標(biāo)是將推重比提升一倍，其成果支撐了F-22戰(zhàn)斗機(jī)的F119和F-35戰(zhàn)斗機(jī)的F135發(fā)動機(jī)。第二個(gè)是2005年啟動的“通用經(jīng)濟(jì)可承受先進(jìn)渦輪發(fā)動機(jī)”(VAATE)計(jì)劃，計(jì)劃將發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)可承受性提高10倍，將大型渦扇/渦噴發(fā)動機(jī)的推重比提高100%，燃料消耗降低25%，發(fā)動機(jī)的發(fā)展、采購和壽命周期維護(hù)費(fèi)用降低60%，并計(jì)劃在2019年完成。
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