空間技術(shù)航天技術(shù)概論(編輯修改稿)
2025-06-08 22:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 航天器的原軌道和目標(biāo)軌道在 同一平面內(nèi) 時，改變航天器的飛行速度的大小和方向，由原軌道轉(zhuǎn)移到目標(biāo)軌道，稱同軌道面內(nèi)的軌道控制。 a b 地球 原軌道 目標(biāo)軌道 轉(zhuǎn)移軌道 霍曼軌道轉(zhuǎn)移 軌道面的控制 當(dāng)原飛行軌道和目標(biāo)軌道 不在一個平面內(nèi) 時，則需要控制軌道面。 軌道面的控制是在圓軌道和目標(biāo)軌道的交點上，給空間飛行器加此點上 目標(biāo)軌道速度和原軌道速度差值 而達到目的。 控制前 控制后 1aV2aVaV?a 原軌道 目標(biāo)軌道 圖 軌道面控制 交會對接 兩個空間飛行器，在空間某一點上會合 叫做交會； 兩個空間飛行器連接成一體 叫做對接。 交會方法 ： 。 ； 。 交會的控制方式： 對接機構(gòu) ： — 錐式 用于雙子星座飛船與阿金娜火箭的對接，現(xiàn)已淘汰。 — 錐式 前蘇聯(lián)的聯(lián)盟飛船之間、聯(lián)盟飛船與禮炮號空間站的對接、阿波羅登月計劃中的對接。 聯(lián)盟飛船與阿波羅飛船的對接（ 1975）、航天飛機與和平號空間站、航天飛機與國際空間站、中國實現(xiàn)的對接 — 碰鎖式 日本的 ETSVII衛(wèi)星的對接（ 1998） 桿 — 錐式對接機構(gòu) 聯(lián)盟飛船的桿 — 錐式對接機構(gòu)示意圖 異體同構(gòu)周邊式對接機構(gòu) 外翻式異體同構(gòu)周邊式對接機構(gòu) 內(nèi)翻式 抓手 — 碰鎖式對接機構(gòu) 抓手 — 碰鎖式對接機構(gòu)示意圖 神舟八號載人飛船與天宮一號目標(biāo)飛行器的對接 準(zhǔn)備 接觸與緩沖 捕獲 緩沖與校正 拉緊與剛性連接 對接過程簡圖 對接過程 星下點軌跡 星下點軌跡 :航天器飛行時， 它和地球中心的連線與地球表面 的交點的軌跡 。 姿態(tài) 是指 一個物體上的坐標(biāo)與另一個物體上的坐標(biāo) 之間的相對角位置關(guān)系。 飛行器的姿態(tài)通常用飛行器的 體坐標(biāo)相對于參考坐標(biāo)的角位置表示。 第十一章 航天器的姿態(tài)動力學(xué)與控制 姿態(tài)動力學(xué)： 研究航天器整體圍繞質(zhì)心的運動以及航天器各部分的相對運動。 航天器姿態(tài)控制 是指獲取并保持航天器在太空定向 （相對于某個參考系）的技術(shù)， 包括 姿態(tài)穩(wěn)定 和 姿態(tài)機動 兩個方面。 為什么要姿態(tài)控制？ 完成任務(wù)需要。 空間對接 姿態(tài)控制方法 分為 被動姿態(tài)控制和主動姿態(tài)控制。 被動姿態(tài)控制 :利用衛(wèi)星本身的動力特性和環(huán)境力矩來實現(xiàn) 姿態(tài)控制，包括 自旋穩(wěn)定和重力梯度穩(wěn)定 。 主動姿態(tài)控制 ：根據(jù)姿態(tài)偏差形成控制指令，產(chǎn)生控制力矩 來實現(xiàn)姿態(tài)控制方法?？刂葡到y(tǒng)由姿態(tài)敏感器、 控制器和執(zhí)行機構(gòu)組成。包括 噴氣控制、飛輪控制 。 控 制 器 執(zhí) 行 機 構(gòu)航 天 器姿 態(tài) 敏 感 器姿 態(tài)指 令干 擾姿 態(tài) 角姿 態(tài) 角 速 度自旋穩(wěn)定 ? 衛(wèi)星具有軸對稱形狀，并繞對稱軸自旋。根據(jù)陀螺的定軸性，衛(wèi)星對稱軸在空間定向， 并能抵抗微小的干擾。 實踐二號 ?自旋穩(wěn)定實現(xiàn)的是單軸穩(wěn)定。 ?由于存在能量耗散，只有繞 最大慣量軸 才是穩(wěn)定的。 ?姿態(tài)指向精度為 1176。 ~10176。 。 重力梯度穩(wěn)定 AfBfLA LB A A B BF L F L? ? ? ?重 力 產(chǎn) 生 的 合 力 矩思考：離心力產(chǎn)生的合力矩的大小如何？ 定義：利用衛(wèi)星繞地球飛行時，衛(wèi)星上離地球距離不同的部位受到的 引力不等而產(chǎn)生的力矩（重力梯度力矩）來穩(wěn)定的。 飛輪控制 利用飛輪產(chǎn)生的反作用力矩控制 衛(wèi)星的姿態(tài)。 反作用飛輪是一個在電機的驅(qū)動下高速運動的轉(zhuǎn)子，其驅(qū)動馬達的定子被安裝在衛(wèi)星的殼體上。驅(qū)動電機的每一作用都有一相等且相反的作用，因此，飛輪的連續(xù)加速或減速產(chǎn)生的反作用力矩作用在固定在衛(wèi)星中驅(qū)動馬達的定子上，于是讓衛(wèi)星向轉(zhuǎn)子加速度相反的方向運動。 噴氣控制 ????衛(wèi) 星結(jié)構(gòu)的功能 分類 外殼結(jié)構(gòu)、承力結(jié)構(gòu)、密封結(jié)構(gòu)、儀器安裝面結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、天線結(jié)構(gòu)、防熱結(jié)構(gòu)等 形式（球形、圓筒形、箱式、圓錐形、多面體形） 材料 材料的要求 金屬材料 復(fù)合材料 第十二章 人造地球衛(wèi)星的結(jié)構(gòu) 定義 控制航天器內(nèi)外的熱交換過程，使其熱平衡溫度處于規(guī)定范圍內(nèi)的技術(shù)，又稱熱控制。 航天器的熱環(huán)境 地面溫度環(huán)境： 四季、晝夜變化 發(fā)射軌道段： 氣動加熱 700~800℃ 運行軌道段： 200
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