【正文】 網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備 S波段網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備由10個(gè)線路可置換裝置(LRU)和相應(yīng)的天線組成。中繼衛(wèi)星工作后地面站減少。中繼衛(wèi)星系統(tǒng)在航天飛機(jī)第6次飛行以后使用。 通信網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)共有3種通信網(wǎng)絡(luò)模式：NASA地面—空間跟蹤數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)模式、美國(guó)空軍空間—地面通信線路系統(tǒng)模式、跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星模式。 在航天飛機(jī)的發(fā)射、再入和著陸過(guò)程中，由S波段通信線路與地面聯(lián)系或通過(guò)中繼衛(wèi)星與地面通信。 軌道飛行器共有29付天線，用來(lái)與地面站、釋放的有效載荷和進(jìn)行艙外活動(dòng)的宇航員進(jìn)行通信，通過(guò)這些天線以S、Ku、L和C波段頻率發(fā)射和接收數(shù)據(jù)。 航天飛機(jī)正式運(yùn)行時(shí)通信與跟蹤系統(tǒng)的功能為：1)選擇和維持完成任務(wù)要求的射頻通信線路，處理和分配接收到的命令信號(hào)和數(shù)據(jù)；2)為地面站雙路多普勒速度跟蹤返回射頻通信線路載波。 通信與跟蹤系統(tǒng) 系統(tǒng)由機(jī)載和機(jī)外兩部分組成，機(jī)外部分又可分為天—天通信和天—地通信兩大系統(tǒng)。系統(tǒng)敏感、收集、調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化、格式化、分頻分路、分配和記錄。記錄器的硬件同運(yùn)行記錄器。切換按網(wǎng)絡(luò)信號(hào)處理器上行命令或宇航員指令進(jìn)行。數(shù)據(jù)以按序轉(zhuǎn)換113和14磁道的環(huán)路形式記錄。 在維護(hù)/環(huán)路模式中一臺(tái)作為維護(hù)記錄器，另一臺(tái)作為環(huán)路記錄器。艙門(mén)打開(kāi)后天線可展開(kāi)伸出軌道器外?？烧归_(kāi)的91cm直徑天線安裝在右側(cè)有效載荷艙門(mén)大梁上。作交會(huì)雷達(dá)使用時(shí)，以脈沖多普勒方式工作，確定交會(huì)目標(biāo)的坐標(biāo)，作為通信系統(tǒng)時(shí)，則屑天—地通信系統(tǒng)的一部分，通過(guò)中繼衛(wèi)星傳送高達(dá)50Mb/s速率的數(shù)據(jù)。處理器也能用來(lái)產(chǎn)生一非標(biāo)準(zhǔn)命令格式，并將其送往有效載荷問(wèn)答機(jī)及送往分離的有效載荷。非標(biāo)準(zhǔn)遙測(cè)數(shù)據(jù)必須在機(jī)上進(jìn)行處理以供顯示、記錄或監(jiān)控。 系統(tǒng)由2個(gè)有效載荷問(wèn)答機(jī)和2個(gè)有效載荷信號(hào)處理器組成。 S波段有效載荷通信系統(tǒng) S波段有效載荷通信系統(tǒng)是軌道飛行器與分離的有效載荷進(jìn)行通信的主要手段，是天—天通信系統(tǒng)的一部分。運(yùn)行模式的系統(tǒng)控制信號(hào)均路由地面通信接口邏輯并由前向通信線路命令進(jìn)行組態(tài)控制。調(diào)頻系統(tǒng)只為直接通信線路提供服務(wù)。二者唯一公用的裝置是天線轉(zhuǎn)換裝置。硬件是環(huán)境密封的，用冷卻板冷卻。全部LRU采用28V直流母線。這10個(gè)LRU是：網(wǎng)絡(luò)應(yīng)答機(jī)(2臺(tái))前置放大器、功率放大器、開(kāi)關(guān)裝置、調(diào)頻發(fā)射機(jī)(2臺(tái))、調(diào)頻信號(hào)處理器和網(wǎng)絡(luò)信號(hào)處理器(2臺(tái))。 信息傳輸組合 S波段通信系統(tǒng)在1700～2300MHz頻段工作，波段各通信線路功能及調(diào)制技術(shù)如下表所示。系統(tǒng)由2顆工作星和1顆備用星組成。 S波段地面—空間網(wǎng)絡(luò)如圖所示，由13個(gè)NASA地面站和2個(gè)美國(guó)空軍衛(wèi)星控制設(shè)施遙控站組成。在軌道飛行中，當(dāng)不用中繼衛(wèi)星Ku—波段，或軌道飛行器姿態(tài)不適于用Ku波段通信，或有效載荷艙門(mén)關(guān)閉時(shí)，用S波段通信線路與地面通信。 S波段網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) S波段網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是天—地通信系統(tǒng)的一部分，它通過(guò)空間跟蹤數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)或中繼衛(wèi)星系統(tǒng)為航天飛機(jī)提供與地面的聯(lián)系。在上升、再入和著陸過(guò)程中提供往返測(cè)距音響調(diào)制；3)為政府裝備的設(shè)備的定位、操作和接口提供解碼和編(密)碼，以處理：a)從地面站接收并向地面站發(fā)送國(guó)防部任務(wù)的話音和數(shù)據(jù)；b)向分離的國(guó)防部有效載荷輸送、接收數(shù)據(jù)；4)為大氣飛行產(chǎn)生射頻導(dǎo)航輔助設(shè)備信息和空中交通管制話音；5)在軌道飛行器內(nèi)部乘員工作站之間提供音頻話音通信，與連接的有效載荷通過(guò)硬件進(jìn)行通信，與地面站及釋放的載人有效載荷通過(guò)射頻通信線路進(jìn)行聯(lián)系；6)產(chǎn)生、傳送和分配閉路電視信號(hào)并通過(guò)射頻線路向地面產(chǎn)生并傳送彩色電視或閉路電視錄像；7)捕獲、跟蹤交會(huì)目標(biāo)；8)捕獲、跟蹤、接收NASA中繼衛(wèi)星的信息或向它輸送信息。 機(jī)載部分通信與跟蹤系統(tǒng)由超高頻空中交通管制系統(tǒng)、S波段網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、S波段載荷系統(tǒng)、音響分配系統(tǒng)、地面控制接口邏輯、Ku波段雷達(dá)通信系統(tǒng)和電視系統(tǒng)組成。其設(shè)備包括2個(gè)脈碼調(diào)制主組件、3個(gè)記錄器、9個(gè)分頻多路器和各種信號(hào)復(fù)合/信號(hào)分離器、信號(hào)調(diào)節(jié)器和傳感器。 研制飛行測(cè)量系統(tǒng) 系統(tǒng)為研制飛行提供附加測(cè)量。 有效載荷記錄器 記錄器用來(lái)記錄有效載荷數(shù)據(jù)并在飛行中通過(guò)S波段應(yīng)答機(jī)和Ku波段發(fā)射機(jī)轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)。維護(hù)記錄器用來(lái)永久儲(chǔ)存2種數(shù)據(jù)——由環(huán)路記錄器來(lái)的異常數(shù)據(jù)和快速環(huán)路脈碼調(diào)制數(shù)據(jù)，當(dāng)維護(hù)記錄器的第11個(gè)磁道記滿時(shí)發(fā)出信號(hào)，提醒用戶(hù)在2個(gè)記錄器之間切換環(huán)路和維護(hù)功能。后者記錄正式運(yùn)行PCMMU的串行輸出信號(hào)，作暫時(shí)存儲(chǔ)。運(yùn)行記錄器 記錄器可按地面指令由宇航員通過(guò)顯示控制面板鍵盤(pán)和記錄器面板開(kāi)關(guān)控制，從網(wǎng)絡(luò)信號(hào)處理器輸入128kb/s脈碼調(diào)制數(shù)據(jù)、192kb/s復(fù)合信號(hào)，此外1號(hào)記錄器以60kb/s速率接收3個(gè)通道的主發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)。6臺(tái)獨(dú)立的累加器同時(shí)工作，它們均可由地面通過(guò)上行線由機(jī)上計(jì)算機(jī)重置或更新數(shù)據(jù)，也可由宇航員通過(guò)面板鍵盤(pán)改動(dòng)。它為機(jī)上計(jì)算機(jī)、脈碼調(diào)制主組件、分頻多路器和各種時(shí)間顯示面板提供程序時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，它也向測(cè)量系統(tǒng)和其他系統(tǒng)提供同步信號(hào)。 有效載荷交*存取器 正式飛行中采用有效載荷交*存儲(chǔ)器，最多可同時(shí)從5個(gè)搭接的和1個(gè)未搭接的有效載荷接受數(shù)據(jù)，進(jìn)行交*作業(yè)后送往脈碼調(diào)制主組件，暫存其存儲(chǔ)器中，由PCMMU格式化器和機(jī)上計(jì)算機(jī)訪問(wèn)。PCM—MU也按請(qǐng)求向機(jī)上計(jì)算機(jī)輸送數(shù)據(jù)。脈碼調(diào)制主組件(PCMMU)有2個(gè)格式存儲(chǔ)器——可編程序只讀存儲(chǔ)器和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。共有45個(gè)高級(jí)傳感器。研制飛行時(shí)6個(gè)寬帶信號(hào)調(diào)節(jié)器向分頻多路器輸送信號(hào)，正式飛行時(shí)向面板顯示器、警報(bào)與預(yù)警系統(tǒng)和相應(yīng)的信號(hào)復(fù)合/信號(hào)分離器(MDM)傳送信號(hào)。系統(tǒng)由2個(gè)脈碼調(diào)制主組件、2個(gè)運(yùn)行記錄器、主定時(shí)裝置和各種信號(hào)復(fù)合/信號(hào)分離器、信號(hào)調(diào)節(jié)器和傳感器組成。后者只在研制飛行階段使用。 測(cè) 量 系 統(tǒng) 測(cè)量系統(tǒng)由傳感器、信號(hào)調(diào)節(jié)器、詠碼調(diào)制編碼設(shè)備、多頻多路設(shè)備、脈碼調(diào)制記錄器、模擬記錄器、定時(shí)裝置、機(jī)上測(cè)試裝置組成。由接口裝置數(shù)據(jù)母線隔離放大器的接收部分、發(fā)現(xiàn)低電平編碼信號(hào)、去噪音并將信號(hào)解碼為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。有效載荷數(shù)據(jù)隔行掃描器把有效載荷數(shù)據(jù)集中送入軌道飛行器電子件后送往地面遙測(cè)裝置。由GPC控制的2臺(tái)MEC提供火工品保險(xiǎn)/解保信號(hào)、火工品點(diǎn)火信號(hào)和軌道飛行器/外貯箱、外貯箱/固體助推器分離信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火、擺動(dòng)、節(jié)流、關(guān)機(jī)等功能都是由主發(fā)動(dòng)機(jī)控制器用GPC所計(jì)算的制導(dǎo)方程的輸入信號(hào)進(jìn)行控制的。C工作，其它幾臺(tái)用于有效載荷操作和系統(tǒng)管理，也可停止工作留作備用。2件中再出故障時(shí)模式降為1，只能輸送它所收到的數(shù)據(jù)。如對(duì)于4冗余組件，軟件選釋3個(gè)組件并取其中值，第4件備用，待3件中有1件出故障時(shí)，方啟用第4件。C系統(tǒng)組件的冗余度變化在2～4之間。C系統(tǒng)組件發(fā)送命令、請(qǐng)求數(shù)據(jù)。 GNamp。組內(nèi)1條母線分配給一以命令模式工作的計(jì)算機(jī)。FC—1～FC4母線輸送駕駛層飛行員控制系統(tǒng)、顯示裝置和前部制導(dǎo)、導(dǎo)航、控制 (GNLC)系統(tǒng)的命令和數(shù)據(jù)，F(xiàn)C—5～FC—8母線輸送后部GNamp。 4條機(jī)間母線不與任何航天飛機(jī)其它分系統(tǒng)相接。對(duì)此條母線來(lái)說(shuō)，其它3臺(tái)計(jì)算機(jī)均以收聽(tīng)模式工作。每臺(tái)計(jì)算機(jī)均可訪問(wèn)由其它幾臺(tái)計(jì)算機(jī)所接收或傳輸?shù)臄?shù)據(jù)狀態(tài)，以檢驗(yàn)4臺(tái)計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果是否一致。OPS專(zhuān)家功能軟件，可在CRT顯示并允許宇航員用鍵盤(pán)輸入信息、操縱和監(jiān)控航天飛機(jī)工作。OPS還可分為幾個(gè)主模式，每一模式代表OPS任務(wù)段的一個(gè)部分，如OPSl就可分為6個(gè)主模式。 應(yīng)用軟件的最高層程序是操作程序(OPS)。程序按功能分組存入各內(nèi)存組。航天飛機(jī)檢測(cè)程序用來(lái)維護(hù)數(shù)據(jù)管理、進(jìn)行性能監(jiān)控和特殊的處理。此外該組程序還包括裝訂主發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)內(nèi)存的指令和檢測(cè)測(cè)量系統(tǒng)的指令。 應(yīng)用軟件有特殊軟件程序、系統(tǒng)管理程序和有效載荷處理程序及航天飛機(jī)檢測(cè)程序4種。用戶(hù)接口程序提供處理機(jī)務(wù)人員命令和請(qǐng)求的指令。 系統(tǒng)軟件由飛行計(jì)算機(jī)操縱程序、用戶(hù)接口程序和系統(tǒng)控制程序組成。各程序編寫(xiě)成可由單臺(tái)計(jì)算機(jī)執(zhí)行，也可由多臺(tái)計(jì)算機(jī)執(zhí)行。軟件 由航天飛機(jī)軌道飛行器計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和執(zhí)行的軟件是空間飛行中最復(fù)雜的程序，由它們來(lái)操縱航天飛機(jī)各個(gè)方面和各個(gè)階段的活動(dòng)。速度增量。 、燃料箱、氧化劑箱、高壓氦氣瓶、推進(jìn)劑擠壓輸送調(diào)節(jié)器、控制器和推進(jìn)劑分配系統(tǒng)。安裝在有效載荷艙尾部的3個(gè)副貯箱所裝的推進(jìn)劑和氣體，可補(bǔ)加3。 軌道機(jī)動(dòng)系統(tǒng) 軌道機(jī)動(dòng)系統(tǒng)(OMS)為入軌、軌道轉(zhuǎn)移、會(huì)合、出軌提供速度增量。每個(gè)作動(dòng)器只與其中的2套液壓系統(tǒng)相接， 1套工作，1套備用。共有3套液壓系統(tǒng)，每套裝有1個(gè)這樣的隔離閥門(mén)。 液壓擺動(dòng)作動(dòng)器 每臺(tái)主發(fā)動(dòng)機(jī)有2個(gè)液壓擺動(dòng)伺服作動(dòng)器，1個(gè)用于俯仰，另1個(gè)用于偏航。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)推進(jìn)劑通過(guò)2條臍帶、歧管、管路和閥門(mén)送往發(fā)動(dòng)機(jī)。后者在飛行中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行吹除和應(yīng)急起動(dòng)(關(guān)閉)推進(jìn)劑閥門(mén)。 氦氣存貯和供給系統(tǒng) 系統(tǒng)分為氣動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)氦氣存貯和供給2個(gè)子系統(tǒng)。 推進(jìn)劑輸送系統(tǒng) 系統(tǒng)通過(guò)2條直徑43cm的管路從外貯箱向軌道飛行器主發(fā)動(dòng)機(jī)輸送液氫、液氧。由預(yù)燃室產(chǎn)生的富油燃?xì)庹魵庀闰?qū)動(dòng)高壓渦輪泵，然后流入主噴注器與補(bǔ)加的氧化劑和燃料混合噴入主燃燒室。 高壓燃料渦輪泵輸出的推進(jìn)劑有20％用來(lái)冷卻主燃燒室、驅(qū)動(dòng)低壓燃料渦輪泵、冷卻燃?xì)馄绻芎蛧娮⑵?，并給燃料箱增壓。另有一小部分推進(jìn)劑通過(guò)熱交換器，用于氧化劑箱增壓和縱向耦合振動(dòng)(Pogo)抑制。 高壓氧化劑泵輸出的推進(jìn)劑有75％流向主燃燒室，約10％流向預(yù)燃燒室離心泵。 兩臺(tái)低壓渦輪泵低速工作，使貯箱處于低壓環(huán)境。推進(jìn)劑在低混合比、低壓、低溫下在預(yù)燃室部分燃燒。 主發(fā)動(dòng)機(jī)工作流程 發(fā)動(dòng)機(jī)工作流程如圖所示?？刂破鹘M件被集裝在一采用冷卻措施的密封、增壓殼體內(nèi)。它是一種固態(tài)集成電路組件，由數(shù)字計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的電子件組成。噴管由1080根連接于噴管前端冷卻出口歧管和噴管出口處的冷卻入口歧管的管子組成。它螺接在主燃燒室5:1膨脹比截面處。 噴管裝置：由歧管和噴管組成，噴管與歧管焊接并通過(guò)歧管的法蘭與主燃燒室連接。燃?xì)鈬姵鋈紵遥?:1膨脹比膨脹。主噴注器基本上為一全焊接裝置，由結(jié)構(gòu)件、同軸噴射組件、2塊多孔金屬板和增強(qiáng)電火花點(diǎn)火器組成。噴注器雙面板用汽化氫冷卻。預(yù)燃室由一單通路燃燒室、燃料冷卻套和裝有隔板的同軸元件噴注器組成。通過(guò)燃?xì)馄绻苁谷剂虾脱趸瘎╊A(yù)燃室與主燃燒室連通。預(yù)燃室氧化劑離心泵用于提高氧化劑壓力，并將其送往燃料和氧化劑預(yù)燃室。2臺(tái)泵共用一軸，由l臺(tái)兩級(jí)燃?xì)鉁u輪驅(qū)動(dòng)。渦輪泵的泵后管路為預(yù)燃室、噴管和燃燒室冷卻循環(huán)管路提供液氫。 高壓燃料渦輪泵是一種三級(jí)離心泵，直接由一臺(tái)兩級(jí)燃?xì)鉁u輪驅(qū)動(dòng)。低壓泵為軸流泵，以較低的轉(zhuǎn)速工作，為高壓泵提供必要的壓頭。 兩臺(tái)低壓渦輪泵與推進(jìn)劑導(dǎo)管相聯(lián)并支撐在一固定的位置。發(fā)動(dòng)機(jī)推力可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍為65％一 109％，因而可將運(yùn)載器過(guò)載限制在3g以?xún)?nèi)，也可在較高的高度上中止飛行。主發(fā)動(dòng)機(jī) 航天飛機(jī)主發(fā)動(dòng)機(jī)為泵壓輸送、高壓補(bǔ)燃液氧/液氫發(fā)動(dòng)機(jī)。 除外貯箱和部分輸送管路以及氦氣瓶外，系統(tǒng)的其它組件均位于軌道飛行器尾部機(jī)身。 推 進(jìn) 系 統(tǒng) 航天飛機(jī)軌道飛行器推進(jìn)系統(tǒng)由主推進(jìn)系統(tǒng)、軌道機(jī)動(dòng)系統(tǒng)和反作用控制系統(tǒng)組成。前部機(jī)身鼻錐前緣風(fēng)罩、側(cè)部艙門(mén)、機(jī)翼、垂直尾翼、升降副翼的尾部邊緣、方向舵/減速板、機(jī)身襟翼和主發(fā)動(dòng)機(jī)熱防護(hù)罩周?chē)蜌んw內(nèi)用充填有氧化鋁纖維的織物套防護(hù)。102號(hào)軌道飛行器用白色AB312陶瓷氧化鋁、三氧化二硼、二氧化硅纖維織物作瓦隙填料。采用的材料有白色AB312陶瓷氧化鋁、四氧化三硼、二氧化硅纖維(用于102號(hào)軌道飛行器)，黑色AB312陶瓷纖維(用于099號(hào)及其以后的軌道飛行器)、內(nèi)裝有因康鎳X750絲制成的管形彈簧的二氧化硅纖維套管、氧化鋁墊層、石英線和可機(jī)械加工的MACOR陶瓷。099號(hào)及其以后的軌道飛行器用充填二氧化硅纖維的陶瓷纖維罩及FRCI瓦作為內(nèi)絕熱材料。用因康鎳覆蓋DYNAFLEX絕熱層，防護(hù)金屬連接件和翼梁免受由RCC機(jī)翼板側(cè)向而來(lái)的熱輻射。 由于碳不是一種良絕熱體，所以其鄰近的鋁合金和其它金屬附件要作內(nèi)絕熱，以防超過(guò)極限溫度。每個(gè)翼前緣板中的 RCC“齒密封”件可作橫向移動(dòng)，允許RCC和軌道飛行器翼前緣后面溫度較低的結(jié)構(gòu)之間有熱膨脹差。RCC的工作溫度為一121～+1648℃，它能承受爬高及再入時(shí)的高疲勞載荷。為進(jìn)一步加強(qiáng)其抗氧化性能，再用四乙基原硅酸鹽浸漬。將該材料和由鋁、硅、碳化物組成的無(wú)水混合物一起放在一千餾釜中，將干餾釜放入加熱爐中加熱，并在氬氣中進(jìn)行。然后加工件在真空室中用糖醛乙醇轉(zhuǎn)化為碳。翼前緣用44塊RCC板，每個(gè)機(jī)翼22塊，鼻錐部分只用1塊。AFRSI被式結(jié)構(gòu)層用室溫固化硅樹(shù)脂直接粘貼在軌道飛行器結(jié)構(gòu)上。AFRSI涂有防潮層。AFRSI由二氧化硅(玻璃)％非晶玻璃纖維組成。LRSI也進(jìn)行防水處理。只是瓦塊薄(～)、面積小 (20cm20cm)，頂面和側(cè)面覆蓋10μm厚的白色光學(xué)防潮層。 低溫重復(fù)使用表面絕熱材料(LRSl) LRSI用于102號(hào)軌道飛行器371～648℃部位，它們是有效載荷艙門(mén)的下部、前部、中部和底部機(jī)身、上翼面和垂直尾翼。 FRCI—12和FRCI—10HRSI瓦的玻璃涂層在固化時(shí)壓縮不易龜裂，其質(zhì)量比HRSI瓦小10％，抗拉強(qiáng)度大3倍，使用溫度高約37℃。 FRCI—12和FRCI—10HRSI采用由20％的鋁硼硅酸鹽和80％的純二氧化硅纖維制成的復(fù)合纖維耐熔材料。099號(hào)以后的軌道飛行器用FRCI—。涂層滲入4kg/，使HRSI瓦/應(yīng)力隔離墊系統(tǒng)的強(qiáng)度和剛度增加一倍。瓦塊用一種氨穩(wěn)定形粘接劑Ludoxas進(jìn)行密化。填條防水，可抗426℃高溫。在間隙底部用聚芳酰胺纖維氈制成的填條隔熱。在室溫下將SIP/防熱瓦粘接到軌道飛行器結(jié)構(gòu)上。陶瓷層熱處理后用硅樹(shù)脂進(jìn)行防水處理。HRSI瓦頂部和側(cè)面用四硅化合物硼—硅酸鹽混合粉末與液體載體混合后噴涂到瓦面上，～。 將含有粘合液的纖維與水混合后澆注入模，形成多孔軟塊。 ，～、輕質(zhì)、％高純度二氧化硅非晶纖維絕熱材料。 高溫重復(fù)使