空間技術(shù)航天技術(shù)概論-在線瀏覽
2025-06-29 22:03本頁(yè)面
【正文】 76。 20’ ~ 20 176。 第八章 緒論 航天器飛行環(huán)境 宇宙 ? 地球 地球是橢球體，短軸與地球自轉(zhuǎn)軸重合， 長(zhǎng)軸在赤道平面內(nèi)。 ? 太陽(yáng)系 太陽(yáng)系由太陽(yáng)、八大行星（水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星）、矮行星及衛(wèi)星、小行星、彗星、流星體、行星際物質(zhì)組成。直徑約 10萬(wàn)光年，中心部位厚度約 萬(wàn)光年，太陽(yáng)離銀河系中心約 。 ? 河外星系 河外星系是宇宙中與銀河系類似的天體系統(tǒng)。 銀河系 航天器飛行環(huán)境 ? 運(yùn)載飛行環(huán)境 ? 溫度環(huán)境 ? 超真空 ? 無(wú)重力狀態(tài) ? 熱的傳遞 ? 輻射能的影響 人造地球衛(wèi)星軌道 是指繞地球運(yùn)行的軌道，但是從發(fā)射到回收考慮在內(nèi)，它包括 發(fā)射軌道、運(yùn)行軌道和返回軌道。 常數(shù)??? HrVr ???2質(zhì)點(diǎn)在中心力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，能量是守恒的 。 ?開(kāi)普勒三定律 在 dt時(shí)間內(nèi)，矢量 r掃過(guò)的面積為 ： 212dA r d ??從而： HdtdrdtdA 2121 2 ?? ?F P V r dθ r dθ θ 圖 dt時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積 開(kāi)普勒第二定律： 單位時(shí)間內(nèi)矢量 r掃過(guò)的面積為常數(shù)。 322ETa??? 三個(gè)宇宙速度和地球靜止軌道衛(wèi)星發(fā)射速度 ?第一宇宙速度 ?第二宇宙速度 ?第三宇宙速度 ?地球靜止軌道衛(wèi)星發(fā)射速度 ?環(huán)繞速度和軌道周期 定義：忽略大氣阻力的情況下， 一個(gè)物體沿地球表面飛行的速度 。 因?yàn)? r=R, e=1, θ=0， 所以 e=1 v2 R 地球 222 //1 c o s 1 c o s 1 c o sEE rvHlreee? ???????????212 2 1 1 . 1 8 k m / sEvvR?? ? ?第二宇宙速度 第二宇宙速度 第三宇宙速度 ：地球上發(fā)射一個(gè)空間飛行器，使它脫離 太陽(yáng)引力場(chǎng) 所需要的最小速度。 3242 2 4 3 6 0 0ETr??? ? ?44 2C rv T??2244422CEEvvRr??? ? ?24 444()2 1 0 . 7 7 k m / s2C Ev rRvRr??? ?? ? ?????地球靜止軌道衛(wèi)星發(fā)射速度 軌道高度 35786km 地球 r4 R 地球靜止軌道衛(wèi)星 v4C v4 環(huán)繞速度 vc :離地面 h高的圓軌道上的飛行速度。 ?確定軌道平面的位置 升交點(diǎn)赤經(jīng) Ω 、 軌道傾角 i ?確定軌道形狀 半長(zhǎng)軸 a、 偏心率 e ?確定軌道在軌道面內(nèi)的位置 近地點(diǎn)角距 ω ?確定衛(wèi)星在軌道上的位置 真近點(diǎn)角 θ 圖 軌道根數(shù) ?軌道分類 ??0i???? 900 i??90i??90i赤道軌道，衛(wèi)星軌道在赤道平面內(nèi)，地球同步軌道衛(wèi)星的軌道屬于這種軌道。 極軌道，在極軌道上，衛(wèi)星可以觀測(cè)整個(gè)地球，因此地球資源衛(wèi)星、全球偵察衛(wèi)星采用這種軌道。 ?軌道控制的含義 受 月球、太陽(yáng)、行星的引力 ， 太陽(yáng)風(fēng)和輻射壓力 ， 微薄大氣阻力等干擾力 的作用，使航天器偏離預(yù)定軌道。 軌道面內(nèi)軌道控制 航天器的原軌道和目標(biāo)軌道在 同一平面內(nèi) 時(shí)，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。 軌道面的控制是在圓軌道和目標(biāo)軌道的交點(diǎn)上，給空間飛行器加此點(diǎn)上 目標(biāo)軌道速度和原軌道速度差值 而達(dá)到目的。 交會(huì)方法 ： 。 交會(huì)的控制方式： 對(duì)接機(jī)構(gòu) ： — 錐式 用于雙子星座飛船與阿金娜火箭的對(duì)接，現(xiàn)已淘汰。 聯(lián)盟飛船與阿波羅飛船的對(duì)接（ 1975）、航天飛機(jī)與和平號(hào)空間站、航天飛機(jī)與國(guó)際空間站、中國(guó)實(shí)現(xiàn)的對(duì)接 — 碰鎖式 日本的 ETSVII衛(wèi)星的對(duì)接（ 1998） 桿 — 錐式對(duì)接機(jī)構(gòu) 聯(lián)盟飛船的桿 — 錐式對(duì)接機(jī)構(gòu)示意圖 異體同構(gòu)周邊式對(duì)接機(jī)構(gòu) 外翻式異體同構(gòu)周邊式對(duì)接機(jī)構(gòu) 內(nèi)翻式 抓手 — 碰鎖式對(duì)接機(jī)構(gòu) 抓手 — 碰鎖式對(duì)接機(jī)構(gòu)示意圖 神舟八號(hào)載人飛船與天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器的對(duì)接 準(zhǔn)備 接觸與緩沖 捕獲 緩沖與校正 拉緊與剛性連接 對(duì)接過(guò)程簡(jiǎn)圖 對(duì)接過(guò)程 星下點(diǎn)軌跡 星下點(diǎn)軌跡 :航天器飛行時(shí)， 它和地球中心的連線與地球表面 的交點(diǎn)的軌跡 。 飛行器的姿態(tài)通常用飛行器的 體坐標(biāo)相對(duì)于參考坐標(biāo)的角位置表示。 航天器姿態(tài)控制 是指獲取并保持航天器在太空定向
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