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大国空天

时间:2024-09-30 16:38:04 编辑:莆仙君

太空是国际战略竞争的什么

太空是国际战略竞争的制高点。自宇宙大爆炸以后,随着宇宙的膨胀,温度不断降低,当前,太空已成为高寒的环境,平均温度为零下270.3℃。在太空中,各种天体也向外辐射电磁波,许多天体还向外辐射高能粒子,形成宇宙射线。

许多天体都有磁场,磁场俘获上述高能带电粒子,形成辐射很强的辐射带,如在地球的上空,就有内外两个辐射带。由此可见,太空还是一个强辐射环境。太空还是一个高真空,微重力环境。重力仅为百分之一到十万分之一g(g-重力加速度),而人在地面上感受到的重力是1g。

自20世纪50年代开始进军宇宙以来,人类已经发射了4千多次航天运载火箭。据不完全统计,太空中现有直径大于10厘米的碎片9千多个,大于1.2厘米的有数十万个,而漆片和固体推进剂尘粒等微小颗粒可能数以百万计。


美国的空天飞机是什么?

1.罗克韦尔 X-30
  国家空天飞机计划(NASP)旨在研发一个超音速吸气式单极入轨飞行器。由于该飞机由罗克韦尔公司领导研发,因此,这个空天飞机也被称为罗克韦尔X-30(Rockwell X-30)。
  这架飞机计划将有95.7米长,136吨重,项目初期,科学家认为如果使用超音速燃烧冲压喷气发动机,这架飞机最高速度可达到8马赫每小时,因为大气摩擦会消耗掉大量能量。接下来的研究发现,如果能量得到补偿,速度达到20马赫也有可能。
  X-30的外形是根据空气动力学设计的,铲状的前机身可以压缩空气进入引擎,后机身形成一个集成的排气口。机翼采用很小的鳍状设计,用于平衡。这种设计有利于高速飞行,但不利于起飞和减速。
  X-30飞行时,机身大部分表面的温度预计达到980摄氏度,飞机前端和引擎部分的最高温度可超过1650摄氏度,这要求机身使用耐高温、重量轻的材料,当时钛铝化合物、高级碳复合物、钛金属机体复合材料(TMC)和碳化硅纤维都被用于机身的设计。麦道公司使用钛金属机体复合材料制造了一段机身,这段机身高1.2米、宽2.4米、长2.4米。研究人员还制造了一个碳纤维低温氢气舱。在1992年,这些设计都已经通过了机械载荷及820摄氏度的高温试验。
2.美国宇航局 X-43
  作为NASA超音速飞机(Hyper-X)项目的一部分,X-43无人驾驶超音速试验飞行器,其实就是X-30的缩小版。X-43共3.7米长,1300公斤重,在没有推动力下依然可以高速飞行。不过X-43只是一次性使用的测试飞机。
  X-43早期设计X-43A速度可以超过7马赫(每小时8050公里),海拔达到30000米,飞行结束后落入大海中。X-43A的超音速燃烧冲压发动机主要以氢气为原料,发动机只有在速度达到4.5马赫以上时才开始运作,因此需要由火箭提供推力。
科学家们在X-43A上加了一个助推火箭,当高度及速度达到预定值,助推火箭便自动脱离X-43A,接下来,X-43A利用自身的发动机进行飞行。在高速飞行时,压缩震波会产生大量的热量,为了不让热量融化掉飞机,科学家们在发动机整流罩和前缘气流分罩后设置了循环水系统。飞行时,循环水系统在速度达到3马赫时开始运行。
3.美国空军 X-37B
  美国宇航局于1999年启动X-37B无人驾驶轨道测试飞行器项目,飞机由波音公司旗下“幻影工厂”负责制造。2004年项目被转交到国防部下属的高级研究计划局,后又交由空军部下属快速反应能力办公室负责。
  X-37B使用洛克达因AR2-3引擎,长8.9米、宽4.5米、重约5吨,双垂直尾翼。外形类似航天飞机,不过长度是航空飞机的四分之一,可在海拔177000—800000米的近地轨道运行,速度达到177公里每小时。
  设计上,X-37B采用了耐高温的二氧化硅瓷,取代了之前的碳纤维机翼,此外,热防护系统,航空电子技术、自动制导系统都在飞机上得到展示。X-37B使用燃料电池系统,由太阳能电子板和锂离子电池提供动力。
4.波音 X-51
  2003年初,美国空军试验室启动了一个新的空天飞机项目——EFSEFD,其后项目被更名为SED-WR(冲浪者)。2004年,波音公司和普拉特惠特尼公司开始合作制造“冲浪者”超音速试验机。2005年9月,飞机被制造出来,并被命名为X-51A。
  波音X-51A是无人驾驶超音速试验飞机,以氢气为燃料,使用SJY61超音速燃烧冲压喷气式发动机,速度6马赫(6400千米每小时)。其实X-51A的发动机早期设计本身是要用于X-43C机身,不过,X-43C项目于2004年3月被暂停。
  X-51A地面试验开始于2006年底,2006年6月27日通过地面发动机风洞试验
  2007年4月,地面飞行模拟试验取得成功。2010年5月26日,X-51A首次动力飞行试验成功,B-52运载火箭将X-51A运到15200米高空,速度达到4.5马赫时,X-51A脱离火箭。这次试验中,X-51A飞行速度达到5马赫,飞行时间超过200秒。


太空是国际战略竞争的什么

太空是国际战略竞争的制高点。自宇宙大爆炸以后,随着宇宙的膨胀,温度不断降低,当前,太空已成为高寒的环境,平均温度为零下270.3℃。在太空中,各种天体也向外辐射电磁波,许多天体还向外辐射高能粒子,形成宇宙射线。

许多天体都有磁场,磁场俘获上述高能带电粒子,形成辐射很强的辐射带,如在地球的上空,就有内外两个辐射带。由此可见,太空还是一个强辐射环境。太空还是一个高真空,微重力环境。重力仅为百分之一到十万分之一g(g-重力加速度),而人在地面上感受到的重力是1g。

自20世纪50年代开始进军宇宙以来,人类已经发射了4千多次航天运载火箭。据不完全统计,太空中现有直径大于10厘米的碎片9千多个,大于1.2厘米的有数十万个,而漆片和固体推进剂尘粒等微小颗粒可能数以百万计。