航空航天知识技术

航空航天知识技术

　　航空指飞行器在地球大气层内的航行活动，航天指飞行器在大气层外宇宙空间的航行活动。那么你对航空航天了解多少呢?以下是由学习啦小编整理关于航空航天的内容，希望大家喜欢!

　　航空航天的介绍

　　人类在征服大自然的漫长岁月中，早就产生了翱翔天空、遨游宇宙的愿望。在生产力和科学技术水平都很低下的时代，这种愿望只能停留在幻想的阶段。虽然人类很早就做过种种飞行的探索和尝试，但实现这一愿望还是从18世纪的热空气气球升空开始的。

　　自从20世纪初第一架带动力的、可操纵的飞机完成了短暂的飞行之后，人类在大气层中飞行的古老梦想才真正成为现实。经过许多杰出人物的艰苦努力，航空科学技术得到迅速发展，飞机性能不断提高。人类逐渐取得了在大气层内活动的自由，也增强了飞出大气层的信心。

　　到了50年代中期，在火箭、电子、自动控制等科学技术有了显著进展的基础上，第一颗人造地球卫星发射成功，开创了人类航天开始成为人类活动的新疆域。

　　航空航天事业的发展是20世纪科学技术飞跃进步，社会生产突飞猛进的结果。航空航天的成果集中了科学技术的众多新成就。迄今为止的航空航天活动，虽然还只是人类离开地球这个摇篮的最初几步，但它的作用已远远超出科学技术领域，对政治、经济、军事以至人类社会生活都产生了广泛而深远的影响。

　　航空航天的重大贡献

　　航空航天的发展虽然与军事应用密切相关，但更为重要的是人类在这个领域所取得的巨大进展，对国民经济的众多部门和社会生活的许多方面都产生了重大影响，改变了世界的面貌。

　　航空的发展大大改变了交通运输的结构，飞机为人们提供了一种快速、方便、经济、安全、舒适的运输手段,国际航班已经代替了远洋客轮,成为人们洲际往来的主要工具，密切了世界各国的交往。国内航班在一些国家更多地代替了铁路客运，加快了边远地区的开发。

　　大型喷气式客机和通信卫星被认为是信息社会的两个重要支柱。在工业方面，飞机还广泛用于空中摄影、大地测绘、地质勘探和资源调查;在农业方面，飞机用于播种施肥、除草灭虫、森林防火以及环境保护。这一切对传统生产方式的变革产生了深远的影响。

　　航天技术与其他科学技术相结合开创了许多新的技术途径，它们直接服务于国民经济的众多部门，产生了巨大的经济和社会效益。卫星通信具有通信距离远、容量大、质量好、可靠性高、灵活机动等优点，已成为现代通信的重要手段。80年代初期，国际卫星通信网已承担三分之二的洲际电信业务和几乎全部洲际电视传输业务。卫星广播可以对广大地区的公众直接进行电视广播，使电视广播技术发生根本性的变革。卫星通信能够把分散的电子计算机设备连成全国或国际的信息网络，大大发挥计算机系统的效用。卫星通信和卫星广播对幅员辽阔、经济比较落后的国家是最经济、最有效的通信和广播手段。卫星导航引起了导航技术的重大变化，实现了全天候、全球、高精度导航定位，应用于舰船导航、海洋调查、海上石油钻探、 大地测绘、 搜索营救等方面。气象卫星提供的云图和其他气象观测资料对于提高气象预报的精度，特别是对台风等灾害性天气预报有很重要的作用，给国民经济许多部门带来很大好处。地球资源卫星是普查地球资源的最迅速、最有效、最经济的工具，可应用于调查地下矿藏、海洋资源、水利资源，协助管理农、林、牧、渔业，监视自然灾害和环境污染等方面。一颗地球资源卫星每年获得的收益约为卫星研制和发射费用的十几倍。

　　航空技术和航天技术不仅给国民经济各部门带来直接经济效益，而且通过新技术、新产品、新材料、新工艺以及新的管理方法向国民经济各部门推广和转移，带来了十分可观的间接经济效益。

　　航空航天为科学研究的发展作出了重要贡献。在很长时间内，人类对自然界的认识全部来自在地球表面进行的生产活动和科学研究。航空技术为人类提供了从空中观察自然界的条件。气球是最早进行对地观测、大气探测的空中运载工具。飞机可以在上万米的高空对地球进行大面积观测。航天揭开了从太空观测、研究地球和整个宇宙的新时代。人造地球卫星刚一上天就发现了地球辐射带。接着，各种科学卫星和空间探测器发现了地球磁层、 地冕、 太阳风，基本上了解了它们的结构及其相互影响，测量了太阳系大多数行星的大气参数、表面结构和化学成分;在宇宙中发现了大量的X射线，γ射线和红外天体，发现了极高能量的粒子以及可能是“黑洞”的天体。载人航天实现了人在太空的天文观测，并且送人登上了月球，进行实地考察。通过航天活动获得的有关地球空间、行星际空间、太阳系和遥远宇宙天体的极其丰富的信息,大大更新了人类对于地球空间、太阳系和整个宇宙的认识，推动了天文学、空间物理学、高能物理学、生物学的发展，形成了一些新的学科分支。装有各种遥感器的航天器已经成为观测和监视地球物理环境的有效工具。卫星气象观测、卫星海洋观测、卫星资源勘测等新技术推动了气象学、海洋学、水文学、地质学、地理学、测绘学的发展，产生了卫星气象学、卫星海洋学、卫星测绘学等一系列新的学科分支。载人航天器为人类创造了一个具有众多特殊环境条件(极高真空、微重力、超低温、强太阳辐射)的天然实验室，可借以开展物理、化学、生物、医学、新材料、新工艺等综合研究工作。例如，在微重力条件下，可以研制和生产高纯度大单晶、超纯度金属和超导合金以及特种生物药品等。

　　国外的航空航天技术

　　据澎湃新闻9月16日报道，2016年8月26日，美国《航空周刊与空间技术》选出了下一任美国总统必须关注的九大航空航天技术领域，指出美国在这9个领域的技术必须领先于各个竞争者，并确保航空飞行仍是经济上可承受且又能获利的，工业界能继续赢得出口并创造工作岗位。那么，这9个航空航天技术领域分别是什么呢?

　　一是高超声速(Hypersonics)。隐身已经使美国领先于其同等对手，而速度将使美国继续保持领先地位。美国已在高超声速领域花费了数十亿美元，但却让中国和俄罗斯追上来了。因此，美国将启动作战型吸气式高超声速导弹发展，并以一个稳健的后续规划，发展可重复使用的高超声速(速度马赫数5+)情监侦与打击飞机所需的技术。

　　二是自主性(Autonomy)。自主性事关人类在所有领域的能力的提升，从空域管理到空中主宰，航空会变得更加安全、经济上更为可承受，并且支撑新的使命和市场需求。

　　由下图可见，美国空军计划在2020年实现机器辅助的作战行动，压缩杀伤链时间，实现防御性系统管理员自主识别威胁并给出行动建议，情报分析系统融合情报数据并向人类分析员提示威胁。2030年后，将实现对平台作战行动的优化，确保其可在“反介入/区域拒止”环境中连续执行任务。

　　三是连通性(Connectivity)。无论是在商业领域还是战争领域，任何有关有人和无人系统一起无缝工作的愿景，都需要可以与其他海量用户安全、保密和高效分享频谱的网络。但是频谱是有限且宝贵的资源，而且美国的竞争对手们也可竞争并利用。因此，美国认为需要开发诸如激光通信或太赫兹等新频谱的技术，以及能够动态地分享空中波谱的技术。

　　美军正在实施多个与连通性相关的科研项目，其重点是在对抗环境下实现组网通信及高速通信。以美国国防部国防高级研究计划局(DARPA)的“100G”项目为例，它旨在利用对毫米波信号的高阶调制和空间复用实现100吉比特每秒的传输速率。

　　四是推进(Propulsion)。对涡轮发动机技术持续的投资已使美国保持对竞争对手们的领先，新的高燃料效率商用涡扇发动机正在投入使用，而军用的通用自适应循环发动机正在发展之中。但是，民用发动机还需要更高的效率。军用动力装置也需要更好的经济可承受性和更强的能力。发动机为飞机赋能，但是它的技术发展需要数十年，因此要保持投资。

　　美国已实施了两个国家级推进技术计划。第一个是1987年启动的“综合高性能涡轮发动机技术”(IHPTET)计划，其目标是将推重比提升一倍，其成果支撑了F-22战斗机的F119和F-35战斗机的F135发动机。第二个是2005年启动的“通用经济可承受先进涡轮发动机”(VAATE)计划，计划将发动机的经济可承受性提高10倍，将大型涡扇/涡喷发动机的推重比提高100%，燃料消耗降低25%，发动机的发展、采购和寿命周期维护费用降低60%，并计划在2019年完成。

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