航空航天知識技術

航空航天知識技術

　　航空指飛行器在地球大氣層內的航行活動，航天指飛行器在大氣層外宇宙空間的航行活動。那么你對航空航天了解多少呢?以下是由學習啦小編整理關于航空航天的內容，希望大家喜歡!

　　航空航天的介紹

　　人類在征服大自然的漫長歲月中，早就產生了翱翔天空、遨游宇宙的愿望。在生產力和科學技術水平都很低下的時代，這種愿望只能停留在幻想的階段。雖然人類很早就做過種種飛行的探索和嘗試，但實現這一愿望還是從18世紀的熱空氣氣球升空開始的。

　　自從20世紀初第一架帶動力的、可操縱的飛機完成了短暫的飛行之后，人類在大氣層中飛行的古老夢想才真正成為現實。經過許多杰出人物的艱苦努力，航空科學技術得到迅速發展，飛機性能不斷提高。人類逐漸取得了在大氣層內活動的自由，也增強了飛出大氣層的信心。

　　到了50年代中期，在火箭、電子、自動控制等科學技術有了顯著進展的基礎上，第一顆人造地球衛星發射成功，開創了人類航天開始成為人類活動的新疆域。

　　航空航天事業的發展是20世紀科學技術飛躍進步，社會生產突飛猛進的結果。航空航天的成果集中了科學技術的眾多新成就。迄今為止的航空航天活動，雖然還只是人類離開地球這個搖籃的最初幾步，但它的作用已遠遠超出科學技術領域，對政治、經濟、軍事以至人類社會生活都產生了廣泛而深遠的影響。

　　航空航天的重大貢獻

　　航空航天的發展雖然與軍事應用密切相關，但更為重要的是人類在這個領域所取得的巨大進展，對國民經濟的眾多部門和社會生活的許多方面都產生了重大影響，改變了世界的面貌。

　　航空的發展大大改變了交通運輸的結構，飛機為人們提供了一種快速、方便、經濟、安全、舒適的運輸手段,國際航班已經代替了遠洋客輪,成為人們洲際往來的主要工具，密切了世界各國的交往。國內航班在一些國家更多地代替了鐵路客運，加快了邊遠地區的開發。

　　大型噴氣式客機和通信衛星被認為是信息社會的兩個重要支柱。在工業方面，飛機還廣泛用于空中攝影、大地測繪、地質勘探和資源調查;在農業方面，飛機用于播種施肥、除草滅蟲、森林防火以及環境保護。這一切對傳統生產方式的變革產生了深遠的影響。

　　航天技術與其他科學技術相結合開創了許多新的技術途徑，它們直接服務于國民經濟的眾多部門，產生了巨大的經濟和社會效益。衛星通信具有通信距離遠、容量大、質量好、可靠性高、靈活機動等優點，已成為現代通信的重要手段。80年代初期，國際衛星通信網已承擔三分之二的洲際電信業務和幾乎全部洲際電視傳輸業務。衛星廣播可以對廣大地區的公眾直接進行電視廣播，使電視廣播技術發生根本性的變革。衛星通信能夠把分散的電子計算機設備連成全國或國際的信息網絡，大大發揮計算機系統的效用。衛星通信和衛星廣播對幅員遼闊、經濟比較落后的國家是最經濟、最有效的通信和廣播手段。衛星導航引起了導航技術的重大變化，實現了全天候、全球、高精度導航定位，應用于艦船導航、海洋調查、海上石油鉆探、 大地測繪、 搜索營救等方面。氣象衛星提供的云圖和其他氣象觀測資料對于提高氣象預報的精度，特別是對臺風等災害性天氣預報有很重要的作用，給國民經濟許多部門帶來很大好處。地球資源衛星是普查地球資源的最迅速、最有效、最經濟的工具，可應用于調查地下礦藏、海洋資源、水利資源，協助管理農、林、牧、漁業，監視自然災害和環境污染等方面。一顆地球資源衛星每年獲得的收益約為衛星研制和發射費用的十幾倍。

　　航空技術和航天技術不僅給國民經濟各部門帶來直接經濟效益，而且通過新技術、新產品、新材料、新工藝以及新的管理方法向國民經濟各部門推廣和轉移，帶來了十分可觀的間接經濟效益。

　　航空航天為科學研究的發展作出了重要貢獻。在很長時間內，人類對自然界的認識全部來自在地球表面進行的生產活動和科學研究。航空技術為人類提供了從空中觀察自然界的條件。氣球是最早進行對地觀測、大氣探測的空中運載工具。飛機可以在上萬米的高空對地球進行大面積觀測。航天揭開了從太空觀測、研究地球和整個宇宙的新時代。人造地球衛星剛一上天就發現了地球輻射帶。接著，各種科學衛星和空間探測器發現了地球磁層、 地冕、 太陽風，基本上了解了它們的結構及其相互影響，測量了太陽系大多數行星的大氣參數、表面結構和化學成分;在宇宙中發現了大量的X射線，γ射線和紅外天體，發現了極高能量的粒子以及可能是“黑洞”的天體。載人航天實現了人在太空的天文觀測，并且送人登上了月球，進行實地考察。通過航天活動獲得的有關地球空間、行星際空間、太陽系和遙遠宇宙天體的極其豐富的信息,大大更新了人類對于地球空間、太陽系和整個宇宙的認識，推動了天文學、空間物理學、高能物理學、生物學的發展，形成了一些新的學科分支。裝有各種遙感器的航天器已經成為觀測和監視地球物理環境的有效工具。衛星氣象觀測、衛星海洋觀測、衛星資源勘測等新技術推動了氣象學、海洋學、水文學、地質學、地理學、測繪學的發展，產生了衛星氣象學、衛星海洋學、衛星測繪學等一系列新的學科分支。載人航天器為人類創造了一個具有眾多特殊環境條件(極高真空、微重力、超低溫、強太陽輻射)的天然實驗室，可借以開展物理、化學、生物、醫學、新材料、新工藝等綜合研究工作。例如，在微重力條件下，可以研制和生產高純度大單晶、超純度金屬和超導合金以及特種生物藥品等。

　　國外的航空航天技術

　　據澎湃新聞9月16日報道，2016年8月26日，美國《航空周刊與空間技術》選出了下一任美國總統必須關注的九大航空航天技術領域，指出美國在這9個領域的技術必須領先于各個競爭者，并確保航空飛行仍是經濟上可承受且又能獲利的，工業界能繼續贏得出口并創造工作崗位。那么，這9個航空航天技術領域分別是什么呢?

　　一是高超聲速(Hypersonics)。隱身已經使美國領先于其同等對手，而速度將使美國繼續保持領先地位。美國已在高超聲速領域花費了數十億美元，但卻讓中國和俄羅斯追上來了。因此，美國將啟動作戰型吸氣式高超聲速導彈發展，并以一個穩健的后續規劃，發展可重復使用的高超聲速(速度馬赫數5+)情監偵與打擊飛機所需的技術。

　　二是自主性(Autonomy)。自主性事關人類在所有領域的能力的提升，從空域管理到空中主宰，航空會變得更加安全、經濟上更為可承受，并且支撐新的使命和市場需求。

　　由下圖可見，美國空軍計劃在2020年實現機器輔助的作戰行動，壓縮殺傷鏈時間，實現防御性系統管理員自主識別威脅并給出行動建議，情報分析系統融合情報數據并向人類分析員提示威脅。2030年后，將實現對平臺作戰行動的優化，確保其可在“反介入/區域拒止”環境中連續執行任務。

　　三是連通性(Connectivity)。無論是在商業領域還是戰爭領域，任何有關有人和無人系統一起無縫工作的愿景，都需要可以與其他海量用戶安全、保密和高效分享頻譜的網絡。但是頻譜是有限且寶貴的資源，而且美國的競爭對手們也可競爭并利用。因此，美國認為需要開發諸如激光通信或太赫茲等新頻譜的技術，以及能夠動態地分享空中波譜的技術。

　　美軍正在實施多個與連通性相關的科研項目，其重點是在對抗環境下實現組網通信及高速通信。以美國國防部國防高級研究計劃局(DARPA)的“100G”項目為例，它旨在利用對毫米波信號的高階調制和空間復用實現100吉比特每秒的傳輸速率。

　　四是推進(Propulsion)。對渦輪發動機技術持續的投資已使美國保持對競爭對手們的領先，新的高燃料效率商用渦扇發動機正在投入使用，而軍用的通用自適應循環發動機正在發展之中。但是，民用發動機還需要更高的效率。軍用動力裝置也需要更好的經濟可承受性和更強的能力。發動機為飛機賦能，但是它的技術發展需要數十年，因此要保持投資。

　　美國已實施了兩個國家級推進技術計劃。第一個是1987年啟動的“綜合高性能渦輪發動機技術”(IHPTET)計劃，其目標是將推重比提升一倍，其成果支撐了F-22戰斗機的F119和F-35戰斗機的F135發動機。第二個是2005年啟動的“通用經濟可承受先進渦輪發動機”(VAATE)計劃，計劃將發動機的經濟可承受性提高10倍，將大型渦扇/渦噴發動機的推重比提高100%，燃料消耗降低25%，發動機的發展、采購和壽命周期維護費用降低60%，并計劃在2019年完成。

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