第十章航天飞机的制导与控制 10.1航天飞机的结构组成 10.2航天飞机的控制系统 10.3航天飞机的飞行控制 10.4航天飞机再入与着陆的制导与控制
10.1 航天飞机的结构组成 10.2 航天飞机的控制系统 10.3 航天飞机的飞行控制 10.4 航天飞机再入与着陆的制导与控制 第十章 航天飞机的制导与控制
第十章航天飞机的制导与控制 航天飞机是一种有人驾驶的、主要部分可以重复使用 的空间运输工具。它可以像火箭那样垂直起飞,像载人飞船 那样在轨道上运动,像飞机那样滑翔,在地面上水平着陆。 航天飞机除了运载和部署卫星以外,还可以检修、回收卫星, 或进行空间营救。在军事方面,航天飞机还可以执行载人近 地轨道实时侦察、拦截卫星、战略轰炸等任务。在空间科学 技术的应用方面也非常广泛,如发射空间实验室和建立永久 性国际空间站等
航天飞机是一种有人驾驶的、主要部分可以重复使用 的空间运输工具。它可以像火箭那样垂直起飞，像载人飞船 那样在轨道上运动，像飞机那样滑翔，在地面上水平着陆。 航天飞机除了运载和部署卫星以外，还可以检修、回收卫星， 或进行空间营救。在军事方面，航天飞机还可以执行载人近 地轨道实时侦察、拦截卫星、战略轰炸等任务。在空间科学 技术的应用方面也非常广泛，如发射空间实验室和建立永久 性国际空间站等。 第十章 航天飞机的制导与控制
10.1航天飞机的结构组成 外挂燃料箱 固体火箭 防擦器 航天飞机记录 轨道飞行
10.1 航天飞机的结构组成 航 天 飞 机 记 录 片
目前,美国的整个航天飞机系统,是由一个轨道器、 个外储箱和两个固体火箭助推器所组成,通常所说的 航天飞机就是指轨道器。航天飞机每飞行一次就要扔掉 个外储箱,而固体火箭助推器和轨道器仍能重复使用。 轨道器可以重复使用100次,助推器可以重复使用20次。 因此当前的航天飞机是一种部分可重复使用的第一代空 间运输工具。 厌 记录片 哥伦比亚一号航
目前，美国的整个航天飞机系统，是由一个轨道器、 一个外储箱和两个固体火箭助推器所组成，通常所说的 航天飞机就是指轨道器。航天飞机每飞行一次就要扔掉 一个外储箱，而固体火箭助推器和轨道器仍能重复使用。 轨道器可以重复使用100次，助推器可以重复使用20次。 因此当前的航天飞机是一种部分可重复使用的第一代空 间运输工具。 “ 哥 伦 比 亚 ” 号 航 天 飞 机 首 飞 记 录 片
航天飞机系统整体外形结构如图10.1所示。轨道器 驮在外储箱上,两台固体火箭助推器则平行地挂在外储 箱的两侧。当航天飞机竖立在发射台上时,整个系统依 靠助推器的尾裙支撑。整个系统全长56.14m,高 23.34m,起飞总质量2000t多,海平面的起飞总推力 为31,400kN。航天飞机系统的整体几何尺寸也如图 10.1所示。下面分别针对航天飞机系统的三大部件:轨 道器,外储箱和助推器进行介绍
航天飞机系统整体外形结构如图10.1所示。轨道器 驮在外储箱上，两台固体火箭助推器则平行地挂在外储 箱的两侧。当航天飞机竖立在发射台上时，整个系统依 靠助推器的尾裙支撑。整个系统全长56．14 m，高 23.34 m，起飞总质量2 000 t多，海平面的起飞总推力 为31,400 kN。航天飞机系统的整体几何尺寸也如图 10.1所示。下面分别针对航天飞机系统的三大部件：轨 道器，外储箱和助推器进行介绍
航天飞机 主发动机 固体火箭助推器 外储箱 3724m 32,68m 23,34m 227m 56.14m
第一部件是轨道器,即航天飞机,它是整个系统 的核心部分。轨道器是整个系统中惟一可以载人的 真正在地球轨道上飞行的部件,它很像一架大型的三 角翼飞机。它的全长37.24m,起落架放下时高 7.27m;三角形后掠机翼的最大翼展23.97m;不 带有效载荷时质量68t,飞行结束后,携带有效载荷 着陆的轨道器质量可达87t。它所经历的飞行过程及 其环境比现代飞机要恶劣得多,它既要有适于在大气 层屮作高烂音。超音速、亚音速和水平着陆的气动 外形,又要有承受再人大气层时高温气动加热的防热 系统。因此,它是整个航天飞机系统中,设计最困难, 结构最复杂,遇到的问题最多的部分
第一部件是轨道器，即航天飞机，它是整个系统 的核心部分。轨道器是整个系统中惟一可以载人的、 真正在地球轨道上飞行的部件，它很像一架大型的三 角翼飞机。它的全长37．24 m，起落架放下时高 17．27 m；三角形后掠机翼的最大翼展23．97 m；不 带有效载荷时质量68 t，飞行结束后，携带有效载荷 着陆的轨道器质量可达87 t。它所经历的飞行过程及 其环境比现代飞机要恶劣得多，它既要有适于在大气 层中作高超音速、超音速、亚音速和水平着陆的气动 外形，又要有承受再人大气层时高温气动加热的防热 系统。因此，它是整个航天飞机系统中，设计最困难， 结构最复杂，遇到的问题最多的部分
轨道器由前、中、尾三段机身组成,如图10.2所示。 前段结构可分为头锥和乘员舱两部分,头锥处于航天飞 机的最前端,具有良好的气动外形和防热系统,前段的 核心部分是处于正常气压下的乘员舱。这个乘员舱又可 分为三层:最上层是驾驶台,有4个座位,中层是生活舱 下层是仪器设备舱。乘员舱为航天员提供宽敞的空间, 航天员在舱内可穿普通地面服装工作和生活。一般情况 下舱内可容纳4至7人,紧急情况下也可容纳10人
轨道器由前、中、尾三段机身组成，如图10.2所示。 前段结构可分为头锥和乘员舱两部分，头锥处于航天飞 机的最前端，具有良好的气动外形和防热系统，前段的 核心部分是处于正常气压下的乘员舱。这个乘员舱又可 分为三层：最上层是驾驶台，有4个座位，中层是生活舱， 下层是仪器设备舱。乘员舱为航天员提供宽敞的空间， 航天员在舱内可穿普通地面服装工作和生活。一般情况 下舱内可容纳4至7人，紧急情况下也可容纳10人
方向舵 和减速板 有效载荷观察窗有效载荷趁18m 轨道机动发动机 后部反作用 控制发动机 乘员舱 主袋动机(3) 恒星跟踪器盏 前部反作用 插头盖板 控制发动机 主着陆架 头部着陆架侧舱口有效载荷脱 落插头盖板 图10.2航天飞机结构示意 图10.2航天飞机结构示意图
图lO.2 航天飞机结构示意图
无线电摄像机 头盔 摄像机 灯 灯 天线 面罩 监测计算机 消声器 通信接收器 硬的上躯干 蒸发器 风扇系统 喝水包 主氧化箱 水箱 生保系统 电动控制板一 供应口 过滤器 生保系统 背包固定带 备用氧气箱 温度控制开关 氧气调节器手套 氧气控制开关 备用液氧包 液冷和通风服 软的下躯干 玻璃纤维 手臂 尼龙/弹性纤维 一抗压尼龙层 抗压涤沦层 航天飞机的航天服是在 防斯裂的氯丁橡胶层 出舱时穿上,而平常航天 水循环管道 员只穿舒适的舱内工作 涂铅聚脂膜 便服。当航天飞机起飞和 再入时,航天员是穿一种 美国航天飞机舱外航天服 耐磨材料 特制的橘红色的航天服