第九章载人飞船的控制技术 9,1载人飞船的结构组成 92载人飞船的制导与控制 93载人飞船的再入返回控制
第九章 载人飞船的控制技术 9.1 载人飞船的结构组成 9.2 载人飞船的制导与控制 9.3 载人飞船的再入返回控制
第九章载人飞船的控制技术 载人航天是现代科学技术发展的一个显著标志。 自1961年4月世界上第一艘载人飞船—“东方号 上天以来,已有40年的历史了。在此期间,世界各国为 发展载人航天技术,投入了巨大的人力和物力,实施了 个又一个载人航天计划。发展载人航天技术,有着重 要的经济、科字与事的需要。 目前,载人航天器有载人飞船、航天飞机和空间站 等三类。从1961年起到现在,前苏联已经发射了“东方 号”、“上升号”、“联盟号”3种载人飞船,7个“礼 炮号
载人航天是现代科学技术发展的一个显著标志。 自1961年4月世界上第一艘载人飞船——“东方号” 上天以来，已有40年的历史了。在此期间，世界各国为 发展载人航天技术，投入了巨大的人力和物力，实施了 一个又一个载人航天计划。发展载人航天技术，有着重 要的经济、科学与军事上的需要。 目前，载人航天器有载人飞船、航天飞机和空间站 等三类。从1961年起到现在，前苏联已经发射了“东方 号” 、 “上升号” 、 “联盟号”3种载人飞船，7个“礼 炮号” 第九章 载人飞船的控制技术
空间站和1个“和平号”空间站。与此同时,美国发 射了“水星”、“双子星座”、“阿波罗”3种载人飞船 和1个“天空实验室”空间站。目前,美国、俄罗斯、西 欧、日本等还正在联合组建巨大的永久性载人航天器 “国际空间站”。1999年11月至今,我国的“神舟号” 试验飞船也已经两次发射成功。 1981年4月,美国发射成功可重复使用的航天飞机, 继美国航天飞机之后,前苏联于1988年11月也发射了类 似美国航大飞λ的人天飞机“暴风雪号” 本章简要介绍载人飞船的基本结构,以及导航、制 导与控制的基本原理
空间站和1个“和平号”空间站。与此同时，美国发 射了“水星” 、 “双子星座” 、 “阿波罗”3种载人飞船 和1个“天空实验室”空间站。目前，美国、俄罗斯、西 欧、日本等还正在联合组建巨大的永久性载人航天器 “国际空间站” 。1999年11月至今，我国的“神舟号” 试验飞船也已经两次发射成功。 1981年4月，美国发射成功可重复使用的航天飞机， 继美国航天飞机之后，前苏联于1988年11月也发射了类 似美国航天飞机的无人航天飞机“暴风雪号” 。 本章简要介绍载人飞船的基本结构，以及导航、制 导与控制的基本原理
91载人飞船的结构组成 载人飞船是一种 载人的小型航天器, 它的构造要比人造卫 星的构造复杂得多。 载人飞船除了具有类 似人造卫星的结构系 载 统、姿态控制等设备 之外,为了保证航大 员在飞行过程中正常 的生活和工作,还有 许多特殊的设施
载 人飞船 是一种 载人的小型航天器， 它的构造要比人造卫 星的构造复杂得多。 载人飞船除了具有类 似人造卫星的结构系 统、姿态控制等设备 之外，为了保证航天 员在飞行过程中正常 的生活和工作，还有 许多特殊的设施。 9.1 载人飞船的结构组成 联 盟 号 载 人 飞 船
载人飞船曾在人类遨游宇宙、突破载人航天方面 起到了历史性的里程碑作用。后来前苏联用它为“礼 炮号”空间站和“和平号”空间站接送航天员以及运 送部分物资。未来载人飞船还将成为空间站和空间基 地的轨道救生艇 总之,航天器上载人将从根本上改变它的外形 结构特性设计和制作的方法,这是因为必须保障人在 航天飞行条件下生活和工作所需的一切
载人飞船曾在人类遨游宇宙、突破载人航天方面 起到了历史性的里程碑作用。后来前苏联用它为“礼 炮号”空间站和“和平号”空间站接送航天员以及运 送部分物资。未来载人飞船还将成为空间站和空间基 地的轨道救生艇。 总之，航天器上载人将从根本上改变它的外形、 结构特性设计和制作的方法，这是因为必须保障人在 航天飞行条件下生活和工作所需的一切。 阿 波 罗 载 人 飞 船
1.返回地球的特点 返回地球是每个载人飞船所必须完成的程序。在完 成轨道飞行任务后,为完成返回地球的程序,必须对飞 船实施制动使其进入返回轨道。对于远距离的飞行必须 修正返回轨道,这就要求飞船具有改变轨道的动力装置 及一系列其他系统,例如姿态控制和运动控制系统,它 的执行机构系统、供电系统等。 载人飞船返回地球时必须有气动加热防护系统和着 陆系统。一股返凹和乘员的着陆由专门的舱段来完成 —再入舱,也称为返回舱或着陆舱。它本身应具有达到 稳定与控制所要求的气动特性的外形,并且在工作时应 保证运动的稳定性、着陆足够的精确性以及乘员所能承 受的过载
1．返回地球的特点 返回地球是每个载人飞船所必须完成的程序。在完 成轨道飞行任务后，为完成返回地球的程序，必须对飞 船实施制动使其进入返回轨道。对于远距离的飞行必须 修正返回轨道，这就要求飞船具有改变轨道的动力装置 及一系列其他系统，例如姿态控制和运动控制系统，它 的执行机构系统、供电系统等。 载人飞船返回地球时必须有气动加热防护系统和着 陆系统。一般返回和乘员的着陆由专门的舱段来完成— —再入舱，也称为返回舱或着陆舱。它本身应具有达到 稳定与控制所要求的气动特性的外形，并且在工作时应 保证运动的稳定性、着陆足够的精确性以及乘员所能承 受的过载
飞船再人舱的外形很简单,都是无翼的大钝头体。 例如,前苏联的“东方号”飞船,它的再入舱是球形; 美国的“水星号”飞船,其再入舱形状为钟形。这种大 钝头的无翼式再入舱外形结构简单,工程上易于实现 当飞船再入大气层时,距地面40km左右的高空就急剧减 速,造成的峰值减加速度为8g左右。这样的减加速度, 对经选拔和训练的航天员来说是可以承受的。假如飞船 的再入舱不是大钝头,而像某些返回式卫星以小头向前 则其再入峰值减加速度将达到18g,航天 员就会死亡。所以,无翼式大钝头的再入舱外形,是早 期载人飞船的理想外形
飞船再人舱的外形很简单，都是无翼的大钝头体。 例如，前苏联的“东方号”飞船，它的再入舱是球形； 美国的“水星号”飞船，其再入舱形状为钟形。这种大 钝头的无翼式再入舱外形结构简单，工程上易于实现。 当飞船再入大气层时，距地面40 km左右的高空就急剧减 速，造成的峰值减加速度为8 g左右。这样的减加速度， 对经选拔和训练的航天员来说是可以承受的。假如飞船 的再入舱不是大钝头，而像某些返回式卫星以小头向前 再入大气层，则其再入峰值减加速度将达到18 g，航天 员就会死亡。所以，无翼式大钝头的再入舱外形，是早 期载人飞船的理想外形
头整次罩 12 返回舱 东方号飞船 4 轨道级 芯级火漏 6 仪器舱 助推器 0 想料贮箱 东方A动载火箭型制火圆 轨逍缬相东万号飞圈 图1人类首次太空飞行乘坐的飞船及其运载火箭 控制和指令天线;2电视摄像机13指令挖制机构;4通通 弹单射座幡:6仪器舱困定装管:7效形控制火箱;8一通信天线; 9制动火箭;10控制商度的大箭发9一制动火前:言天线,12电子设备 13一弹射舱n;14降落伞贮存处;15-热防护闻:I一颜和氧旷箱
2.保证乘员生活及活动条件的特点 乘员的生活条件只能在宇宙空间的密封舱中得以保 证,为此每个载人飞船均有自己的密封舱,其中的大气 条件应能满足呼吸的需要并经常地更新。最好的大气压 力及气体成分是相应于地球海平面处的自然大气压力及 气体成分。在飞船“联盟号”、“联盟TM”和空间站“礼 炮号”中均保持了这个条件,在“阿波罗”飞船中采用 了降压的纯氧大气。 座舵的体积和寸应能使人在其中完成习惯的动作 (例如全身的伸展)和相应的飞行任务。第一代飞船“东 方号”、“水星”、“上升号”和“双子星座”由于有 减轻质量的严格要求,所以它们的座舱很狭窄,而“联 盟号”及“阿波罗”的座舱就宽大得多。在座舱中应能 但挂下骨的泪声
2．保证乘员生活及活动条件的特点 乘员的生活条件只能在宇宙空间的密封舱中得以保 证，为此每个载人飞船均有自己的密封舱，其中的大气 条件应能满足呼吸的需要并经常地更新。最好的大气压 力及气体成分是相应于地球海平面处的自然大气压力及 气体成分。在飞船“联盟号” 、 “联盟TM”和空间站“礼 炮号”中均保持了这个条件，在“阿波罗”飞船中采用 了降压的纯氧大气。 座舱的体积和尺寸应能使人在其中完成习惯的动作 (例如全身的伸展)和相应的飞行任务。第一代飞船“东 方号” 、 “水星” 、 “上升号”和“双子星座”由于有 减轻质量的严格要求，所以它们的座舱很狭窄，而“联 盟号”及“阿波罗”的座舱就宽大得多。在座舱中应能 保持正常的温度条
件,因此座舱也必须有温控系统。 人的生活与饮食、自然需要的排出、个人的卫生和 睡眠紧密联系着,这就决定了在飞船上必须有足够的食 物、水、卫生保障、不同物品的收集器、卫生设备,以 及为睡眠用的一切设备。所有这些设备应考虑到它们是 工作于一个封闭的体积中和失重的条件下。 与控制飞船有关的乘员活动以及完成手控飞船的动 将影响飞船的结构和飞船上的系统。 在座舱结构设计中,首先要考虑到航天员进出方便, 还要有逃逸口
件，因此座舱也必须有温控系统。 人的生活与饮食、自然需要的排出、个人的卫生和 睡眠紧密联系着，这就决定了在飞船上必须有足够的食 物、水、卫生保障、不同物品的收集器、卫生设备，以 及为睡眠用的一切设备。所有这些设备应考虑到它们是 工作于一个封闭的体积中和失重的条件下。 与控制飞船有关的乘员活动以及完成手控飞船的动 作将影响飞船的结构和飞船上的系统。 在座舱结构设计中，首先要考虑到航天员进出方便， 还要有逃逸口