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航天技术的作用

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航天技术的作用

航天技术的作用范文第1篇

【关键词】金属材料;航天领域;热处理;应用

1前言

航天技术的发展不仅带动了我国经济的发展而且还提高人民生活质量,增强我国国防力量,当今经济全球化,信息交往、各地之间业务往来,通信、交通等等都离不开航天技术所带来的科技成果。金属材料是我国航天领域发展不可或缺的材料,它比其他分子材料硬度高,耐热性能好,与无机非金属材料相比,金属材料有具有很好的韧性,因此在我国航天领域应用非常广泛,为了更加了解用于航天技术的金属材料,本文选择了几种常见的金属进行讲述其在航天领域当中的应用以及相应的热处理工艺。

2铝合金

2.1铝合金在航天领域的应用

铝合金材料是航天领域用量最大的金属材料,随着科技的发展,各种复合材料都在不断的发展,其性能也是优越与一般金属材料,虽然如此,但在航天领域铝合金的使用依然占有很大比例,铝合金具有优越的耐磨性以及良好的抗撞击性能总体性能优越于一般金属材料,,并且价格便宜,一般在航天领域的承载结构中都使用铝合金比如一些承载壁板,舱体结构等。所以在航天领域具有很大的用处。

2.2铝合金的热处理工艺

在我国科学技术不断发展的前提下,航天技术对铝合金的要求越来越严格,如何提高铝合金的综合性能是非常重要的任务之一,在研究过程中一方面是设计新型合金,一方面是对其热处理的更新,利用先进技术通过对铝合金加热处理,使得在高温环境下变形,在经过挤压,使得铝合金内部微观结构更加紧密化,内部的结晶程度更高,从而使得铝合金在应用中综合性能更加优秀。

3钛合金

3.1钛合金在航天领域的应用

钛合金在航天领域中具有很多用处,他与一般金属相比,具有耐高温、耐磨性能强,抗疲劳性能等优点,一般在航天领域中,钛合金运用于机舱的主承力结构,压气机叶片等等,在钛合金的试用下,无论是高温环境,还是超低温环境都能保证长时间持久的工作。因此随着航天领域科技的不断发展,钛合金的使用量也是逐渐增多,是具有前景的一种金属材料。

3.2钛合金的热处理工艺

钛合金的热处理工艺十分复杂,根据航天领域的不同需求,钛合金的热处理工艺也就不同,比如普通退火会使得钛合金内部的可塑性变高但与此同时也使得其强度变小,一般适用于一些飞行机器的零件,再比如双重退火,其工艺应用相比较而言稍微麻烦,处理之后的钛合金硬度会升高,但其可塑性相对降低,适用于需求较高的飞行零件。钛合金的热处理工艺还包括等温退火和固溶时效,根据航天领域不同需求以及应用的不同领域,来选择不同的热处理工艺。

4超高强度钢

4.1超高强度钢在航天领域的应用

超高强度钢具有很强的硬度及韧性,正因为其性能也使得该金属在航天领域的应用量保持持续上升,一般该金属适用于火箭发动机的壳体,飞行装备的推动器等所需高硬度的地方,正因如此对于在这种高压强度下的金属材料,其耐腐蚀性成为审核金属实用性的一项重大指标,如何提高超高强度钢的韧性是当前研究金属工艺的重要课题。

4.2超高强度钢的热处理工艺

一般超高强度钢都应保持其高强度的特性,针对该金属材料进行热处理时一般先进行淬火,在960度左右的高温下进行淬取,使其内部的含碳量降至最低,然后进行低温回火,提高材料的强度,随着科技的发展,在高强度钢的热处理工艺中也有先进的技术提高金属的性能,比如奥氏体加工、马氏加工,诱发相变等等。在经过热处理后的金属一般适用于机器的整体构架,高强度的零件等等。

5镁合金

5.1镁金属材料在航天领域的应用

镁金属材料在航天领域具有自身独特的性能良好的导热、导电性能以及对电磁的屏蔽性能使得镁金属在众多金属材料中脱颖而出,但镁金属却又一定的缺陷,那就是不耐腐蚀,也正是因为该缺点使得镁金属在应用当中,一些领域不能涉及当中,比如产品的储存、产品出制造都会带来影响,镁金属适用于工艺复杂的大型铸件,是我国金属材料航天领域非常重要的文件,比如通信卫星所使用的天线等等。

5.2镁金属材料的热处理工艺

镁金属材料的处理工艺非常复杂,根据所需性能的不同其热处理的加工工艺也就不同。一般镁金属的处理分为退火和固溶时效两大类。在实际应用中不同的淬火能力会使镁金属的性能得到不同程度的增减,从而应用到各个领域。

6结语

我国航天技术的飞速发展,使得我国经济水平并不断提高,人民生活水平得到翻天覆地的变化,军事力量也跻身进入世界前列,是我国国防实力的一大利器,由此可见航天技术的重要性,本文讲述了关于航天领域的几种金属,以及其性能,作用等等,随着科技的发展,航天技术的不断提高,我们应研发更加适合航天技术的金属材料,比如金属间化合物、高温合金等等,使得我国真正成为航天大国,实现中国的伟大复兴。

参考文献:

[1]姚瑶.智能机器人在航天领域中的应用[J].中国战略新兴产业,2017(08):79~82.

[2]吴国华,陈玉狮,丁文江.镁合金在航空航天领域研究应用现状与展望[J].载人航天,2016(03):281~292.

[3]张成,杨海成,韩冬,王晓君,莫蓉,陆小蕊,龚军善.钛合金旋压技术在国内航天领域的应用及发展[J].固体火箭技术,2013(01):127~132.

[4]邱惠中.纳米材料及其在航天领域中的应用[J].宇航材料工艺,1996(02):7~10.

航天技术的作用范文第2篇

陕西将迎来新一轮发展机遇。航天科技,是世界瞩目的前沿科技。神舟飞船的升空,嫦娥卫星的奔月,航天员的太空漫步,极大地提升了我国的国际地位和综合实力,也揭开了航天技术的神秘面纱。

在欣喜之余,我们高兴地看到,航天科技正改变着我们的生活,许多尖端技术已深入到民用领域,直接服务于国家的经济建设。总部位于西安的中国航天科技集团公司第六研究院,就是立足西部,打造航天产业高地的典范。

航天科技走向国民经济建设主战场

中国航天科技集团公司第六研究院(以下简称航天六院)是我国液体火箭发动机的研制中心和航天液体动力专业研究院,被誉为“中国航天动力之乡”和航天液体动力“国家队”。研究院在确保完成国家重点航天科研生产任务的同时,发挥航天高技术优势,走向国民经济建设的主战场,在振兴我国装备制造业中大展身手。

航天六院下属10个研究所、生产厂,控股上市公司陕西航天动力高科技股份有限公司,形成了完整的液体火箭发动机研究、设计、生产、试验专业分工、密切协作的科研生产体系。拥有液体火箭发动机试车台、泵性能试验室、液体动力技术基础理论研究室、全箭动力系统试验台、液体推进剂研究中心、国家泵工程技术中心、低温技术研究中心、密封件研制中心等国家科研基础设施,形成了以设计及基础理论研究应用、制造及工艺技术、试验及测控技术为代表的军民共用平台。

航天六院坚持“军民结合,寓军于民,协调发展”的方针,以液体火箭发动机的流体技术、燃烧技术、特种泵技术、特种密封技术等特色技术为依托,开发并形成了特种泵阀、热能石化装备、化工生物装备、液体传动、流体计量、印刷包装设备、环境工程、特种化工、氢能源等主导产品,填补了国内空白,服务于国家关键技术装备国产化示范工程,广泛应用于能源、交通、化工、消防、环保、工程机械等领域。

航天六院的技术和产品在国内属领先地位,产品不仅实现了系列化和专业化,而且走上了从设计、制造到系统集成的工程化良性发展之路。特别是他们研制的容积为u01123及110m3以上的立式结晶技术,国内目前尚“无人能及”,近两年随着110m3、178m3、220m3至360m3结晶机的研制成功并交付使用,一次次震惊了国内生物化工界,也确立了他们在本行业的领先地位。产品获得9项国家专利,并获得陕西省国防科技一等奖和科技成果奖。这种技术研发成功,直接推动了我国粮食加工行业的科技进步。航天六院的民用产品开发研制,’在促进科技进步和装备制造业升级换代的同时,也取得了良好的经济效益和社会效益。

坚持创新推动航天技术成果转化

航天六院始终坚持科技创新,加速航天科技成果的转化与应用,在国民经济建设中发挥着高技术领先作用。他们按照“核心企业带动,重点项目引导,关键技术支撑,全院整体推进”的发展思路,将航天技术向民用产业转化,形成了围绕液体技术、热能燃烧技术、光机电一体化技术为主的高新技术产品集群。

通过几年的努力,他们的航天技术应用产业,已初步形成“以航天技术为支撑,以重点项目为基础,以上市公司为龙头,以装备制造业为引导,流体技术和特种技术产品互为补充、互动发展”的产业布局。航天六院发挥燃烧与传热、流体与气动力学、材料与先进制造、低温与真空特种密封技术特色和优势,通过技术转化和延伸,形成了以石油化工、能源交通等高新技术装备为市场牵引的产品体系。重点培养和发展了流体机械、热能工程、光电一体化三大核心产业板块。

航天六院生产的“华宇”消防泵,在借鉴国内外高低压消防泵优点的基础上,重点利用液体火箭发动机的涡轮泵技术,解决了在高转速下常规消防泵难以解决的气蚀和密封问题。最大特点是变流稳压,即泵从零到所需最大流量范围变化时,其扬程变化在5%以内,且小流量或零流量时不超压,确保消防工作的正常进行,大大提高了消防效率和消防人员的安全可靠性。泵上所用驱动电机为普通电机,不需变速,这是我国消防技术的重大突破。他们研制的系列消防泵在国内属首创,其性能在国内居领先水平,填补了国内空白。同时获得实用新型专利,成为新一代消防车的理想产品,被评为国家级重点新产品和国家级火炬计划项目。

2008年北京奥运会举行,其主要场馆“鸟巢”、“水立方”、老山自行车馆等场地的726台套消防泵,就是航天六院生产的。就连丰台垒球场等安装的智能Ic燃气表,也出自航天六院之手。高科技、人性化、洁净方便舒适的奥运环保生态厕所,仍是航天六院研制的。此外,这些产品还应用于北京国际机场新航站楼、中央电视台新址等重点工程项目。

奋力拼搏在市场竞争中抢占先机

石油是工业的血脉,过去我国石油的运输主要靠公路、铁路、航运等方式进行。利用管线运输,可以降低运输成本,实现安全性高、环保作用大、自动化程度高。尤其是长距离管道天然气运输,更是解决了易燃易爆的难题,具有良好的经济效果和社会效益。

过去我国石油运输管线的泵阀主要靠国外进口,而今大规模的石油运输,西气东输,航天六院的核心技术正是适应了这一需求。他们利用自己试验、仿真、计算等独特条件,快速攻克技术难题,开发研制出了输油泵机组。一举打败了由美国、德国、瑞士长期垄断的产品,实现了与中国石化集团的良好合作。航天六院生产这种长输管线输油泵,是工业循环系统中的关键产品,其性能具有自和自动冷却的特点,且不易堵塞。循环效率也从70%提高到80%,节能25%~30%,使用寿命从过去的8年延长到20年左右。

航天技术的作用范文第3篇

太空“囧事”逼出“尿不湿”

在人类航天发展史上,并非每一个镜头都那么庄严肃穆,偶尔也会出现一些让人哭笑不得的画面。

1961年,前苏联宇航员加加林就主演了一个很“冷”的故事。当他刚刚钻进发射舱,突然感到尿急,只好又爬出来,借助太空服里的一根管子解决了这个问题。

还是这一年,坐在飞船里遭遇发射“晚点”的美国宇航员谢泼德,受到了相同问题的困扰。他的结局比较悲惨——在指挥官的命令下,将这份“压力”就地“卸”在了太空服里。

同样的尴尬一再上演,终于让人称“太空服之父”的华人科学家唐鑫源看不下去了。他在上世纪80年代完成了对太空服的改进,利用高分子吸收体发明了能吸水1400毫升的纸尿片,为航天员解决了这个难言之隐。

而这项技术后来转为民用,成本大大降低,走进了千家万户,变成了人们熟悉的“尿不湿”。

航天服内胆“落地”成了气垫鞋

对于爱好篮球运动的青少年来说,买一双名牌气垫鞋,总能让他们兴奋好一阵子。记者少年时穿上了人生第一双耐克气垫鞋,一下课就会去操场上欢蹦乱跳,总觉得自己浑身是劲,大有要飞身扣篮之势。

气垫鞋的功效当然没那么神奇,但是其技术却颇有来头。

阿波罗登月计划中,科学家为了制造既完整,厚度又均匀,还能耐受很大压力的航天服内胆,发明了一种新方法。他们把一团耐压软材料加热软化,放在模具中,然后再向这个模具中吹入高压气体,这被称为“中空吹塑成型”技术。

1977年,NASA(美国国家航空航天局)前工程师弗兰克·鲁迪突发奇想,打算利用“中空吹塑成型”技术,将空气注入耐用灵活的薄膜中,制成鞋底,从而使鞋子获得缓震性。他把这个大胆的设想告诉了耐克创始人菲尔·奈特,得到了支持。

接下来发生的事和大家知道的一样:气垫技术让耐克取得了世界范围的成功,如今已成为其技术基石之一,形成了该公司最庞大的科技系列。而耐克气垫鞋作为高性能运动鞋的一个标杆,成为了全世界各个运动厂商争相超越的目标,刺激了运动鞋科技的蓬勃发展。

脱水蔬菜成就了方便面

有些人经常忙得顾不上好好吃饭,那他们一定会经常面对一位“老朋友”——方便面。当然,方便面里不能光有面,各种配料、调味品必不可少,脱水蔬菜包就是其中之一。

众所周知,普通蔬菜难以保鲜、不便运输,还可能受到季节的限制,但这些问题在脱水蔬菜面前迎刃而解。更方便的是,虽然它看起来只是皱巴巴的小菜干,食用时只需泡进水里即可恢复,原本的色泽、营养和风味均能保留。

很多人也许猜到我将要说什么了,没错,这也是航天技术。

在阿波罗计划中,NASA为了让宇航员在太空里吃到蔬菜以补充维生素,发明了冷冻脱水蔬菜技术。该技术几乎能除去蔬菜中的全部水分,将其重量降低20%,但同时能保留98%的营养成分。

红外线温度计为抗击非典立功

2003年春夏,国人共同经历了一场生死考验——非典。

在疫情疯狂扩散、难以控制的情况下,人们找到了初步甄别感染者的最简单的方法——测体温。然而,这个方法说起来简单做起来难,总不能要求人人出门都夹着体温计,走到一处就掏出来给大家看吧?

一筹莫展的日子没持续多久,一天,人们突然在各公共场所门前看到了一个新设备,从它面前走过,不费时不费力,体温就能显示出来。这个设备就是源于航天领域红外线天文观测技术的“红外线温度计”,它为成功抗击非典立下了汗马功劳。

记忆海绵从太空走向家庭

大约10年前开始,记忆海绵突然火了。

这种聚醚型聚氨酯泡沫海绵,由于其慢回弹的显著特性,给人带来了别样感受。在它表面按一下,会留下一个清晰的手印,恢复速度极其缓慢;用手捏它,会觉得它在掌心里不断收缩,毫无弹力;如果趟在上面,会感觉自己不断沉降,就像陷入泥潭……

这项产品本来是为化解宇航员身上的压力而研制的释压产品。它会根据人体温度变化,提供合适的支持硬度,有效将人体压力化解为零,抵消反作用力。宇航员躺在上面能感觉被柔软的材料包起来,这在飞船发射时,能释放他们因航天器加速而承受的巨大压力。

摩丝、纳米离子烫……你的秀发沾了航天的光

很多爱美的女性不一定知道,其实她们头上引以为豪的秀发,也沾到了航天技术的光。

NASA曾开展了一项研究,通过增加陶瓷涂层,实现癌症病人所用释药微囊剂的精密活化。这项研究启发了一个叫法罗可·沙米的人,他将此用在了自己的烫发产品中。

沙米发现,这种特殊陶瓷涂层衍生出的产品,在加热时会释放负离子,对卷发大有好处。

同时,太空医学领域中的外层覆膜技术,也被应用开发成一种喷发定型摩丝。这种覆膜技术主要成分是丝胶,它是包覆在蚕丝丝质外层的胶体蛋白质,丝胶在头发表面形成一定强度的膜,能让头发持久定型。

航天技术的作用范文第4篇

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月3日,天安门广场迎来举世瞩目的阅兵,大量国产新型装备亮相。这些装备科技含量高,信息化程度强,代表了我国军工产业发展的新成绩。

长期以来,受军工领域保密性、高度政治性以及国防特性的影响,军工企业往往给人神秘、封闭的印象。但是随着新一轮市场化改革大幕拉起,军工企业也面临着一场全产业链的升级变革。

“产业升级对于中国的制造企业而言,不亚于一场新的。” 中国航天科工集团公司董事长、党组书记高红卫表示,这不仅需要企业在现有基础上重新规划技术路径和发展模式,还需要重新整合相关资源,甚至重新改组企业、改造产业、重构产业生态等等。其中最难的是企业转变经济发展观,适应互联网经济时代协同共享新要求。

众所周知,航天科技工业是以系统工程技术与管理为特色的高科技行业。作为主力军之一,中国航天科工集团公司目前在履行我国航天事业发展使命方面承担着诸多重要任务。例如,“十三五”乃至今后一个时期,航天科工将如何提升创新能力?如何以增强适应能力为主线,进一步提升企业核心竞争力?

《财经国家周刊》记者专访了高红卫,详解中国“航天梦”背后的创新之路和科技战略。

“航天梦”的战略支撑

《财经国家周刊》:曾经说过,航天梦是强国梦的重要组成部分。从毕业你就进入了航天系统,可以说是一名“老兵”。请谈谈对“航天梦”的理解?

高红卫:对于“航天梦”,我个人理解至少包含三个方面。

第一,利用航天技术发展高新技术武器装备,不断增强国防实力,维护国家和统一,巩固和拓展国家利益保护边界,为地区稳定与世界和平作出中国人的突出贡献,受到国际社会普遍尊重。

第二,发展地球近空间和临近空间轨道与亚轨道飞行技术,发展载人航天事业与空间基础设施,为空间科学研究与国民经济服务,推动中国空间技术和国民经济发展走向世界一流,促进我国国际空间技术交流与合作能力及地位提升。在和平开发与利用地球近地空间与临近空间领域发挥主导作用,赢得国际社会的普遍赞誉。

第三,发展深空探测技术(包括月球探测、太阳系行星探测、太阳系以外空间探测等),深入探索宇宙起源及物质世界的基本运动规律,为人类生存空间的拓展以及探索宇宙奥秘作出开创性理论与实践贡献。对人类的世界观和宇宙观发展产生历史性影响,获得国际社会的崇高声誉。

《财经国家周刊》:虽然中国的航天事业在世界上已经小有名气、某些领域甚至领先于世界,但是不可否认,我国航空航天技术和产业发展起步较晚,相对于美、俄和欧洲等技术先进的国家,尚存在较大差距。你如何看待这种差距?

高红卫:1959年1月苏联的飞行器第一次成功探访月球,1964年11月美国发射水手4号火星探测器,1965年7月到达火星大气层,之后人类进行了100多次外空星球探索,获得了数千万倍于之前人类对于太空和太阳系的知识,而中国在21世纪才开始做这些事情。人们经常感叹在原始创新方面中国人不如美俄欧等国家和国家联盟,却不反思我们在非功利性的基础理论和科学探索方面作了多少努力,不反思我们的起点在哪里。

的确,我们和欧美国家相比,还有很大的差距。尤其是在航天基础理论研究方面,在先进材料与先进工艺方面,在试验设施与试验方法方面,在总体设计与任务规划方面,在动力总体性能与燃料性能方面,在探测控制与通信技术方面,以及在研究体系与运行管理机制等方面,与先进国家相比还存在明显差距。

《财经国家周刊》:认识差距、承认差距都是为了追赶,你认为如何才能缩小这种差距?

高红卫:这少不了当代人以及以后若干代人的持续努力。充分发挥市场配置资源的决定性作用和更好地发挥政府作用,有望在今后十至二十年内能够追上世界先进水平,甚至实现某些超越。

如何才能缩小差距呢?我理解主要靠“三创新”:科技创新、运行模式创新以及管理创新。只有踏踏实实地开展“三创新”,才有可能实现航天事业进一步缩小差距,甚至实现超越的奋斗目标。

“五个新一代”和“四项基础性支撑技术”

《财经国家周刊》:航天科工将采取哪些行动实现中国航天事业的目标?面对“十三五”有什么战略性安排?

高红卫:当前,参与中国航天事业发展的力量大致上有这几个方面:在政府和军方的统筹下,主要由航天两大集团、科学院系统、教育部系统、电子科技以及其他行业的配套单位承担相关任务。

作为主力军之一,中国航天科工集团公司目前在履行我国航天事业发展使命方面承担着诸多重要任务,“十三五”乃至今后一个时期,航天科工将致力于展开以“五个新一代”和“四项基础性支撑技术”为代表的创新工作。

《财经国家周刊》:请具体谈谈 “五个新一代”和“四项基础性支撑技术”?

高红卫:“新一代”的定义是:性能相同,成本降低50%以上;成本不变,性能提升50%以上;导致业态重构的原始技术创新;导致产业颠覆的跨界技术创新。满足上述四条之一方可称为“新一代”。

五个“新一代”具体包括:新一代的导弹武器技术、新一代航天发射与应用技术、新一代自主可控的信息技术、新一代智能制造技术、新一代材料和工艺技术。

值得注意的是,新一代航天发射与应用技术的主要特征是商业化,核心是技术和管理要适应商业模式的变化;而新一代自主可控的信息技术的核心,一是自主可控,二是安全好用;新一代智能制造技术的核心,其基本要求是资源的深度共享和制造能力的高度协同;新一代材料和工艺技术是另外四个“新一代”发展的基础。

四项“基础性支撑技术”包括微系统基础技术、自主可控信息安全技术、智能制造基础技术、智慧产业基础技术。这里我稍微解释一下:

其中微感知是指利用微加工技术与微电子、微惯性器件、微光电器件等实现感知产品的微型化,具体涉及射频微感知技术,光电微感知技术,惯性微感知技术,力/热/声/磁微感知技术等。 新一代航天发射与应用技术的主要

特征是商业化核心是技术和管理要

适应商业模式的变化。

微处理是包括数字集成电路、模拟集成电路以及数模混合集成电路、可信接入及度量等相关软件,具体涉及数字信号及信息处理、信号调理及转换、软件工具及开发平台等。

微控制主要涉及片上系统实现综合控制,以及系统中各类微驱动、微执行机构的实现等,具体涉及各类微系统控制算法IP,微泵/微阀/微继电器等。

微传输是指微系统内部的信息传输及利用微系统实现的宏观系统间的有线/无线信息传输,具体涉及各类传输控制协议IP,微光电连接器等有线传输以及射频/光电/声信号收发等无线传输。

微对抗是指用于电子对抗、信息安全等的多功能芯片及微小型射频组件,具体涉及干扰和抗干扰等对抗策略/算法IP、微对抗执行装置等。

微集成是指实现微感知、微传输、微处理、微控制、微对抗等功能并使其融合形成微系统的集成制备技术,具体涉及用于生产微部件及微系统产品的不同工艺类型生产线、微组装线及芯片封装线等。

上述微系统技术六大基础领域的发展是一个有机的整体。其中,微感知、微处理、微控制、微传输的创新性成果共同构筑起微系统技术体系及产品构架的基础,而微对抗、微集成的能力形成则提供微系统面向服务的运行平台与应用支撑。初步的实践证明,微系统技术的作用绝不仅仅是减轻重量、降低功耗、节约成本、提高性能,更重要的是开阔技术创新思路,可以探索全新的总体技术路径,实现以往想都不敢想的大系统创新目标。

自主创新战略

《财经国家周刊》:中央多次提过要大力加强国防科技的自主创新能力,作为国防企业,航天科工如何对待自主创新?

高红卫:我们认为,现阶段自主可控信息安全基础技术方面,当前主要是构建集纯国产化的计算机系统、网络、移动终端、操作系统、数据库和应用软件为一体的实际应用系统。涉及的基础技术主要有:系统架构规划与标准、系统迁移技术、应用软件功能迁移开发平台,以及嵌入式操作系统、移动操作系统的开发与应用等;其中涉及的安全算法、安全策略、安全芯片以及安全防护实现等方面虽然自主可控,但是信息安全的基础技术还需加强。

国内第一个涉及数万台计算机的自主可控安全网络已在航天科工开始试运行。这个领域发展机会很好,发展空间很大,但在自主可控信息系统安全方面还需要一批技术创新核心骨干做出独立的探索性研究,硬件和软件全国产化并不能从根本上解决信息安全问题,必须在信息安全基础技术研究上有独到的核心技术,才有可能构建出具有更高安全度的自主可控信息系统。

《财经国家周刊》:航天技术对国民经济、社会发展和人民生活有极其密切的关系,它的发展大大提高了人民的生活质量。人们正广泛享用着航天技术的成果,如气象观测预报、卫星导航定位、地球资源普查、生物育种、材料制备、医药合成等。航天科工是如何落实自主创新战略的?你能举个例子吗?

高红卫:2008年世界金融危机发生后,航天科工隐隐约约地意识到,全球经济发展观已经过时,导致相应的经济发展模式已经难以为继,必然会出现新的经济发展观和相应经济发展模式替代原有的经济发展观和发展模式。

航天技术的作用范文第5篇

关键词:物理;航空航天;问题;探讨

中国航天事业的蓬勃发展也给我们的高考命题提供了很好的素材。2008年发射"神舟七号",航天员出舱在太空行走;2011年8月,"嫦娥二号"成功进入了绕"拉格朗日点"的轨道,我国成为世界上第三个造访该点的国家;"神州八号"飞船与"天宫一号"目标飞行器成功实施了首次交会对接等,都给了我们非常生动的情境。下面我就从航天技术的发展历程、载人航天工程七大系统等方面来研究航空航天中的物理问题,具体如下:

一、航空航天技术的发展

人类很早就有了航天的思想,我国古代流传的"嫦娥奔月"、"吴刚砍桂"等传说故事,就是对人类航天理想的生动描绘之一。当然,人类真正实现这种理想是到19世纪末才开始起步的.从那时起,相继涌现出俄国的齐奥尔科夫斯基,美国的戈达德和德国的奥伯特等富于探索精神的航天先驱者。俄国的奥尔科夫斯基最早从理论上证明用多级火箭可克服地球的引力而进入太空,建立了表征多级火箭理想速度的著名的齐奥尔科夫斯基公式。而且他肯定了液体发动机是航天飞行器最适宜的动力装置。美国的戈达德是液体火箭的创始人。他曾指出,要克服地球引力,火箭必须具有每秒79公里的速度。他在1921年开始研制液体火箭发动机,1926年3月16日,他研制的液体火箭飞行成功。德国的奥伯特也是最早的火箭和航天的理论家和实践者。1923年奥伯特论述了火箭飞行的数学理论,并对火箭结构和星际飞行提出了许多新观念。到了1942年10月3日,德国太空协会的青年专家布劳恩领导的航天研究小组,经过艰苦的探索,在总结历次失败教训的基础上,终于发明了再生冷却式燃烧室和燃气舵等新技术。采用这些新技术,终于获得弹道导弹(V-2)的发射成功[1]。从而在工程上实现了航天先驱者的技术思想,取得向地球引力挑战的胜利,并对后来大型火箭的发展起到了继往开来的重大作用。堪称是人类航天发展史上的一个里程碑。

第二次世界大战后,前苏联和美、法、日、加拿大、澳大利亚等国家,都先后发射了探空火箭,创造出发射393公里高度的纪录,获得了许多高层空间的宝贵资料,为发展航天奠定了科学基础。经过10多年的艰苦探索之后,于1957年10月4日,前苏联把世界上第一颗人造地球卫星送入大气层外的运行轨道,开创了人类航天史的新纪元。以后,美、英、法、日和中国、印度等国均成功地发射了人造卫星。自60年代中期开始,卫星的发展便从探索试验转入实用阶段。如今,人类发射的侦察、预警、通信导航、天文气象、海洋监视、测地探矿等应用卫星巳超过2500颗,它们在经济、军事和科研中发挥了非常大的作用。

随着航天技术的发展,人类不断刷新航天纪录.创造出一个个惊人的奇迹。诸如:1961年4月12日开辟了载人航天的成功之路;从1959年开始又开创了对月球的探测和人类登月考察的新篇章;自70年代起,人类对太阳系中的行星先后进行了探测,前苏联和美国并相继在空间建立了航天站;80年代初又发明了能重复使用的航天飞机等等。这些令人鼓舞的成就,对航天技术及其它科学领域的发展都具有深远的历史意义。

二、物理在航空航天中的应用

(一)火箭推进原理

所有航天器的发射都依靠火箭技术,而火箭的飞行是遵循着质点系动量定理和动量守恒的。竖立在发射架上的火箭本身带有燃料和氧化剂,火箭在发射前总动量为零,当点火燃烧后,高温高压的气体不断从火箭尾部的喷管往后喷出,从而使火箭获得向上的巨大推力,克服自身的重力,向太空冲去。下面我们看一下火箭所受的推力大小和火箭的运动速度。

(二)火箭的速度

火箭是依靠连续不断的喷出大量质量m极小的燃料气体才得到连续平稳的加速上行。为了进一步说明火箭在这一过程中获得的速度,先不考虑地球的重力作用,将质量为M的火箭中的燃料燃烧后喷出的燃料气体看成质量为m(远小于M)、相对火箭速度为u的细小弹丸,由于火箭不受任何外力,因此火箭系统总动量守恒,当弹丸以速度u向后喷出,火箭就获得与弹丸等量而方向向前的动量,由于燃料不断燃烧,火箭体的质量就不断减小,因而火箭是一个变质量体系,我们用动量守恒来计算火箭最后得到的速度。

(三)多级火箭

从以上的分析可知,要想航天器上天,至少要获得7.9km/s 的速度,而要到达其他行星或是其他星系,则需要更大的速度。要想火箭得到大的速度,就必须增大燃料气体的喷射速度u和增大质量比M/Me。我们先看燃料气体的喷射速度,它受到诸多因素的影响,一种液态的常规燃料是偏二甲肼( H-N-N-CH3)加四氧化二氮(N2O4),燃料后气体的速度u接近2km/s,另一种非常规的燃料(如液氢加液氧)做推进剂,其喷射速度可达4km/s。同时由于火箭上所装载的仪器设备等的影响质量比M/Me 也有所限制,大约在10到20之间[2]。在这样的条件下,我们可以对一级火箭所能达到的末速度做一估计,其速度必须达到10.8(km/s)这并不是火箭真正能达到的速度,必须考虑地球引力和空气阻力的影响等,所以最终的单级火箭的速度只可能达到7km/s左右,小于第一宇宙速度7.9km/s,无法将航天器送上天。

实际的火箭通常为多级火箭,是用多个单级火箭经串联、并联或串并联(即捆绑式)组合而成的一个飞行整体。

三、载人航天工程七大系统

(一)航天员系统

载人航天首先要有航天员及其上天飞行的保障设施。这是一个航天员为中心的医学和工程相结合的复杂系统。它涉及航天生命科学和航天医学等领域,包括航天员的选拔训练、航天员的医学监督保障、 航天员的一样食品、航天员飞行训练模拟等分系统。

(二)载人飞船系统

飞船是载人航天的核心部分,它为航天员和有效载荷提供必要的生活和工作条件,保证航天员进行有效空间实验和出舱活动,并安全返还地面。

(三)运载火箭系统

运载火箭是把载人飞船安全可靠送入预定轨道的运载工具。包括箭体结构、动力装置等10个分系统,特别是增加了载人所需的故障监测分系统和逃逸救生分系统。

(四)飞船应用系统

载人航天工程最终是为了应用,创造效益,因此飞船应用系统是备受关注的部分。它利用载人飞船的空间试验支持能力,开展对地观测、环境监测、生命科学、材料科学、流体科学等试验,安装有多项任务上百种有效载荷应用设备。

(五)测控通讯系统

当运载火箭发射和载人飞船上天飞行以及返回时,需要靠测控系统通信系统保持天地之间的经常联系,完成飞船遥测参数和电视图像的接受处理,对飞船运行和轨道舱留轨工作的测控管理,这个测控通信系统由北京航天指挥控制中心、陆上地面测控站和海上远望号远洋航天测量船队组成、执行飞船轨道测量、遥控、遥测、火箭安全控制,航天员逃逸控制等任务[3]。

(六)发射场系统

神舟号飞船的发射场选在酒泉卫星发射中心,发射场系统由技术区、发射区、试验指挥区、首区测量和航天员区组成,形成火箭、飞船、航天员从测试到发射以及上升段、返回段测量的一套完整体系。

(七)着陆场系统

载人航天这路着陆场系统包括主、副着陆场,陆上应急援救、海上应急援救、通信测量、航天员医保等部分。

四、结束语

中学物理考察的内容一直与当前航空航天紧密联系在一起,充分体现了其注重能力与科学素养、理论与实际相结合的特点和要求。物理学的研究,与其它学科之间有者显著的不同,其无论是概念的建立还是规律的发现、概括,都需要思维的加工,与一般的思维过程相比较,在共性之中,物理学科的思维又有其个性。所以需要我们静下心来,准确把握各个知识点之间的联系与区别,举一反三,最终做到融会贯通、灵活多变。