航空航天傻傻分不清 快看看它們的天壤之別

2016年04月25日

航空與航天是人們經常接觸的兩個技術名詞,兩者雖然僅一字之差,卻被稱為兩大技術門類,這是為什麼呢?

航空技術主要是研制軍用飛機、民用飛機及吸氣發動機,航天技術主要是研制無人航天器、載人航天器、運載火箭和導彈武器,最能集中體現兩者成果的是航空器和航天器。從航空器與航天器的重大區別上即可看出兩個技術領域的顯著差異。

飛行環境不同

所有航空器都是在稠密大氣層中飛行的,其工作高度有限。現代飛機最大飛行高度也就是距離地面30多千米。即使以後飛機上升高度提高,它也離不開稠密大氣層。

而航天器沖出稠密大氣層後,要在近於真空的宇宙空間以類似自然天體的運動規律飛行,其運行軌道的近地點高度至少也在100千米以上。對在運行中的航天器來講,還要研究太空飛行環境。

動力裝置不同

航空器都應用吸氣發動機提供推力,吸收空氣中的氧氣作氧化劑,本身只攜帶燃燒劑。而航天器其發射和運行都應用火箭發動機提供推力,既帶燃燒劑又帶氧化劑。吸氣發動機離開空氣就無法工作,而火箭發動機離開空氣則阻力減小有效推力更大。吸氣發動機包括燃燒劑箱在內都可隨飛機多次使用,而發射航天器的運載火箭都是一次性使用。

雖然航天飛機的固體助推器經過回收可以重複使用20次,其軌道器液體火箭發動機可以重複使用50次,但與航空器使用的吸氣發動機比較起來,使用次數仍然是很少的。吸氣發動機所用的燃燒劑僅為航空汽油和航空煤油,而火箭發動機所用的推進劑卻是多種多樣的,既有液體的,也有固體的,還有固液型的。

飛行速度不同

現代飛機最快速度也就是音速的三倍多,且是軍用飛機。至於目前正在使用的客機,都是以亞音速飛行的。而航天器為了不致墜地,都是以非常高的速度在太空運行的。如在距地面600千米高的圓形軌道上運行的航天器,其速度是音速的22倍。

所有航天器正常運行時都處於失重狀態,若長期載人會使人產生失重生理效應,並影響健康。正因如此,航天員與飛機駕駛員比較起來,其選拔和訓練要嚴格得多。一般人買票即可坐飛機,而花重金到太空遨遊的人還必須通過專門培訓。

工作時限不同

無論是軍用還是民用飛機,最大航程計約2萬千米,最長飛行時間不超過一晝夜。其活動範圍和工作時間都很有限,主要用於軍事和交通運輸。雖然通用輕型飛機應用廣泛,但每次活動範圍相對更小。

而航天器在軌道上可持續工作非常長時間,如目前仍在使用的聯盟TM號載人飛船,可與空間站對接後在太空運行數月之久。再如航天飛機,能在軌道上飛行7-30天,約1.5小時即可圍繞地球飛行一周。載人航天器運行時間最長的當屬和平號空間站,它在太空飛行了整整15個年頭。至於無人航天器,如各種應用衛星,一般都在繞地軌道上工作多年。有的深空探測器,如先驅者10號,已在太空飛行了32年,正在飛出太陽系向銀河系遨遊。
航空器的優點是能多次重複使用,而航天器除航天飛機外,只能一次性使用,載人宇宙飛船也不例外。

升降方式不同

飛機的升空是從起飛線開始滑跑到離開地面,加速爬升到安全高度為止的運動過程。它返回地面降落時只要經過下滑和著陸即可。只有個別飛機如英國的"鷂"型戰鬥機采用發動機噴口轉向的方式使飛機能夠垂直起落,但機身並未豎起,仍處於水平位置。

而至今為止的航天器發射,包括地面和海上的發射,頂部裝著航天器的運載火箭都是垂直騰空的。在完成發射過程中,運載火箭要按程序掉頭轉向和逐級脫離,最終將航天器送入預定軌道運行。有的航天器發射,中間還要經過多次變軌,情況更為複雜。航天飛機雖然也能施放航天器,但它本身亦是垂直發射升空的。至於返回式航天器,其回歸地面必須經曆離軌、過渡、再入和著陸四個階段,遠比飛機降落困難。

航空器的起飛、飛行和降落與航天器的發射、運行和返回,雖然都離不開地面中心的指揮,但兩者的地面設施和保障系統及其工作性能與內容也是大有區別的。

由此,不難想象航空與航天各自包含的廣泛技術內涵。(尹懷勤)

新聞來源:光明網




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