現(xiàn)代航天技術(shù)概論論文

PAGEword文檔可自由復(fù)制編輯現(xiàn)代航天技術(shù)概論論文航空航天技術(shù)是現(xiàn)代和未來文明的主要標志,對很多領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)起著引領(lǐng)和推動作用,也是一個國家科技水平和綜合國力的集中體現(xiàn)。為航空航天活動的順利進行而創(chuàng)立的一系列高級復(fù)雜的施工作業(yè)程序。它涉及人力資源配置，設(shè)備儀器搭配與安裝使用等艱深的學(xué)術(shù)作業(yè)。是國家，民族，乃至整個人類發(fā)展的高度追求。航空航天技術(shù)使人類文明進入三維時代。經(jīng)過查閱資料，我了解了殲20的性能和結(jié)構(gòu)特點。殲-20是成都飛機工業(yè)集團為中國人民解放軍空軍研制的中國第四代（歐美標準，俄羅斯標準為第五代）雙發(fā)重型隱形戰(zhàn)機。其采用了單座、雙發(fā)、全動雙垂尾、DSI鼓包式進氣道、上反鴨翼帶尖拱邊條的鴨式氣動布局。殲-20的機頭、機身呈菱形，垂直尾翼向外傾斜，起落架艙門采用鋸齒邊設(shè)計，機身深墨綠色涂裝，遠觀近似于黑色。殲-20預(yù)期將在2017到2019年間投入使用，2020年后逐步形成強大戰(zhàn)斗力。首架原型機于2010年10月14日完成組裝，2010年11月4日進行首次滑跑試驗。2011年1月11日12時50分，殲20在成都實現(xiàn)首飛，歷時18分鐘。殲-20是由中國成都飛機設(shè)計研究所設(shè)計、中國成都飛機工業(yè)公司制造的用于接替殲10、殲11等第三代空中優(yōu)勢/多用途殲擊機的未來重型殲擊機型號，該機將擔(dān)負我軍未來對空，對海的主權(quán)維護。按中國和北約標準，該機為“第四代殲擊機/戰(zhàn)斗機”，其目的是適合中國空軍2020年以后的作戰(zhàn)環(huán)境需要。從目前已經(jīng)曝光的照片分析，殲-20作為中國第四代重型戰(zhàn)斗機，融合全球多種優(yōu)秀戰(zhàn)機的精彩設(shè)計于一體。這些技術(shù)包括：美國F-22的菱形機頭和整體式黃金鍍膜艙蓋（殲-20在此基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化了升力體設(shè)計）；美國F-35的DSI進氣道改進型（殲-20采用獨創(chuàng)的可調(diào)式DSI進氣道）；中國殲10的鴨翼的改型（中國四代采用了上反鴨翼，與下反主翼等翼面配合，共生渦升效應(yīng)）；多種三代機(如美國F/A-18）采用的大邊條及翼身一體設(shè)計的改型；俄羅斯T-50的全動垂尾（殲20為全動差動垂尾）、三維推力矢量（實為殊途同歸）；俄羅斯米格1.44的后機身設(shè)計（窄間距雙發(fā)動機噴口，寬間距外傾雙垂尾及腹鰭等——都屬于超音速減阻措施）的改型。殲20的精心設(shè)計氣動布局可謂是獨步全球，能有效彌補J-20發(fā)動機的先天不足。殲-20的基本布局繼承于殲10，而殲10就是一種機動性、敏捷性和大仰角能力非常突出的戰(zhàn)機?？梢灶A(yù)計，殲-20繼承了殲-10的高速瞬盤角速度，并進一步放寬了靜穩(wěn)定度，同時采用了獨一無二的“鴨翼+邊條+前后襟翼+全動尾翼”的綜合氣動布局來提高飛控能力。殲-20的鴨翼差動和全動小垂尾同步偏轉(zhuǎn)更是獨門絕技。再加上將來具備更大推重比和三維矢量推力控制能力的新型發(fā)動機，將獲得比殲10更高的靈活性和大仰角能力。殲-20大舵效的全動垂尾可提供足夠的航向操縱力矩，進而提供較大的滾轉(zhuǎn)速率。成飛設(shè)計的殲-20機身令人容易想起米格-31、1.44甚至殲-8、蘇-15這種追求速度的截擊機造型，或者從某種意義來說，這就是成飛70年代所設(shè)計的2.6倍音速的殲9的重生。它采取了略顯激進的、重視超音速性能的設(shè)計。這是對發(fā)動機暫不如人的一種彌補（有樂觀的估計認為，甚至只使用中國現(xiàn)有的“太行”發(fā)動機或者其改型，殲-20也能實現(xiàn)超巡），也體現(xiàn)了中國空軍一以貫之的追求速度的決心（實際上，殲-10的高速性能就相當突出，具有截擊機的特點）。殲-20采用了獨創(chuàng)的“可調(diào)DSI進氣道”殲-20獨創(chuàng)的“可調(diào)DSI進氣道”，做出了新的創(chuàng)新，解決了DSI高速性能不佳的難題。殲-20進氣口鼓包固定但是進氣道側(cè)面有可調(diào)擋板，可有效隨速度變化改變進氣量，從而達到從低到高各個主要速度段的優(yōu)秀的進氣控制能力，令發(fā)動機更為澎湃地工作，也將意味著更好的加速性、爬升率和超巡能力。同時可調(diào)擋板重量輕于傳統(tǒng)的進氣口邊界層分離板，也不影響隱身性能。殲20彈倉的創(chuàng)新點殲20的側(cè)彈倉門，和起落架倉門是銜接的，共用一條鋸齒縫，兩個倉之間應(yīng)該是有隔斷的，但是表面蓋板卻是相鄰的。這樣的設(shè)計減少了一條散射縫，對隱身有利。殲20的自主格斗功能殲20采用了飛發(fā)一體化控制技術(shù)，也就是說發(fā)動機加入了飛行自動控制系統(tǒng)中。殲20是依靠一系列先進的氣動布局來實現(xiàn)機動能力。殲20在信息化能力上領(lǐng)先F22的，殲20全身布滿相控陣天線（主翼、尾翼、機頭及機身多側(cè)），具備全息感知能力，在全息感知系統(tǒng)的支持下，依靠飛發(fā)一體化控制技術(shù)，殲20可實現(xiàn)多機自動組網(wǎng)、任務(wù)自動分配和自主格斗功能。這種技術(shù)從多機組網(wǎng)，任務(wù)加入與分配，到自主格斗，依靠的是系統(tǒng)的信息化能力和戰(zhàn)斗戰(zhàn)術(shù)解決方案。發(fā)動機新穎設(shè)計中國于1984年初開始推重比10：1級發(fā)動機預(yù)研的技術(shù)論證，1988年4月召開了預(yù)研選題論證會，1990年正式立項開題。1994年完成了6個總體方案的頂層設(shè)計，完成了項目指南和綜合論證，1993～1996年開展對俄合作。1995年已基本確定了推重比10發(fā)動機總體方案。有些課題，如平均級壓比達1.62的三級壓氣機研究已經(jīng)取得了良好進展。2005年4月14日17時38分，在中國燃氣渦輪研究院地面試車臺上，中國自行研制的首臺高推重比渦扇發(fā)動機核心機，檢查性點火試驗一次成功，并順利推到慢車狀態(tài)，2007年7月，按照國防工業(yè)發(fā)展的需要，國家為盡快推進第四代（俄標第五代）戰(zhàn)機的研制，正式啟動了渦扇15項目研制工作。渦扇15是我國第一個先于飛機立項的發(fā)動機項目。按照目前為止還算一切順利的情況估計，渦扇15/WS-15將于2012年底實現(xiàn)定型，并交付使用。中國和美國的發(fā)動機技術(shù)差距也必將進一步縮小。專家分析，殲20至少有6項技術(shù)世界領(lǐng)先。第一：中國四代重殲的氣動構(gòu)型決定了，升力特性是目前所有四代機當中最佳中國四代重殲采用了“鴨翼邊條翼升力體”綜合布局結(jié)構(gòu)，把鴨翼、邊條翼、升力體三者結(jié)合一起的，這是成飛在全世界第一個采用的，在全球已有的四代戰(zhàn)斗機（F22、F35、俄羅斯T50）當中，升力特性最好、升力系數(shù)最高。美國F22、F35、俄國T50都只有變形的、大小不等的邊條翼，而按照有關(guān)論文，中國四代重殲采用鴨翼同邊條翼和升力體結(jié)合之后，升力系數(shù)最大比“單純采用邊條翼的戰(zhàn)機”提高四成，何況F22/F35的邊條都是變形小邊條。這意味著中國四代有著更短的起飛距離、以及大約2015年左右中國WS15發(fā)動機到位之后更優(yōu)秀的穩(wěn)定盤旋能力以及機動性。第二：中國四代重殲的氣動構(gòu)型決定了，俯仰、側(cè)滑、橫滾、轉(zhuǎn)向尤其是瞬間盤旋的能力和效率，是目前所有四代機中最佳或者最佳之一目前所有四代機當中，氣動面采用“鴨翼+前后襟翼+全動尾翼”綜合布局提高飛控能力的，四代的差動鴨翼可以和全動小垂尾同步實施偏轉(zhuǎn)，這目前只有中國四代重殲一家。所有的四代機都有前后襟翼，T50、F35也采用全動尾翼，但是它們沒有鴨翼同全動尾翼聯(lián)動，控制俯仰、側(cè)滑、橫滾、轉(zhuǎn)向尤其是瞬間盤旋的能力和效率，低于中國四代重殲。這意味著不論亞音速、跨音速、還是高音速狀態(tài)下，戰(zhàn)機的俯仰、側(cè)滑、橫滾、轉(zhuǎn)向的能力和效率，也就是戰(zhàn)斗過程中的“占位”、“搶位”能力和速度，超過T50、F35。而F22畢竟是1990年試飛的機型，采用的是80年代的技術(shù)，氣動布局上連全動尾翼都沒有，靠的是二維矢量噴管與襟翼的共同作用，可以有限控制俯仰和轉(zhuǎn)向而已。想想看，在航向基本都未來得及變化的時刻，我們四代重殲的機頭指向已經(jīng)迅速改變、瞄向敵機，加上我們研發(fā)中的大角度離軸發(fā)射的導(dǎo)彈，誰先發(fā)射攻敵，誰占據(jù)先機，不言而喻。而這還只是瞬間盤旋能力（簡稱瞬盤）優(yōu)秀的表現(xiàn)而已。第三：中國四代重殲采用了獨創(chuàng)的“可調(diào)DSI進氣道”在美國F35的DSI進氣道技術(shù)上更先進一步美國F35、或者中國梟龍、中國J10B型戰(zhàn)機上面的DSI進氣道，是不可調(diào)的。這意味著采用這種進氣道的戰(zhàn)機，盡管得到了減重、總壓恢復(fù)比較優(yōu)、間接提高發(fā)動機推力的優(yōu)勢，但是，局限在于：這種優(yōu)勢只能固定在某一速度范圍。但是中國四代重殲采用了“可調(diào)DSI進氣道”，鼓包固定但是進氣道側(cè)等位置可調(diào)，有效隨速度變化改變進氣量，從而達到各個主要速度段的優(yōu)秀的總壓恢復(fù)比，在各個主要速度段間接提高發(fā)動機的推力。這一技術(shù)同未來2015年左右即將實用化的十五到十八噸級推力的WS15發(fā)動機相結(jié)合，可以確保中國四代重殲在目前所有四代戰(zhàn)機中的動力優(yōu)勢。澎湃的動力將意味著更好的加速性、爬升率、超巡能力、以及更強的穩(wěn)定盤旋能力。第四：中國四代重殲的主翼后掠角較大，與細長機身等因素綜合支持高音速能力超巡能力在發(fā)動機到位之后可超越F22從畫圖測量看，中國四代重殲的主翼后掠角較大，達到了47度乃至48度。高于F22。加之細長的機體迎風(fēng)阻力小，這一構(gòu)型可以實現(xiàn)高音速能力。在十五到十八噸級推力的WS15到位之后，這一翼型和機型，超巡能力超過F22毫無問題，更不談F35。這意味著更高的接敵速度、以及更高的逃逸速度和生存能力。第五：中國四代重殲的隱身能力達到空軍指標，有消息稱已經(jīng)采用的等離子局部隱身技術(shù)、反無源探測涂料，可以使中國四代重殲隱身性達到和超越F22隱身方面目前中國四代重殲的正面雷達反射面，比之F22多了鴨翼、腹鰭四個反射面。但我們已經(jīng)看到：1、中國空軍在招標中已經(jīng)做過各個競標型號的RCS雷達反射面的微波暗室測算。目前推出的四代重殲是各個招標方案中最優(yōu)的。2、目前出現(xiàn)的四代重殲的顏色是墨綠色的，完全不同于三代機J10/J11出廠時的黃皮機，是復(fù)合材料和隱形材料的顏色。也就是包括鴨翼和腹鰭也使用了隱性涂料。3、鴨翼、腹鰭同機體的結(jié)合部，容易產(chǎn)生爬行波等雷達反射源的部位，有消息稱已經(jīng)采用等離子局部隱身技術(shù)，可以使隱身問題完全彌補。4、更新的涂料可有效抑制無源探測，即在涂料中放入某種特定的磁性材料，傳導(dǎo)電流涂層，從而導(dǎo)致照射到機體表層的電視信號電波、手機信號電波、電臺信號電波，等等，也被吸收，從而實現(xiàn)“反無源探測”（例如名噪一時的捷克維拉雷達）。至于側(cè)面反射面積，大家比較一下中國四代重殲同F(xiàn)22的尾翼大小，即可一目了然地知道：F22畢竟是八十年代技術(shù)的產(chǎn)品。第六：中國四代重殲的氣動構(gòu)型，“系統(tǒng)集成”、“技術(shù)集成”能力世界第一中國四代重殲集全球優(yōu)秀三代機和四代機的大成于一體，是采用現(xiàn)有優(yōu)秀技術(shù)最多、綜合最為完善的機型。某著名工業(yè)國有一句名言，綜合就是創(chuàng)造。從目前已經(jīng)曝光的中國四代重殲的照片分析，中國四代綜合了全球7種優(yōu)秀戰(zhàn)機的十種以上的優(yōu)秀技術(shù)于一體。這些技術(shù)包括：美國F22的菱形機頭+F22的整體式黃金鍍膜艙蓋（中國四代重殲與此相似度九成以上）；美國F35/中國梟龍的蚌式進氣道的中國改進型（中國四代采用可調(diào)式DSI進氣道）；中國J10的鴨翼的改型（中國四代采用了上反鴨翼，與下反主翼等翼面配合，共生渦升效應(yīng)）；中國梟龍或美國F18的大邊條翼的改型（F22/F35/T50只有變相的小邊條，產(chǎn)生的渦升力有限）；中國J10的三角翼的切尖改型（接近梯形翼，有利于高速性）；中國J8式的利于高速性的長機身（“長細比”大，有利于高速性）；美國YF23俄國T50的全動垂尾（中國四代重殲的全動垂尾大小，明顯小于F22）；翼身一體技術(shù)（中國四代重殲的上單翼同機身一體化無縫銜接，利于隱身）、俄羅斯米格1.44腹鰭（正好從側(cè)面擋住了發(fā)動機尾噴口，同時兼顧航向的穩(wěn)定性）隨著1999年我國對載人航天技術(shù)的開發(fā)、03年真正實現(xiàn)載人航天技術(shù)，全民振奮，掀起一股航空航天知識學(xué)習(xí)熱潮，成為生活中熱門的談資。作為一名當代大學(xué)生，這是必須掌握的科學(xué)知識，這關(guān)系著我國的軍事、科技、經(jīng)濟的發(fā)展，是我們必須意識到的重要性對我們未來生活的影響。而對于專業(yè)學(xué)習(xí)自動化的我，這門科學(xué)不僅有必須掌握科普常識的作用，還