航天导论论文
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航天工程导论论文
空空导弹空军的杀手锏
空空导弹主要由制导装置、战斗部、动力装置和弹翼等部分组成。制导装置用以控制导弹跟踪目标，常用的有红外寻的、雷达寻的和复合制导等类型。战斗部用来直接毁伤目标,多数装高能常规炸药,也有的用核装药。其引信多为红外、无线电和激光等类型的近炸引信，多数导弹同时还装有触发引信。动力装置用来产生推力，推动导弹飞行，均采用固体火箭发动机。弹翼用以产生升力，并保证导弹飞行的稳定。导弹在截获目标并满足其他发射条件后被发射，脱离载机，火箭发动机工作一定时间便停止，导弹进入惯性飞行段。在飞行过程中，制导系统不断测量、计算目标与导弹的相对位置，由偏差形成控制信号，使舵机工作，操纵舵面偏转，控制导弹飞向目标。当导弹接近目标符合引信工作条件时，引信引爆战斗部，毁伤目标。导弹的制导方式不同，控制信号的形成方式也有所不同。红外寻的制导是把探测到的目标热辐射变换成电信号，经放大，选频与基准相位信号比较，得到误差信号，形成控制指令。雷达寻的制导是导弹上的雷达接收目标回波信号，进行计算判断，形成控制信号。这种制导根据雷达发射机的所在位置不同分为主动、半主动两种。主动式的雷达发射机装在导弹上，半主动式的雷达发射机装在载机上。复合制导有两种以上的制导装置，弹道初始段一般采用程序控制或惯性制导等，中段为半主动雷达制导，末段为主动雷达制导。空空导弹按攻击方式分为格斗导弹和拦射导弹；按制导方式分为红外、雷达和复合制导等；按射程分为近距、中距和远距 3 种。格斗导弹是以攻击目视距离内的目标为主的导弹，又称近距格斗导弹，多采用红外寻的制导，发射后可以不管。导引头的跟踪范围和跟踪角速度大, 能实施离轴发射,最小发射距离为 300～500 米。横向过载 30～60g，机动能力强，能对目标实施全向攻击。迎头攻击时，最大发射距离可达 18～25 千米。拦射导弹有中距、远距拦射导弹之分。中距拦射导弹的最大发射距离从 25 千米到 100 千米不等，多采用半主动雷达寻的制导。远距拦射导弹采用复合制导，可由载机在距目标 100 千米以外连续发射数枚，攻击不同方向的数个目标。拦射导弹与载机上的脉冲多普勒雷达火控系统相配合，具有下视、下射能力，能攻击超低空飞行的飞机和巡航导弹，有的兼有近距格斗能力，可用于全高度、全方向、全天候作战。德国在二战时期首先制成有线制导空空导弹。战后,空空导弹的有了空前的发展。上世纪 40 年代中期至 50 年代中期。空空导弹只能对机动性能比较差的亚音速轰炸机实施尾追攻击，射程 2～6 千米，主要有美国的"响尾蛇"空空导弹；其次是50 年代中期至 60 年代中期。超音速轰炸机的出现和电子技术的发展，促使空空导弹的射程、横向过载、适用的高度和速度都有很大提高。空空导弹不宜用于攻击高速度、大机动飞行的目标。后来就是 60 年代后期至 90 年代。空空导弹在远距全方向、全高度、全天候拦射和近距格斗性能方面都得到了很大发展，如美国的"不死鸟"，前苏联的 AA─11 等。美国和利比亚、叙利亚和以色列、英国和阿根廷等在空战中，都使用了近距格斗导弹，取得了明显的效果，大大提高了空空导弹在空战中的地位。我国从 50 年代以来先后研制出数种空空导弹，装备部队使用。
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展望格斗导弹, 将采用新型的红外探的要求。拦射导弹，将进一步增强对目标的分辨能力，提高导引精度和抗干扰能力。
运载火箭刺破苍穹的利剑
运载火箭是由多级火箭组成的航天运输工具。用途是把人造地球卫星、载人飞船、空间站、空间探测器等有效载荷送入预定轨道。是在导弹的基础上发展的。每一级都包括箭体结
构、推进系统和飞行控制系统。末级有仪器舱，内装制导与控制系统、遥测系统和发射场安全系统。有效载荷装在仪器舱的上面，外面套有整流罩。许多运载火箭的第一级外围捆绑有助推火箭，又称零级火箭。技术指标包括运载能力、入轨精度、火箭对不同重量的有效载荷的适应能力和可靠性。运载火箭是第二次世界大战后在导弹的基础上开始发展的。第一枚成功发射卫星的运载火箭是苏联用洲际导弹改装的卫星号运载火箭。到上世纪八十年代，苏联、美国、法国、日本、中国、英国、印度和欧洲空间局已研制成功约二十种大、中、小运载能力的火箭。国外主要的运载火箭有“大力神”号运载火箭、“德尔塔”号运载火箭、“土星”号运载火箭、“东方”号运载火箭、“宇宙”号运载火箭、“阿里安”号运载火箭等，我国的是“长征”系列运载火箭。目前常用的运载火箭按其所用的推进剂来分，可分为固体火箭、液体火箭和固液混合型火箭三种类型。如我国的长征三号运载火箭是一种三级液体火箭；长征一号运载火箭则是一种固液混合型的三级火箭，其第一级、第二级是液体火箭，第三级是固体火箭；美国的“飞马座”运载火箭则是一种三级固体火箭。如按级数来分，运载火箭又可分为单级火箭、多级火箭。其中多级火箭按级与级之间的连接型式来分，又可分为串联型、并联型（俗称捆绑式）、串并联混合型三种类型。到目前为止我国共研制了 12 种不同类型的长征系列火箭，能发射近地轨道、地球静止轨道和太阳同步轨道的卫星。包括长征一号系列运载火箭、长征二号系列运载火箭、长征三号系列运载火箭、长征四号系列运载火箭，此外我国也加紧了研发长征五号运载火箭的进度!
导弹长了眼睛的武器
导弹是“导向性飞弹”的简称，是一种依靠制导系统来控制飞行轨迹的可以指定攻击目标，甚至追踪目标动向的无人驾驶武器，其任务是把战斗部装药在打击目标附近引爆并毁伤目标或在没有战斗部的情况下依靠自身动能直接撞击目标以达到毁伤效果。简言之，导弹是依靠自身动力装置推进，由制导系统导引、控制其飞行路线，并导向目标的武器。通常由战斗部（弹头）、弹体结构系统、动力装置推进系统和制导系统等 4 部分组成。弹头装普通炸药的，为常规导弹；核装药的，为核导弹。按飞行方式分，有弹道导弹和巡航导弹；按作战任务的性质分，有战略导弹和战术导弹；按发射点和目标分，有地地导弹、地空导弹、空面导弹、空空导弹、潜地导弹、岸舰导弹等；还可按射程远近及推进剂的性质等分为不同类型。具有射程远、速度快、精度高、杀伤破坏性大等特点。
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导弹的起源与火药和火箭的发明密切相关。火药与火箭是由中国发明的。南宋时期，不迟于 12 世纪中叶，火箭技术开始用于军事，出现了最早的军用火箭。约在 13 世纪，中国火箭技术传入阿拉伯地区及欧洲国家。 18、19 世纪火箭武器进展不大，直到 1926 年，美国才第一次发射了一枚无控液体火箭。20 世纪 30 年代，由于电子、高温材料及火箭推进剂技术的发展，为火箭武器注入了新的活力。20 世纪 30 年代末，德国开始火箭、导弹技术的研究，并建立了较大规模的生产基地，1939 年发射了 A—1、 A—2、A—3 导弹，并很快将研制这种小型导弹的经验应用到 V—1 导弹和 V—2 导弹上。 1944 年 6～9 月德国向伦敦发射了 V—1、V—2 导弹，第二次世界大战后期，德国首先在实战中使用了 V-1 和V-2 导弹,从欧洲西岸隔海轰炸英国。V-1 是一种亚音速的无人驾驶武器，射程 300 多公里,很容易用歼击机及其他防空措施来对付。V-2 是最大射程约 320 公里的液体导弹，由于可靠性差及弹着点的散布度太大，对英国只起到骚扰的作用,作战效果不大。但 V-2 导弹对以后导弹技术的发展起了重要的先驱作用。第二次世界大战后到 50 年代初，导弹处于早期发展阶段。各国从德国的 V—1、V—2 导弹在第二次世界大战的作战使用中，意识到导弹对未来战争的作用。各个国家在战后不久，恢复了自己在第二次世界大战期间已经进行的导弹理论研究与试验活。 50 年代初起，自导弹得到了大规模的发展，出现了一大批中远程液
体弹道导弹及多种战术导弹，并相继装备了部队。 60 年代初到 70 年代中期，由于科学技术的进步和现代战争的需要，导弹进入了改进性能、提高质量的全面发展时期。 70 年代中期以来，导弹进入了全面更新阶段。为提高战略导弹的生存能力，一些国家着手研究小型单弹头陆基机动战略导弹和大型多弹头铁路机动战略导弹,增大潜地导弹的射程,加强战略巡航导弹的研制。面对尖锐激烈的国际斗争环境，为了维护国家的独立与领土完整,为了自卫,中国自 20 世纪 50 年代末开始研制导弹。经过 20 多年的努力，1966 年 10 月 27 日进行了首次导弹核武器试验，1980 年 5 月 18 日成功地发射了洲际弹道导弹，1982 年 10 月成功地发射了潜地导弹，1999 年 8 月 2 日发射了新型车载远程地地战略弹道导弹。中国已经研制并装备了不同类型的中远程、洲际战略弹道导弹，及其他多种类型的战术导弹。
弹道导弹划过天边的血色彩虹
弹道导弹是指在火箭发动机推力作用下按预定程序飞行，关机后按自由抛物体轨迹飞行的导弹。这种导弹的整个弹道分为主动段和被动段。主动段弹道是导弹在火箭发动机推力和制导系统作用下，从发射点起到火箭发动机关机时的飞行轨迹；被动段弹道是导弹从火箭发动机关机点到弹头爆炸点，按照在主动段终点获得的给定速度和弹道倾角作惯性飞行的轨迹。弹道导弹按作战使用分为战略弹道导弹和战术弹道导弹；按发射点与目标位置分为地地弹道导弹和潜地弹道导弹；按射程分为洲际、远程、中程和近程弹道导弹；按使用推进剂分为液体推进剂和固体推进剂弹道导弹；按结构分为单级和多级导弹。
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弹道导弹与常规导弹相比较主要具有以下的特点是： A.通常采用垂直发射方式，使导弹平稳起飞上升，能缩短在大气层中飞行的距离，以最少的能量损失克服作用于导弹上的空气阻力和地心引力。 B. 弹头再入大气层时，产生强烈的气动加热，因而需要采取防热措施。
C.导弹大部分弹道处于稀薄大气层或外大气层内。因此，它采用火箭发动机，自身携带氧化剂和燃烧剂，不依赖大气层中的氧气助燃。
D.火箭发动机推力大,能串联、并联使用,可将较重的弹头投向较远的距离。
E.导弹飞行姿态的修正，用改变推力方向的方法实现。
F.弹体各级之间、弹头与弹体之间的连接通常采取分离式结构，当火箭发动机完成推进任务时，即行抛掉，最后只有弹头飞向目标。
G. 导弹沿着一条预定的弹道飞行，攻击地面固定目标。
H.导弹无弹翼，没有或者只有很小的尾翼，起飞质量和体积大，结构复杂。
I.为提高突防和打击多个目标的能力，战略弹道导弹可携带多弹头(集束式多弹头或分导式多弹头)和突防装置。
J.有的弹道导弹弹头还带有末制导系统，用于机动飞行，准确攻击目标。弹道导弹能按预定弹道飞行并准确飞向地面固定目标，主要是由制导系统实现的。其制导方式有无线电指令制导、惯性制导、星光-惯性制导等。无线电指令制导是早期弹道导弹采用的制导方式，它易受无线电干扰，地面设备复杂，不能满足现代作战使用要求。因此，自 20 世纪 50 年代以来，各国研制的弹道导弹绝大多数采用惯性制导。惯性制导属于自主式制导。它采用惯性测量元件，不受外界干扰。按照惯性测量装置在导弹上的安装方式，惯性制导可分为平台式惯性制导和捷联式惯性制导。平台式惯性制导的惯性测量装置具有测量精度高、计算机运算较简单、利用平台本身还可进行元件误差分离、发射时调平和瞄准也较简单等优点。惯性制导技术的不断发展，使弹道导弹的命中精度有很大提高。星光惯性制导是在惯性制导的基础上，增加了星光测量装置，利用宇宙空间的恒星方位来判定初始定位误差和陀螺漂移，对惯性制导误差进行修正，进一步提高了导弹命中精度。
航天器太空中的第二个家园
航天器是在绕地球轨道或外层空间按受控飞行路线运行的载人的飞行器。载人航天器家族中有三个成员：载人飞船、空间站和航天飞机，人类就是乘坐它们摘星揽月的。航天器基本上是无动力的，依靠运载火箭，通常为第二级火箭提供的初速来运动。运载火箭在燃料耗
尽后就自动分离，
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向地球下落；航天器或者进入绕地球轨道，或者在给以动量情况下，继续飞向太空目的地。航天器本身也可能装有小型液体火箭发动机供机动飞行之用。在美国的“阿波罗”月球探测计划中，登月舱就装有火箭发动机，以便从月球起飞，飞回轨道上的“阿波罗”号飞船。飞船本身也得有足够的火箭动力使其脱离月球轨道返回地球。
航天器的设计异常复杂，尤其是载人航天器。航天器还需要电源来带动所携带的各种设备。不载人的航天器大多采用太阳电池板和相连的蓄电池。
第一个航天器是１９５７年１０月４日苏联发射的“人造卫星”１号。接着有许多不载人的苏联和美国的航天器发射。１９６１年４月１２日，原苏联航天员加加林乘坐世界上第一艘载人飞船“东方”号，环绕地球飞行了１０８分钟，开创人类载人航天的新纪元。
８年之后不甘落后的美国航天员阿姆斯特朗和奥尔德林乘坐着“阿波罗”１１号登月飞船成功地登上月球，人类载人航天和空间探索取得重大突破。载人飞船独立往返于地面和空间站之间，如同人类沟通太空的渡船。它能够与空间站或者是其他航天器对接后进行联合飞行。但是，飞船容积小，所载消耗性物资有限，不具备再补给的能力，所以它的太空运行时间有限，仅能够使用一次。从２０世纪７０年代起，原苏联的载人航天进入以空间站为主体的研究、试验新阶段。１９７１年，原苏联发射了第一个空间站“礼炮”号。与载人飞船相比，空间站容积大、载人多、寿命长，可综合利用，是发展航天技术、开发利用宇宙空间的基础设施。
１９８１年，美国发射了世界上第一架航天飞机“哥伦比亚”号，后又相继研制了“挑战者”号、“发现”号、“亚特兰蒂斯”号和“奋进”号
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航天飞机。航天飞机是一种多用途航天器。它能满足发射、修理和回收卫星以及运送人员、物资等需要，可多次重复使用，显著降低了运载成本。它的出现是航天技术发展的一次飞跃，代表了载人航天器的发展方向。
虽然我们的航天事业取得了空前的成就，也得到了全世界的认同，极大地提升了我国的国际地位。但未知永远大于已知，茫茫宇宙究竟藏着什么玄机，浩瀚星空到底还有什么秘密。探寻的脚步不会停下，路还很远很远……
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北京航空航天大学宇航学院
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内容摘要：航天科学技术是当今高技术群体中对现代社会最有影响力的科学技术之一，航天科学技术已成为反映一个国家国际地位和综合国力的重要标志，发展航天技术对于保障国家安全，促进科技进步，方便人民的生活等都具有重要意义。作为航天专业的学生，不断学习了解世界航天的过去、现在，对于提高我们的认知水平，培养我们对航天的热情具有重要的意义。关键字：航天器导弹太空创新
到目前为止，世界上已有众多类型的航天器，一种航天器的产生总是伴随着一种航天飞行器设计理念的诞生。现在使用最多的航天运载器是火箭，而火箭的前身是导弹，V2 导弹的诞生标志着人类对飞行器的认识进入了一个新的高度。二战结束后，在 V2 的启发下，一批又一批的新型导弹相继出现，随着导弹的运载能力的不断加大，将物体送上太空也成为了
可能，前苏联第一颗人造地球卫星的发射升空，标志着人类航天时代的到来。导弹的设计是一个复杂的过程，它是一个各方面技术的综合应用。它结合了空气动力学、气动工程估算、发动机学、结构力学、飞行动力学、制导与控制原理等技术。随着现在技术的不断革新，导弹的各方面性能也得到了提高，尤其是各种传感器的应用，使得精确制导成为了可能，精确制导武器已在一些战争中得到了检验，这充分证明了该武器的可靠性。人们现在为导弹设计了各种不同的轨道，以实现对各种不同目标的打击。在导弹设计过程中，人们现在还可以通过计算机仿真技术模拟真实导弹的飞行过程，以准确分析导弹的各种性能，并可以降低试验成本。被人们誉为“航天之父”齐奥尔科夫斯基说“地球是人类的摇篮，但是人类不会永远躺在摇篮里，而会不断探索新的天体和空间。首先，他会小心翼翼地穿过大气层，之后，便去征服整个太阳系空间”。在人类后来的发展过程中，他的
北京航空航天大学宇航学院
这句话得到了证实，人类现在早已突破了蓝天的障碍，将人类的步伐延伸到了太空，其中喷气式火箭的诞生为人类的航天之梦立下了不朽的功劳。1957 年 10 月 4 日，苏联成功地把世界上第一颗绕地球运行的人造卫星送入轨道，人类的航天梦想得以实现。之后许多国家相继发射了自己的卫星，争相开发宇宙空间资源。 1969 年 7 月 21 日美国用“土星 VI 号”运载火箭实现了人类的第一次登月。在一代代航天人的共同努力下，我国的航天技术也取得了巨大的进步。2003 年 10 月 15 日“神州五号”飞船将我国的第一位宇航员杨利伟送上了太空，我国成为第三个能将宇航员送上太空的国家。载人航天是一项十分复杂的技术，对宇航员的生命保障要求较高，我国现有 7 大载人航天工程系统：航天员系统、空间应用系统、载人飞船系统、运载火箭系统、发射场系统、测控通信系统和返回着陆系统，他们为我国的载人航天的顺利进行提供了保障。2007 年 10 月 24 日我国自主研制并发射的首个月球探测器“嫦娥一号”发射成功并实现了绕月飞行，我国一举成为世界第五个发射月球探测器的国家，“嫦娥一号”主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等，这让我们更加深入的了解月球，并为我国探月二期工程奠定了基础。我国的航天技术虽然取得了巨大进步，但这段道路并不是一帆风顺的。特别是早期的从无到有尤其显得困难，后期的发展也遇到了众多问题。在 95、96 两年我国两次火箭发射均失败，虽然如此，我国航天人的决心并未被失败压倒，经过不断的总结分析原因，不断吸取教训，我国创下了长达 14 年的火箭发射无事故的纪录。在航天导论课上我了解到我国虽然取得了巨大的成就，但我国与西方发达国家相比还有很大的差距，而且还有很多的关键技术我们还没有完全掌握，一些重要器件还得依靠进口。我们不能因这一点小小的成就而得意忘形，而要时时记住我们的不足，力争自主创新，不断改进。我国的航天是我国最具有自主创新特色的产业，在国外的技术封锁下，我们经过一代又一代的技术积累，终于有了今天的成就。作为新一代的航天人，我们要继承老一辈航天人的各种优良传统，发扬他们“乐于奉献，毫不利己，专门利人”的精神，让我国的航天之路越走越远。
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