登陆注册
4906300000005

第5章 航空航天(2)

俄罗斯和英国联合研制一种海上气垫飞行器,它由两组发动机提供动力,这两组发动机分别为飞行器提供垂直和水平的机动能力。它利用发动机的喷气形成气垫将其托于空中,再贴近海面飞行,该飞行器机长73米,翼展50米,可在离海面14米处飞行;也能在海、陆面简易机场降落,最大巡航速度为560千米/小时,可载客400人。

磁性飞机

高速磁悬浮列车,该种火车无接触轨道,在离地10厘米的上空平稳飞跑。准确地说,它应叫磁性飞机。

磁性飞机的道理很简单:同性磁力相斥,异性磁力相吸。当列车与轨道产生磁性相斥力时,车身浮在空中了。

磁性飞机的产生不过20多年,这首先应归功于超导材料。20世纪70年代,科学家发现一种超导体材料,它在超低温时电阻极小。用它导电,产生的磁力极大,甚至能够顶起列车。磁悬浮列车上都装有超导磁体,带有水平推进装置。

高速磁悬浮列车速度很快,每小时可达几百上千千米,是非常便捷的运输工具。由于它没有污染,非常安全,因此也受到越来越多国家的重视。

火箭

火箭是以热气流高速向后喷出,利用产生的反作用力向前运动的喷气推进装置。它自身携带燃烧剂与氧化剂,不依赖空气中的氧助燃,既可在大气中,又可在外层空间飞行。火箭在飞行过程中随着火箭推进剂的消耗,其质量不断减小,是变质量的飞行体。

现代火箭可用作快速远距离运送工具,如作为探空、发射人造卫星、载人飞船、空间站的运载工具,以及其他飞行器的助推器等。

火箭是目前唯一能使物体达到宇宙速度,克服或摆脱地球引力,进入宇宙空间的运载工具。火箭的速度由火箭发动机工作获得。火箭的速度与发动机的喷气速度成正比,随火箭的质量比增大而增大。

小知识

第一枚液体燃料火箭

1926年3月16日,在大雪覆盖的美国马萨诸塞州奥本郊外的沃德农场,戈达德检查了发射架,把一枚长3.04米、重5.5千克的小型液体燃料火箭安装到发射架上。他和助手仔细地检查了火箭顶端长0.6米的火箭发动机,又依次检查了发射架下部的两个液氧和煤油贮存箱,还有燃料阀门和输送管道。当准备工作全部就绪后,下午2点30分,正式点火发射。

这是戈达德研制的液体燃料火箭,它耗费了这位注定要载入史册的科学家20多年的心血。一声巨响,火箭发动机尾部喷射出熊熊火焰,火箭离开发射架向空中飞去。火箭飞行了2.5秒,上升高度为12米,坠落后离发射架56.12米。世界上第一枚液体燃料火箭就这样发射成功了。

1930年7月15日,戈达德在第一个飞越大西洋的飞行员林白的帮助下,从著名慈善家古根海姆那里筹得资金,把试验基地迁到新墨西哥州罗斯韦尔东北的梅斯卡勒罗农场。同年12月30日,又一枚戈达德火箭试验成功,发射高度610米,飞行距离300米,速度达到每小时800千米。

侦查卫星

人们收看的电视实况转播节目,常通过卫星传送信号。不过,卫星的功能可不止如此,人们每天的生活都离不开卫星,如打越洋电话、收看新闻联播、阅读卫星转版的报纸等,多与通信卫星有联系。

侦查卫星的分类:侦察卫星是在空中对他国进行秘密侦察的卫星。

根据执行任务和侦察设备的不同,侦察卫星可分为照相侦察卫星、电子侦察卫星、海洋监视卫星和预警卫星。我们通常所说的侦察卫星,一般是指照相侦察卫星,它又分为可见光(红外)照相侦察卫星和雷达照相侦察卫星。

照相侦察卫星的图像,实际上和我们平时用照相机拍照所得到的照片并无区别,它是由许多肉眼看不见的像点组成,类似于我们通常所说的数码相机的像素。像点越小,照相可辨认的细节尺寸越小。

地面分辨率是衡量照相侦察卫星技术水平的重要指标。通俗地说,地面分辨率是能够在照片上区分两个目标的最小间距,它并不代表能从照片上识别地面物体的最小尺寸。一个尺寸为0.3米左右的目标,在地面分辨率为0.3的照片上只是一个像点,不管把照片放大多少倍,它只是一个像点。一般来说,从照片上能够识别目标的最小尺寸应等于地面分辨率的5~10倍,即1.5~3米。

侦查卫星的级别:根据卫星照片不同的使用情况,对地面分辨率提出了不同的要求,侦察卫星共分为四级。

第一级是发现,指大致知道目标形态,从照片上仅仅能判断目标的有无;第二级是识别,指发现目标较为细致,能够辨识目标,例如是人还是车,是大炮还是飞机;第三是确认,能较为详细地区分目标,能从同一类目标中指出其所属类型,例如车辆是卡车还是公共汽车,房子是民房还是军队营房;第四是描述,能更为细致地知道目标的具体形状,识别目标的特征和细节,例如能指出飞机、汽车的型号和舰船上的装备等。

在这四级中,“发现”要求的地面分辨率最低,“描述”所要求的地面分辨率最高。

目前,世界上最先进的照相侦察卫星是美国的KH-12“高级锁眼”可见光侦察卫星,其分辨率已达到0.1~0.15米,有“极限轨道平台”之称。然而,这只是它的最高分辨率,实际上在绝大多数时间内是根本达不到的。

首先,KH-12卫星是运行在近地点322千米、远地点966千米的太阳同步轨道上,达到最高分辨率,需要达到卫星的近地点,而在轨道的其他地方,地面分辨率都会有所下降;其次,是卫星在侦察时需要有极好的能见度,浓雾、烟尘、云层都会使其侦察效果大打折扣,甚至根本无法使用。

通信卫星

通信卫星是无线电通信中继站的人造地球卫星。通信卫星反射或转发无线电信号,可以实现卫星通信地球站之间或地球站与航天器之间的通信。

通信卫星是各类卫星通信系统或卫星广播系统的空间部分。一颗静止轨道通信卫星大约能够覆盖地球表面的40%,使覆盖区内的任何地面、海上、空中的通信站能同时相互通信。在赤道上空等间隔分布的三颗静止通信卫星可以实现除两极部分地区外的全球通信。

1958年12月,美国发射世界上第一颗试验通信卫星。1963年,美国和日本通过中继1号卫星第一次进行了横跨太平洋的电视传输。中国于1984年4月8日发射了第一颗地球静止轨道试验通信卫星。

通信卫星的分类:通信卫星按轨道分,可分为静止通信卫星和非静止通信卫星;按服务区域的不同,可分为国际通信卫星和区域通信卫星或国内通信卫星;按用途分,可分为专用通信卫星和多用途通信卫星,前者如电视广播卫星、军用通信卫星、海事通信卫星、跟踪和数据中继卫星等,后者如军民合用的通信卫星,兼有通信、气象和广播功能的多用途卫星等。

“国际信使”:作为无线电通信中继站,通信卫星像一个国际信使,收集来自地面的各种“信件”,然后再“投递”到另一个地方的用户手里。

由于它是“站”在3.6万千米的高空,所以它的“投递”覆盖面特别大,一颗卫星就可以负责1/3地球表面的通信。如果在地球静止轨道上均匀地放置三颗通信卫星,便可以实现除南北极之外的全球通信。当卫星接收到从一个地面站发来的微弱无线电信号后,会自动把它变成大功率信号,然后发到另一个地面站,或传送到另一颗通信卫星上后,再发到地球另一侧的地面站上,这样,我们就收到了从很远的地方发出的信号。

通信卫星一般采用地球静止轨道,这条轨道位于地球赤道上空35786千米处。卫星在这条轨道上以每秒3075米的速度自西向东绕地球旋转,绕地球一周的时间为23小时56分4秒,恰与地球自转一周的时间相等。因此,从地面上看,卫星就像挂在天上不动一样,这就使地面接收站的工作方便多了。接收站的天线可以固定对准卫星,昼夜不间断地进行通信,不必像跟踪那些移动不定的卫星一样而四处“晃动”,使通信时间时断时续。

现在,通信卫星已承担了全部洲际通信业务和电视传输。

通信卫星的发展:通信卫星是世界上应用最早、应用最广的卫星之一,许多国家都发射了通信卫星。

1965年4月6日,美国成功发射了世界第一颗实用静止轨道通信卫星--国际通信卫星1号。到目前为止,该型卫星已发展到了第八代,每一代都在体积、重量、技术性、通信能力、卫星寿命等方面有一定提高。

前苏联的通信卫星命名为“闪电号”,包括闪电1、2、3号等。由于前苏联国土辽阔,“闪电号”卫星大多数不在静止轨道上,而在一条偏心率很大的椭圆轨道上。

中国的第一颗静止轨道通信卫星是1984年4月8日发射的,命名为“东方红二号”,后来又陆续成功发射了几颗。这些卫星先后承担了广播、电视信号传输,远程通讯等工作,为国民经济建设发挥了巨大作用。

导航卫星

导航卫星是地面、海洋、空中和空间用户导航定位的人造地球卫星。

导航卫星属于卫星导航系统的空间部分,它装有专用的无线电导航设备。用户接收卫星发来的无线电导航信号后,通过时间测距或多普勒测速分别获得用户相对于卫星的距离或距离变化率等导航参数,并根据卫星发送的时间、轨道参数求出在定位瞬间卫星的实时位置坐标,从而定出用户的地理位置坐标(二维或三维坐标)和速度矢量分量。

1960年4月,美国发射了第一颗导航卫星子午仪1B。此后,美国、苏联先后发射了子午仪宇宙导航卫星系列。通过国际间合作,还发射了具有定位能力的民用交通管制和搜索营救卫星系列。

科学探测卫星

科学探测卫星是用来进行空间物理环境探测的卫星。

科学探测卫星的出现,改变了人类坐地观地和坐地观天的传统。它携带着各种仪器,穿过大气层,自由自在、不受干扰地为人类记录着大气层、空间环境和太空天体的真实信息。而这些十分宝贵的资料,又为人类登上太空并利用太空提供了攻关指南。

世界各国最初发射的卫星,多是这类卫星或是技术试验卫星。

同类推荐
  • 青少年应该知道的人造卫星

    青少年应该知道的人造卫星

    本书主要介绍了中国人造卫星的发展历程,人造卫星的作用、功能、基本原理以及相关的航空航天技术等。
  • 音乐鉴赏手册(最新21世纪生活百科手册)

    音乐鉴赏手册(最新21世纪生活百科手册)

    中国当代歌曲的显著特点,是它紧密配合着、伴随着社会变迁和各个时期的政治任务以至党的各项具体政策。当党的政策符合广大人民的利益时,当歌曲反映了人民群众的愿望时,就留下了经久耐唱的好作品。
  • 一千个问题(下)(青少年必读书系(小学卷)(中学卷))

    一千个问题(下)(青少年必读书系(小学卷)(中学卷))

    青少年在成长过程中总会遇到许许多多的疑问,许多的事物对于他们来说都是新奇未知的。本书内容丰富广博,涉及一个学生应知必知的每个知识学科,脉络非常清晰,是以小学生的理解程度为标准编写而成的,能有效地帮助孩子建立起对整个世界的认识。
  • 别小看了这些知识

    别小看了这些知识

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们青少年的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,传播科学精神,提高青少年的科学素质,是我们全社会的重要课题。科学教育,是提高青少年素质的重要因素,是现代教育的核心,这不仅能使青少年获得生活和未来所需的知识与技能,更重要的是能使青少年获得科学思想、科学精神、科学态度及科学方法的熏陶和培养。
  • 回首征服自然的历程(科普知识大博览)

    回首征服自然的历程(科普知识大博览)

    要想成为一个有科学头脑的现代人,就要对你在这个世界上所见到的事物都问个“为什么”!科学的发展往往就始于那么一点点小小的好奇心。本丛书带你进行一次穿越时空的旅行,通过这次旅行,你将了解这些伟大的发明、发现的诞生过程,以及这些辉煌成果背后科学家刻苦钻研的惊心时刻。
热门推荐
  • 异界金刚经

    异界金刚经

    无意中撒了泡尿到了天水大陆,得到了福利《佛心系统》。什么?我要带领村子奔小康?什么?我要救美女的哥哥?什么?任务是发扬壮大佛门?系统大姐,你确定我和女人发生关系就要自爆吗?主公你这问题已经问了第五遍了!好吧,我自己解决吧!剃发为僧后,林凡觉得自己有必要忽悠多点人加入佛门这个行列。俗话说,我不入地狱谁入地狱。创建佣兵团,走贵族路线……这些都是必须的。
  • 军霸的生涯

    军霸的生涯

    在即将扬帆起航的蛟龙航空母舰上,一群热血青年在此诉说着他们的经历......
  • 末日之神话再现

    末日之神话再现

    上古神话封印的松动,外族的入侵。将地球再一次的推向悬崖,面临地球的黑暗与灾难人类到底何去何从,上古三神的遗留嘱托是否真的能够拯救地球呢?到底是人类的再次崛起还是地球的沦陷?英雄到底在何方?
  • 特战校医

    特战校医

    “自从进入这个江南大学当一个小校医后,每天的病人纷至沓来!明明可以靠脸吃饭,却要靠医术,还要不要人活了?
  • A Changed Man and Other Tales

    A Changed Man and Other Tales

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 魔法白的救赎

    魔法白的救赎

    醉生梦死,不见轮回。当叶千祥被自己曾经嗤之以鼻的东西毁灭了自己的一切,他才明白弱者在所谓规则面前的可笑。天才叶千祥被仇家追杀,一场意外,穿越回到一年前。嗯!要做些什么呢?叶千祥最近一直在思考这个问题。唉!人生多歧路,还是先继续做个大反派吧!难?没关系,所谓天才之名,可不是空穴来风!
  • 七元素蝶恋花

    七元素蝶恋花

    为了封印暗夜恶龙,四名“战士”踏上了寻找元素的征途。在这个名叫洛特斯坦的星球上,元素是少数人手中的宝贝,七位元素守护兽默默地守护着这个星球。得到元素,就必须要得到元素守护兽的认可,通过重重危机,他们最终化险为夷。漫漫的征途,还有多少危险在等待着他们?
  • 逆天废材:腹黑鬼王绝色妃

    逆天废材:腹黑鬼王绝色妃

    她是相府嫡出大小姐,却是智商只有五岁的傻女,父亲不疼母亲早逝,受奸人迫害,最终被推下悬崖一命呜呼。再次睁眼,傻女灵魂被来自天外的强者替代,唤醒天赋灵脉,自带BUG万能空间,修成绝世灵术,契约上古神兽,手持灭世神器,废材华丽逆袭,一步步迈上颠峰之路。这一路上,她人挡杀人佛挡杀佛,奈何一不小心惹到一只可怕的大腹黑,怎么甩都甩不掉。某人找上门来:“听说你想甩掉我?”她头皮一麻:“亲爱的,你一定是听错了,我怎么舍得甩掉你呢,么么哒。”
  • 英雄联盟之瑞文传奇

    英雄联盟之瑞文传奇

    这不是游戏。也没有人能够死而复生。异邦少年将演绎一个有血有肉瓦罗兰。徐凤鸣是诺克萨斯一名普通的守边士兵,主要的工作是逮捕越境的蛮族,偶尔跟着小队围剿威胁村庄的虚空生物。少年对这种治安级别的工作感到无聊透顶,甚至跟母亲抱怨没有机会到真正的战场上洒热血,直到遇见隐居在风暴平原,洛克萨斯传说中的女姓兵王......
  • 著名文学家成才故事(中国名人成才故事)

    著名文学家成才故事(中国名人成才故事)

    本套书精选荟萃了中国历史上最具有代表性的也最具有影响力的名人,编辑成了这套《中国名人成才故事》(共10册),即《著名政治家成才故事》、《著名军事家成才故事》、《著名谋略家成才故事》、《著名思想家成才故事》、《著名文学家成才故事》、《著名艺术家成才故事》、《著名科学家成才故事》、《著名发明家成才故事》、《著名财富家成才故事》、《著名教育家成才故事》等,这些故事既有趣味性,又蕴含深刻的道理,能够带给我们深刻的启迪,是青少年课外不可缺少的精神食粮。