人类上天最先进的交通工具:穿梭机

宇航论坛中怎么可以没有这个题目呢?

其实我有个愿望,就是希望可以为人类的航天事业出一分力.现在努力中.
我会一直和各位分享关于穿梭机其中的科技,资料等等.

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基本結構及升空工具
太空穿梭機有二百零五萬公斤重，並由以下的主要部份構成：
- 兩支固態火箭推進器 (SRB) - 發射升空時必須的
- 一個外置燃油缸 (ET) - 攜帶燃料
- 一個主船 - 攜帶太空人及其他物品
由於太空穿梭機是一個極重的物件，將它發射上太空需要很大的力。
讓我們討論一下發射所需要的部份。
- 兩支固態火箭推進器 (SRB)
- 主船的三個主引擎
- 外置燃油缸 (ET)
- 主船中的Orbital Maneuvering System (OMS)

固態火箭推進器 (SRBs)
固態火箭推進器提供了發射所須的主要的力(大約71個百分比)。 再者，固態火箭推進器支持了太空穿梭機主船及發射台上燃料缸的整個重量。 以下是每個固態火箭推進器的資料：
尺寸及參量：
高度 - 大約46米
直徑 - 3.7米
重量：沒有燃料 - 87,090公斤
            裝滿燃料 - 589,670公斤
提供力量 - 1.17千萬牛頓
組成部份：
固態火箭發動機 - 外殼、推進燃料、點火器、噴氣口
固態推進燃料
- 燃料 - 顆粒強化鋁 (16百分比)
- 氧化劑 - 過氯酸銨 (70百分比)
- 催化劑 - 氧化鐵粉末 (0.2百分比)
- 膠合劑 - polybutadiene acrylic acid acrylonite (12百分比)
- 保存劑 - 環氧樹脂 (2百分比)
接合結構
接合位的人工橡膠O-型環
航行儀器
回復系統
- 降落傘 (減速傘, 主傘)
- 飄浮裝置
- 信號系統
分解機體用的爆炸性物體
推力控制系統
自我毀滅系統

主引擎
主船的船尾機身有三個主引擎，每個引擎有以下的尺寸及重量：
長度　-　4.3米
直徑　-　2.3米　(在最闊的位置 - 噴氣口)
重量　-　3039公斤
主引擎提供了剩餘的29百分比的推進力。
這些引擎以6:1的比例燃燒儲存在外置燃料缸的液態氫及液態氧。 這些燃料一部份在燃燒室前燃燒以製造高壓，熱氣體便會推動燃料泵。 然後，全部燃料都會在燃燒室中燃燒，排出的氣體(水蒸氣)會以每小時10,000公里的速度噴出。
每個引擎可產生748,000牛頓至937,000牛頓的力；力量產生的速度率可在最大力量的65百分比至109百分比之間被控制。 引擎被鑲嵌在控制氣體排出的方向(控制航行方向)的萬向接頭上。

外置燃料缸 (ET)
先前已提及過，主引擎的燃料是儲存在外置燃料缸中。
外置燃料缸有以下的尺的及重量：
長度 - 48米
直徑 - 8.4米
重量 - 35,425公斤（沒有燃料時)
外置燃料缸是由鋁及鋁的混合物造成的。
裏面有兩個分開的燃料缸，液態氧及液態氫分別儲存在前面及後面的缸中。 每個缸中都有物質使裏面的液體更順暢地流動。 液體流經直徑達17寸(43厘米)的出口，再經過一條管到主引擎中。
液態氧及液態氫分別以每分鐘66,600升及每分鐘179,000升的最高速度流動。

Orbital Maneuvering System
在主船中機尾部份有兩個Orbital Maneuvering System (OMS)的引擎，每個都分別在兩邊的機尾中。
這些引擎是用作推進穿梭機到最終軌道，及改變穿梭機的位置到不同軌道中，以及在穿梭機重返地球時減慢其速度。
OMS引擎燃燒甲醚聯胺(CH3NHNH2)及四氧化氮氧化劑(N2O4)。 有趣地，當兩種物質接觸時，它們會在沒有氧氣的情況下燃燒(不需借助火花)。 每個OMS引擎可製造26,400牛頓的力。
全部OMS引擎加起來可把穿梭機以每秒零點六米(0.6m/s2)的速度加速。 這加速可把穿梭機的速度改變至每秒305米。
把穿梭機推進至軌道需要每秒31-153米的速度改變。 而在軌道上的調整則要每秒0.61米的速度改變。

尋找位置及作軌道運行
若要改變主船面向的方向，就必須用到機體頭部及OMS的反作用力控制系統(RCS)。
反作用力控制系統有14個可向前後、上下、左右三個軸移動的噴射器。反作用力控制系統燃燒甲醚聯胺及四氧化氮氧化劑，就像基本結構及升空工具中描述的OMS引擎一樣。部署人造衛星時或指向地球或其他星球時都需要改變方向。而改變航行的航道時則必須使用OMS引擎。
而且，這些引擎亦會改變主船的速度去把主船推進至不同軌道。

通訊
太空人必須在進行任務時與地面控制中心人員交談。再者，在主船中、貨艙中及進行太空漫步時太空人們亦必須互相通訊。
與地面控制中心人員交談
在休斯頓的美國太空總署控制中心把信號傳送至新墨西哥洲的White Sands Test Facility，White Sands會把信號轉送至離地面22,300哩的通訊衛星。信號會再被傳送至太空穿梭機上，反之亦然。
主船有兩種與地面通訊的系統：
S-band - 聲音、控制指令、測量及資料檔案傳送
Ku-band (高頻) - 視像及同的檔案傳送
太空人們互相交談
主船中的太空人房間有幾個對講機供太空人交談，而這些通訊控制是以電池供電。太空人可交談或聆聽，或者有一個持續的開放通訊管道。
若要與正進行太空漫步的太空人交談，便需要利用太空衣上使用超高頻(Ultra High Frequency，簡稱UHF)系統。

航行
太空人必須知道主船在太空的位置，其他物體的位置及轉移軌道的方法。
太空人使用全球定位系統(Global Position System，簡稱GPS)去知道主船的位置及其速度。
而且，主船有幾個環動儀去使太空人知道主船面向的方向。全部的資料都會被傳送到電腦上作會合、停泊的用途。

電力
主船中各個系統都需要電力，而穿梭機中的電力是由三個燃料電池製造的。這些燃料電池從機身中間部份的加壓缸中取得氧及氫去製造電力及水。
就像地球上的電源網路一樣，主船中有一個把電力傳到穿梭機中各個部份的分配系統。而製造出來的水則會供給太空人使用，或用作降溫。

電腦
在主船中有五個處理資料及控制航行系統的電腦。這些電腦可監察穿梭機上的裝備，與其他電腦溝通及參加解決爭論的投票。
電腦會控制必要的調整，尤其是發射及降落其間：
- 主船的運作 (管理、載荷管理、會合/停泊)
- 與太空人之間的介面
- 警報系統
- 獲取及處理實驗中的數據
- 航行部署

blackbird

这个帖给人忽列了！

这是不错的帖，加油！

再加多点资料，我相信可以升级为精华的

Jynx83

可以从历史开始， 这样对太空梭比较有更深的了解， 有图会更好。。。

kl90

好帖好帖！！！给大家有个认识！！！

kl90

　　美国国家航空航天局组织实施的世界上第一个多次使用的大型航天器的工程。主要内容包括：研制航天飞机系统，选择并建设发射场和着陆场，确定固体火箭助推器的回收方案，建设助推器的修复设施，改造和扩建测控系统。
　　研制背景和方案选择　60年代末，“阿波罗”工程开支经费浩大，在美国国内引起许多非议。美国在1969年初成立了一个专门研究载人航天下一阶段发展方向的小组，由副总统领导。这个小组经过调查研究，建议发展空间运输系统，首先研制一种经济效益高的飞行器，即航天飞机作为这个系统的支柱。1969年4月，美国国家航空航天局设立了一个航天飞机技术指导委员会，下设7个技术组：操作、维护和安全组，集成电子学组，结构和材料组，推进组，空气热力学和结构外形验证组，动力学和气动弹性力学组，生物组。这些技术组针对航天飞机的需要，制定了专业发展计划，将预先研究课题分别委托给国家航空航天局的8个研究中心和100多家企业。承担任务的科学家和工程技术人员有3000多人。这些计划于1973年完成，耗资1.46亿美元，其成果大约有一半被航天飞机最终方案所采纳。
　　 1969年和1970年先后提出了航天飞机的两个方案。两个方案都把助推器和轨道器做成重复使用的，航天员分别乘在助推器和轨道器上。这种全部重复使用方案的优点是节约器材设备，使用阶段的经济效益高，但研制费用太大。为了不超过51.5亿美元的国家拨款限额，国家航空航天局不得不修改方案，在结构上将推进剂贮箱与助推器分开，单独的外贮箱只使用1次。固体火箭助推器改为无人驾驶，但可回收重复使用20次。轨道器的方案不变，可以重复使用100次。航天飞机的研制计划中规定制造5架轨道器，分别命名为：“开拓”号、“哥伦比亚”号、“挑战者”号、“发现”号和“阿特兰蒂斯”号。整个计划分两个阶段进行。第一阶段用“开拓”号和“哥伦比亚”号进行地面试验、进场和着陆试验以及研制性飞行试验。“哥伦比亚”号航天飞机的轨道器在试验结束后加以修复，再参加商业性飞行。第二阶段是生产阶段，继续完成后3架轨道器的生产，直接投入商业性飞行。总周期预计约需7年。航天飞机计划完成后，每年可安排飞行60次。
　　工程研制阶段　1972年航天飞机进入全面工程研制阶段。由于经费紧绌，液氢液氧主发动机技术难度大和防热瓦脱落而达不到技术指标，使研制进度推迟了3年多，原计划的生产数量经过压缩，5架轨道器削减为4架，研制性飞行试验由6次减到4次。航天飞机工程的另一重要项目是选择适用的发射场和着陆场。1971年 4月组成航天飞机发射和回收小组从事这项工作。最后确定把肯尼迪航天中心作为航天飞机的发射场和着陆场，爱德华兹空军基地作为备用着陆场。随后对发射场和着陆场进行了改建和扩建，建设了固体火箭助推器的修复设施，改造了发射操作和地面保障设备，扩充和完善了航天测控系统。



　　1977年2月，“开拓”号轨道器开始在爱德华兹空军基地进行进场和着陆试验。试验时把轨道器固定在波音747飞机上面，先作滑行试验，再作不载人和载人的系留飞行试验，轨道器随母机一起起飞、下滑和着陆。最后进行轨道器的载人自由飞行试验。轨道器由波音 747母机载上天后，在约7公里高度脱离母机，自行进场和着陆。自1981年4月12日到1982年7月4日，“哥伦比亚”号航天飞机的轨道器成功地完成了 4次研制性飞行试验。航天飞机的研制工作正式结束。
　　航天飞机工程涉及航空和航天的众多领域，系统复杂，采用新技术多。整个工程是由政府机构、工业企业和高等院校的庞大队伍合作，并靠国外一些组织的协助，运用科学的管理方法，按照严格的分工和进度分阶段组织实施的。工程历时约12年，耗资150多亿美元。
　　商业性飞行　1982年11月11日，航天飞机开始商业性飞行。到1984年11月总计飞行10次。在这10次飞行中，共发射了十几颗卫星，还进行了空间材料加工、医学和生物学实验、卫星释放和捕获、卫星修理、新型航天服和载人机动装置的试验。1983年11月28日，航天飞机携带西欧联合研制的“空间实验室” 1号进入低地球轨道，在 10天内完成70多项试验。1984年4月发射的航天飞机还在轨道上用遥控机械臂抓住了出故障的“太阳活动峰年”探测卫星，并在轨道器的货舱内将卫星修好，然后用遥控机械臂将卫星重新施放入轨。1984年11月，航天飞机“发现”号不仅在太空成功地施放了两颗卫星，还回收了两颗失效的通信卫星，第一次实现了双向运载任务。航天飞机充分利用了20多年来运载火箭、载人飞船、人造地球卫星以及现代航空领域内的成熟的先进技术。这一工程为人类开展大规模航天活动提供了经济实用的工具，并使航天技术发展到一个新的阶段，成为航天史中的一个重要里程碑。

lklovehl

好好噢！谢谢kl90和右手！让我多懂一些！

kl90

还想要认识什么吗？？