飞行船飞行原理

　　自从1970年以来，中国发射了不少类型的卫星，1999年又成功地发射了飞船。飞船与卫星有什么相同的地方，又有什么不同呢？我们从它们的系统组成来谈谈这个问题。飞船与卫星有许多的共同点，如它们的飞行原理、发射、轨道、轨道上的运行，以及返回所经历的环境是相同的。但是它们又有许多要求是不同的，如过载、就有不同的要求。那什么是过载呢？简单说来，当火箭携带飞行器加速飞行时所产生的加速度超过重力加速度的倍数就称为过载，重力加速度规定用g来表示，超过2倍就是2g；而超过10倍就是10g。可不要小看它，这个过载值对卫星内部的仪器设备产生直接的影响，如果太大，就会对设备产生破坏作用，当然对人那就更严重了。卫星在发射或者返回时，可以承15g或者更大的过载，这与作用的时间还有关系。而能够保证航天员正常工作和生活的过载值不超过45g，如果再大，轻则昏迷，重则器官破坏甚至死亡。所以对载人飞船的发射和返回都要保证这个条件。不管是卫星还是飞船都是由许多系统组成的，它们有许多相同的系统，可以称为飞行器的公用系统，也就是指不管任何类型和用途的飞行器都必须配备的系统。公用系统包括：结构系统、能源系统、姿态控制系统、热控制系统、跟踪测轨系统、遥测系统、遥控系统、程序控制系统等。系统的作用和基本的工作原理，我们在前面的文章中都介绍过了，但就是在这些系统中，对飞船的某个系统内功能或者说配置要求与卫星也是不同的。我们举个例子，比如测控系统，卫星的测控功能能够做到测轨、遥测和遥控就可以了，但是对于飞船的测控系统功能除了上述的要求外，由于人的参与，还增加了语音通信和电视传输。语音通信的作用是帮助航天员之间、航天员和地面之间的话音联系，也就是通话，而电视传输的作用不难理解，不但航天员和地面人员之间能够通话，而且地面能够看到航天员的每时每刻的工作和生活情况，甚至通过他们的面部表情来了解他们的状况。当然也可以通过电视向全国播放他们的工作生活情况，还可以在遥远的太空和家人说话和见面呢，这对他们的心理是个鼓舞。但无人的卫星就不需要这些了。除了这些公用系统外，也是由于有人，飞船还有些特殊的系统，可以称为专用系统。飞船的专用系统包括了以下几个方面。作为载人飞船是要把人送上天，因此，人的生命保障及安全是最重要的问题，高度真空的空间是不具备人生存的条件的，只好依靠飞船的设计来保证这些条件，而且要保障的内容是多方面的。一是建立和维持航天员的生活和工作所必要的最佳大气环境条件，如温度、湿度及有害气体的控制；二是供给生命活动所必需的物质，如氧气的供应、水的供应、食物的供应等；三是去除生活活动时所产生的废物，如各种有害的气体、食物的碎屑、大小便等废物。可想而知，在密封的飞船内处理这些问题，技术上是很复杂的。除了使航天员更好地工作，随时可以方便地看到飞船和自身的各种参数及工作状态外，在飞船上还为航天员配备了数据显示仪表系统。在航天员座椅的上前方，正对航天员的视线装有一块大的仪表屏，它与飞机驾驶员或者汽车司机面前的仪表屏相似，但功能要多得多。在这块仪表屏上有文字显示火箭的飞行情况、火箭执行的重大关键动作和飞船的重要的系统参数，如环境温度、舱内压力、电源电压、气源气压、飞行高度，以及航天员的生理参数等。仪表屏上还设有报警装置，当某个系统的工作状态出现异常，马上出现灯光及声音警告，通知航天员某个系统出现不正常现象，引起航天员的注意，以便采取相应的检修措施。而当出现了危及航天员安全的紧张故障，必须采取紧急的措施，此时就会出现更加醒目的灯光及声音报警，告诉航天员立即采取措施，必要时紧急返回地球。为了航天员的生活规律化，在飞船的生活舱内有专门的照明设施，它们可以变明变暗，模拟地面的白天黑夜。返回系统由三大部分组成：减速设备、控制设备、标位设备。减速设备的任务是用来降低飞船在返回过程中的速度，保证航天员的安全着陆。控制设备的任务是在飞船的返回过程中发出各种动作指令，如降落伞的打开、缓冲发动机的工作等。标位设备的用途是在返回舱着陆前后标明自己的位置，便于地面人员寻我和营救。载人航天中，航天员的生命安全是第一位的，尤其是在出现事故的情况下采取有效的措施，保护航天员的生命安全，为此在飞船上专门配置了事故应急救生系统。说实在的，从航天员进入飞船座舱开始，直到火箭携带飞船飞行的过程中，可以说航天员就处在危险之中了。几百吨的燃料已经加注到火箭及飞船上，一个错误的操作都有可能带来灾难性的事故。一旦出现了紧急重大事故，如运载火箭有爆炸的危险性，航天员来不及撤出飞船座舱，必须马上逃离现场的危险区。飞船的交会对接系统也是不可少的。一般飞船，由于体积有限，不可能携带很多的燃料和航天员的生活必需品，因此都不能长时间地单独运行。而作为空中运输器，要把人员及物资运到空间站去，或把人送到其他星球。这样就有一个使两个飞行器在空中联成一体，完成工作后再分离的过程，而这种联接、再分离的过程我们就称它为交会对接。