航空器和航天器是什麽?
航空器泛指在大氣層內飛行的飛行器,它們必須依靠空氣產生上升和飛行的空氣動力,其發動機利用大氣中的氧氣工作。目前世界上已經研制成功的航空器主要有飛機、飛艇、滑翔機、旋翼機、直升機、撲翼機和氣球。
飛機按《中國大百科全書》航空航天卷所下的定義是:“由動力裝置產生前進推力,由固定機翼產生升力,在大氣層中飛行的重於空氣的航空器。”因此,無動力裝置的滑翔機、以旋翼作為主要升力面的直升機以及在大氣層外的航天飛機都不屬於飛機的範圍。然而在日常生活中,許多人都習慣地將氣球和飛艇以外的航空器泛稱為飛機。
飛艇是壹種有推進裝置、可控制飛行的輕於空氣的航空器。它是由壹個巨大的流線型艇體、壹個位於艇體下的吊艙、壹個起穩定控制作用的尾翼和推進裝置等組成的。艇體內的氣囊內充以密度小於空氣的氫氣或氦氣等浮升氣體,借以產生浮力使飛艇升空。
滑翔機是壹種沒有動力裝置,重於空氣的固定翼航空器。它可由飛機拖曳輔助起飛,也可用絞盤車或汽車牽引起飛。滑翔機在上升氣流中可像雄鷹展翅那樣平飛或上升,專業人員管這種狀態叫作翺翔。在無風情況下滑翔機主要依靠自身重力的分量獲得前進的動力,這種損失高度的無動力下滑飛行的專業術語叫作滑翔。
旋翼機的旋翼沒有動力裝置驅動。它是在動力裝置提供的拉力作用下前進的,迎面氣流吹動旋翼像風車似的旋轉,從而產生升力。有的旋翼機還裝有固定小翼面,由它提供壹部分升力。
直升機是壹種由發動機驅動旋翼旋轉而產生升力和拉力的航空器。
撲翼機是壹種機翼能像鳥和昆蟲翅膀那樣撲動的重於空氣的航空器。撲動的機翼既產生升力又產生向前的推動力。由於設計撲翼機所遇到的控制技術、材料和結構方面有許多壹直未能解決的難題,所以,盡管從1930年就曾試飛成功過撲翼機模型,但它至今仍停留在模型制作和設想階段。
氣球是壹種無推進裝置的輕於空氣的航空器。它由巨大的氣囊和吊艙組成。氣囊內充以密度小於空氣的浮升氣體,通常以氫氣和氦氣居多,使氣球升空。
航天器泛指在大氣層外的太空中飛行的各類飛行器。目前世界上的主要航天器有人造地球衛星、宇宙飛船、空間站、航天飛機以及空間探測器等。其中航天飛機是第壹種跨大氣層飛行器,既能在大氣中飛行(滑翔),也能在太空中飛行。由於它主要活動是在太空,因而歸於航天器之列。航天器種類繁多,用途各異,形狀千差萬別。有的航天器不帶主動力裝置,有的則帶有大型發動機。但大多數航天器為了保持軌道高度或特定姿態,往往帶有許多個小型火箭發動機或高壓氮氣噴管。推力大者幾噸力,小者幾牛頓甚至幾達因。航天飛機除三臺主發動機外,還有多達49個各種小發動機,用於軌道保持、軌道變換、返回制動、姿態控制等。
人造地球衛星是壹種環繞地球在空間軌道上運行(至少壹圈)的無人航天器。按照用途分成科學衛星、技術試驗衛星和應用衛星等三類。科學衛星用於科學探測和研究,主要包括天文衛星和空間物理探測衛星。技術試驗衛星用於新技術試驗或為應用衛星進行試驗。應用衛星用以直接為軍事或國民經濟服務。應用衛星按基本工作特點分類可分為數據中繼衛星、導航定位衛星和遙感衛星;按具體用途可分為通信衛星、氣象衛星、環境監測衛星、偵察衛星、導航衛星、測地衛星、地球資源衛星以及截擊衛星和多用途衛星等。
空間站是可供多名航天員巡訪、長期工作和居住的載人航天器。又稱軌道站或航天站。在航天站運行期間,航天員的替換和設備物資的補充可由載人飛船或航天飛機運送,物資設備也可由無人航天器運送。
宇宙飛船是壹種能保障宇航員在外層空間生活和工作,並能安全返回地面的航天器,又稱載人飛船。它的容積較小,受到所載消耗性物資數量的限制,不具備再補給能力,運行時間有限,不能重復使用。
航天飛機是壹種可重復使用的,往返於地球表面和近地軌道之間運送有效載荷的飛行器。通常由火箭推進,在軌道上運行時可在有效載荷和乘員配合下完成多種任務。返回地面時能像滑翔機或飛機那樣下滑和著陸。
空間探測器是對地球以外的空間環境、月球、行星等天體以及宇宙進行探測的無人航天器。它包括月球探測器、太陽探測器、彗星探測器、行星探測器以及宇宙探測器(如美國的哈勃望遠鏡)。
航空器和航天器都屬於飛行器,與二者並列的飛行器還包括火箭。火箭是壹種靠火箭發動機噴射工質而產生反作用力推進飛行的飛行器。它自身攜帶全部推進劑,不依靠外部環境(如大氣)產生推力或升力,所以既可以在大氣層中飛行,也可以在大氣層外的太空中飛行。根據推進劑和工質的不同,火箭可分為化學火箭,它采用化學推進劑,如液氫和液氧、液氧和煤油等;電火箭,用電能加熱工質產生高速噴射流;核火箭,用核能加熱工質產生高速噴射流。按用途火箭可分成三大類:玩具火箭、探空火箭和運載火箭。
玩具火箭在中國古代就已有之。像兒童們喜愛的“地老鼠”、“躥天猴”屬於玩具火箭。探空火箭是將專門儀器設備發射到高空進行高空物理學、氣象學研究和新技術試驗的小型火箭。它可采用固體推進劑或液體推進劑,可以是單級,也可以是多級。許多國家研制探空火箭已形成完整的系列,小的可發射幾千米高,大的可發射到數千千米高。探空火箭是壹次性使用。發射升空並達到最大高度後,裝儀器設備的頭錐部由降落傘回收。
運載火箭是將有效載荷發射到預定地點或軌道的大型火箭。有效載荷是爆炸物(彈頭)的運載火箭稱火箭彈(無制導)或導彈(有制導)。導彈的種類、型號極多。導彈可按多種特點分類。典型的壹種分類方式是按發射點和目標點位置分類,包括地地導彈、潛地導彈、艦地導彈、岸艦導彈、艦艦導彈、地空導彈、艦空導彈、空空導彈。
如果火箭的有效載荷是人造衛星等航天器,則稱航天運載火箭或簡稱運載火箭。目前,美國、俄羅斯、歐洲、中國等都已研制並形成了從低軌道到高軌道,從小載荷到大型載荷的航天運載火箭系列。已經研制成功的運載火箭最大者能將120噸的航天器發射到近地軌道,能將48.8噸有效載荷送往月球。