《航天器飞行原理》课件.pptVIP

*******************航天器飞行原理航天器飞行原理是航天器设计、制造和运行的基础。它涉及动力学、气动力学、控制等多个学科，并为航天器在太空环境中的运动和姿态控制提供理论基础。课程概述课程目标本课程旨在帮助学生深入理解航天器飞行原理，并掌握航天器设计、制造、发射、运行和维护等方面的关键知识。课程内容课程内容涵盖航天器飞行基本原理，包括升力、推力、重力和平衡等，以及航天器系统，如电力系统、热控系统、推进系统和通信系统等。航天器飞行的四大基本原理升力升力是由空气动力产生的力，可以让航天器克服重力并升入空中。推力推力是航天器发动机产生的力，用于推动航天器前进。重力重力是地球对航天器的吸引力，使航天器保持在轨道上。惯性惯性是物体保持其运动状态的趋势，使航天器在没有外力作用的情况下继续前进。航天器升力的产生空气动力航天器在飞行时，空气会对它产生作用力。机翼形状机翼的形状设计是为了利用空气流动产生升力，机翼上表面曲率大于下表面。空气流速空气流经机翼上表面时速度更快，气压更低，而流经下表面时速度更慢，气压更高。压力差机翼上下表面的压力差产生了向上的力，即升力，抵消重力，使航天器能够飞行。机翼产生升力的原理1空气流动机翼上表面空气流动速度快，压强低。2下表面机翼下表面空气流动速度慢，压强高。3压强差压强差产生升力，抵消重力，使飞机升空。机翼设计成上表面凸起，下表面平坦。这会导致空气在机翼上表面流动速度快，压强低；而在机翼下表面流动速度慢，压强高。这种压强差会产生向上的力，即升力，从而使飞机能够克服重力升空。喷气发动机产生推力1燃烧室喷气发动机核心部件，燃料在燃烧室中燃烧产生高温高压气体。2涡轮高温高压气体推动涡轮旋转，带动压缩机和风扇旋转。3喷嘴高压气体从喷嘴高速喷出，产生反作用力推动航天器前进。重力对航天器的影响引力影响轨道地球引力使航天器保持轨道运行。失重现象航天器在轨道上处于失重状态，这是因为重力与离心力相互抵消。克服地球引力航天器发射时需要克服地球引力，达到逃逸速度才能进入太空。重力影响返回航天器返回地球时，重力会使其加速，并与大气摩擦产生高温。物体的重力和表面重量物体的重力是指地球对物体的吸引力，而表面重量则是物体在特定位置受到的重力。这两种力存在差异，但通常情况下，我们用“重量”一词来指代物体的表面重量。物体的重力与其质量和地球的质量成正比，与它们之间的距离成反比。9.81重力加速度地球表面的重力加速度约为9.81米/秒平方。1表面重量在地球表面，物体的表面重量等于其重力。在太空环境中，由于距离地球较远，重力减弱，物体的表面重量也会减小。然而，物体的质量保持不变，这使得航天器在太空中仍受到重力的影响，但其表面重量较小。航天器重心位置的决定1几何中心航天器形状2质量分布部件重量和位置3重心位置稳定性和控制航天器重心位置是决定其稳定性和控制性能的关键因素。重心位置是指航天器所有质量的平均位置。航天器平衡和稳定性平衡航天器重心位置决定其平衡性。稳定性航天器稳定性是指其保持平衡的能力。控制控制系统维持航天器稳定。航天器的控制和姿态1姿态控制系统姿态控制系统确保航天器保持正确的方向，完成任务目标。2姿态传感器姿态传感器测量航天器在空间中的方向，为控制系统提供数据。3姿态执行机构姿态执行机构根据控制信号调整航天器的姿态，例如推进器或反应轮。4姿态稳定性姿态稳定性是指航天器抵抗外部扰动，保持稳定姿态的能力。星载惯性导航系统11.测量航天器姿态通过测量惯性空间的加速度和角速度，确定航天器的姿态。22.确定航天器位置通过积分加速度和角速度，确定航天器的三维位置。33.无需外部参考不受外界因素干扰，能够在复杂空间环境中实现自主导航。44.应用于多种航天器广泛应用于卫星、飞船、火箭等航天器，提高导航精度和可靠性。卫星全球定位系统卫星全球定位系统(GPS)是一个由卫星组成的网络，可提供全球范围内的定位和时间信息。利用GPS信号，可以准确地确定任何地点的经度、纬度和海拔高度。GPS系统由31颗卫星组成，围绕地球运行，覆盖整个地球表面。这些卫星发射无线电信号，接收机可以接收到这些信号，并根据信号到达的时间差来计算用户的位置。GPS技术广泛应用于各种领域，包括导航、测绘、时间同步和灾害监测等。航天器电力系统太阳能电池板将太阳能转换为电能，为航天器提供主要电力来源。电池储存太阳能电池板产生的电能，在航天器处于阴影区域时提供电力。电力管理系统控制和