哈工大航天学院课程-空间飞行器动力学与控制-第8课-载人飞船技术.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 节点1舱将与功能货舱连接，并用作美国实验舱、居住舱和一个气闸舱之间的通道。节点2舱用作COF，JEM，后勤舱(MPLM)以及美国实验舱前端的通道。节点3舱备用，用于扩展空间站规模。 节点仓 e. 电源系统 空间站所需电源功率，美国、日本和欧空局各舱段分别为33kW、25kW和20kW，俄罗斯舱段为22kW。美国提供安装在主桁架上的4对大型太阳电池翼，输出功率23kW×4，和几组360A时的氢镍蓄电池组，俄罗斯科学动力平台（SPP）提供电源25kW。 f. 机器人移动服务系统 机器人移动服务系统由加拿大提供，由4大部分组成：遥控机械臂系统（SSRMS），臂长16.78m，它能在空间搬运125t的质量，用于装配、维修和空间站硬件替换；基础系统（MBS），包括基座、移动运输车、沿主桁架导轨，遥控机械臂系统可沿导轨方向往返移动和定位；专用灵巧机械臂，臂长3.66m，这是一个双臂机器人，用于舱外活动航天员完成的装配和维修任务；空间观测系统，用于控制机械臂的一种人工观测系统。 g. 其他辅助设备 如俄罗斯提供的改进型“联盟TM”飞船、“进步号”货船，欧空局提供的自动转移飞行器（ATV）、意大利提供后勤舱（MPLM）等用于运输人员和货物。 * * * 总之，随着飞行阶段的改变，各种不同的因素将作用于航天员。设计载人飞船的一个主要任务就是防止或降低这些因素对乘员的作用，也就是保证宇宙飞行的承受条件。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 在登月过程中，两名航天员在这里生活和工作，登月舱上升段就成为航天员的一个临时性探险基地。上升段里还有上升发动机，航天员在月面上完成任务后，上升发动机使他们飞离月面，送回在月球轨道上飞行的指挥舱。 “阿波罗”飞船登月仓 1－通道；2－姿态喷管；3－着陆架； 4－出入口；5－窗口；6－对接雷达 登月舱是在空间和重力较小的月面进行工作的，它的结构设计考虑主要是发射时的加速度和在月球着陆时的冲击力，并不受空气动力方面的影响。 此外，登月舱设计中的一个最大问题是重量控制，由于登月舱每增加1kg质量都必须付出整个航天器与燃料质量的更惊人的代价。 因此，特别注意保证结构和系统最少的重复性考虑。 飞船的制导与控制工作是由两个相互联系的分系统来完成的，这就是导航与制导系统和稳定与控制系统。这两个分系统感测出姿态和轨道变化诸参数，处理这些信息，并把它变为飞船推进装置的指令。 导航与制导系统的功能是使飞船遵循正确的航线飞行，它有控制飞船轨道的能力，也要求有引导救生的能力。 二、载人飞船的制导与控制 稳定和控制系统使航天员能在飞行的各个阶段或者手动地或者自动地操纵飞船，它的功能一般是进行飞船姿态的控制以及主推进装置点火方向或推力矢量的控制。 该分系统的所有控制功能都是导航与制导系统的后援，它也可用作惯性基准的后备系统。 (1) 导航与制导系统 飞船的导航与制导工作一般可有三条不同的渠道。 第一，由地面雷达监视飞船，并将所测得的数据传给地面控制中心的实时计算机处理，计算机将飞船目前的位置与速度由通信系统通知飞船的导航与制导计算机； 第二，飞船本身的惯性测量仪器测出的飞船方向和速度的变化，提供给飞船计算机； 第三，航天员在飞船上进行天体观测所得的位置与速度数据也通过键盘输入飞船计算机。 飞船计算机在收到这三条渠道的信息后，便与记忆系统储存的预定程序资料相比较，从而向飞船发动机发出校正航线的指令和数据。 飞船导航与制导系统一般包括3个子系统，即惯性系统，光学系统及计算机系统。3个子系统的每一个在应急期间都应能独立操作，这样，其中一个发生故障将不损坏整个系统。 (2) 稳定与控制 稳定与控制系统最基本的要求是在一定的飞行时间内提供飞船绕3个主轴的姿态控制。 由于载人飞船计划的飞行任务非常特殊，要建立一个适用于所有情况的一般要求与性能准则是不可能的。需要按照载人飞船不同的任务要求进行有针对性地设计。 例如，“水星”飞船最大的姿态机动速率高达12°／s，以提供高机动性及应急情况下的快速反应； “阿波罗”飞船最大的姿态机动速率低于“水星”飞船的1／20，且主要是为了满足导航对准之间的机动要求。 “阿波罗”飞