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美國太空梭詳解:軌道飛行器
中國網 | 時間:2006 年6 月27 日 | 文章來源:新浪科技

降落過程中的太空梭軌道飛行器

太空梭主發動機

軌道飛行器既是這套太空運輸系統的大腦,又是心臟,這個飛行器與一架DC-9飛機的大小和重量差不多,包括加壓乘員艙(通常可以乘載7名宇航員)、巨大的貨艙以及安裝在其尾部的三個主發動機。

駕駛艙、生活艙和實驗操作站在機身的前部,貨物放在機身中部的有效載荷艙裏,而軌道器的主發動機和機動推進器則在機身尾部。

機身前部:駕駛艙、生活艙和實驗操作站在機身前部,這一部分有一個加壓的乘員艙,併為機頭部分、前起落架和前起落架輪艙和門提供支援。

乘員艙:乘員艙的空間為65.8立方米,在軌道器的前部。它由三部分組成,分別是加壓的工作間、生活間和儲存間。由駕駛艙、中艙/設備艙和一個氣密過渡通道組成。在乘員艙後艙壁外面的有效載荷艙裏,可以安裝一個對接艙和一個有接頭的轉移通道,以方面對接、乘員進入實驗室和到艙外活動。兩層的乘員艙前部有一個駕駛艙,機長的座位在駕駛艙的左邊,飛行員的座位在右邊。

駕駛艙:駕駛艙通常設計成駕駛員/副駕駛員都可操作模式,這樣在任何一個座位上都可以駕駛軌道器,也可以執行單個人的緊急返回任務。每個座位上都有手動飛行控制器,包括旋轉和轉換駕駛桿、方向舵踏板和減速板控制器。駕駛艙裏可以坐4個人。軌道螢幕和控制器在駕駛艙/乘員艙的尾部,左邊的軌道螢幕和控制器是用來操縱軌道飛行器的,右邊的軌道螢幕和控制器是用來操縱有效載荷的。在駕駛艙裏共有2020多個分散的螢幕和控制器。

在駕駛艙上層有6塊耐壓擋風玻璃、兩個頂部窗子和兩個後視的有效載荷艙窗,乘員艙的中央部分或層艙裏的乘員進出艙口上也有一個窗子。

中艙:中艙有為4個乘員睡眠室準備的物資和儲藏設施,中艙還存有氫氧化鋰單人救生器呼吸袋和其他裝置、廢物管理系統、個人衛生間和工作桌/餐桌。

一般情況下,中艙最大乘員數是7人。中艙可以經過改造儲存和睡眠供應設施增加3個救援座椅。而救援座椅可以調節,將救援的乘員人數從3人增加到最多7人。

氣密過渡通道:氣密過渡通道為太空行走提供通道,可以安裝在下列位置的任何一個位置:中艙區裏的軌道飛行器乘員艙裏面,而中艙區在後艙壁;安裝在艙壁上或者通道接頭上部的機艙外面的通道接頭可以把加壓的太空實驗室艙與軌道飛行器艙聯結在一起。對接艙也可以充當太空行走的氣密過渡通道。

氣密過渡通道裏有兩套太空服,可以支援兩次6個小時的太空行走任務和一次意外或者緊急太空艙外活動,還可以提供機動支援,比如扶手,讓宇航員執行各種任務。氣密過渡艙有兩個宇航員房間可供換太空服用。

機身中部:除了構成軌道飛行器的有效載荷艙外,機身中部還要支撐有效載荷艙門、鉸鏈和固定配件、前機翼前緣凸齒以及大量軌道飛行器系統組件。每個有效載荷艙門支撐4個散熱器面板,當這些門打開時,傾斜的散熱器就會鬆開,移動到合適位置,這可以讓熱量從各面板的兩側散發出去,反之,4個艙尾散熱器面板將只能從上部散發熱量。有一些有效載荷可能不會直接與軌道飛行器聯結,但有效載荷載體卻會被連接到軌道飛行器上。具有慣性的上段、加壓艙或者任何承載有效載荷的特別托架都是典型的載體。

遙控作業系統是一個15.2米長的有關節的機械臂,可以在軌道飛行器的駕駛艙裏對其進行遙控。機械臂的“肘”和“腕”關節可以活動,可以抓住有效載荷將其從有效載荷艙裏取出來送到合適地點,或者將有效載荷回收進艙裏,保證安全返回地球。機械臂外側終端附近的一個電視錄影機和照明設施可以讓操作員在電視監視器上看到他的手正在做什麼。另外,有效載荷艙的每一側都安裝3個照明燈。

機身尾部:機身尾部包含左右軌道操縱系統、太空梭主發動機、機身襟翼、垂直尾翼和軌道飛行器/外燃料箱的後部配件。前艙壁將機身尾部與中部隔開,艙壁的上層部分聯接在垂直尾翼上,內部承受推力結構支援太空梭的三個主發動機、低壓渦輪泵和推進劑輸送管。

太空梭主發動機

太空梭主發動機:與固體燃料火箭助推器聯接在一起的三個主發動機在最初上升階段為軌道飛行器提供推力,使之脫離地球引力。在發射後,主發動機繼續運作8.5分鐘左右,這段期間是太空梭用動力推動飛行。

當固體燃料火箭被拋開後,主發動機提供的推力將太空梭的速度在6分鐘裏從每小時4,828公里提高到每小時27,358公里以上並進入飛行軌道。

在太空梭加速時,主發動機會燃燒掉50萬加侖的液態推進劑,這些推進劑由巨大的橙色外挂燃料箱提供,主發動機燃燒液氫和液氧,而液氫是世界上第二最冷的液體,溫度在零下華氏423度(攝氏零下252.8度)

發動機一開始排放的是氫和氧合成的水汽。主發動機在分階段燃燒週期內使用高能推進劑産生推力,推進劑的一部分在雙重預燒器裏消耗掉,産生高壓熱氣,推動渦輪泵。燃燒是在主燃燒室完成的,主發動機燃燒室裏的溫度可達到華氏6000度(攝氏3315.6度)。每個太空梭的主發動機使用的液氧/液氫比例是6比1,産生水準推力179,097千克(375,000磅)、垂直推力213,188千克(470,000磅)。

發動機産生的推力可在65%至109%的範圍內調節,這樣,點火發動和初始上升階段可以有更大的推力,而在最後的上升階段減少推力,將加速度限制在3g以下。在上升階段,發動機的萬向接頭(平衡架)可提供傾斜、偏航和滾動控制。(來源:新浪 作者:楊孝文)

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