前苏联与俄罗斯的航空航天事业发展

前苏联与俄罗斯的航空航天事业发展开场白：第二次世界大战以后，苏美两国在航空航天方面展开了一场史无前例的竞赛。50年代有一种观点，认为哪个国家能建立航空航天的领先地位，它迟早能控制整个地球。兰德军事研究所断言，第一个发射人造卫星的国家将在军事和科学方面都成为世界领袖。在这场竞争中，苏联从一开始就处于领先地位。广阔的天空及宇宙蕴藏了无尽的资源与宝贵的探索价值。可见航空航天事业的发展很大程度上关乎了人类未来世界的走向，因此我们准备这样这个PPT向同学介绍有关世界航空航天巨擘前苏联与俄罗斯在相关方面的发展情况。一、航空事业前言：苏联航空事业分多个方面，苏联航空工业部领导了航空科学研究、设计、生产。军用航空的管理机构包括空军、国土防空军、海军航空兵三个部分，以及民用航空。1.航空工业沙皇俄国留下的航空工业只有十余家小厂或作坊，从业人员约1万人，主要仿制外国航空产品，年产飞机约500架。十月革命后苏联采取了一些加速发展航空工业的措施：①优先发展科学技术：十月革命后第二年，列宁就支持并批准建立了中央流体动力研究院，为航空技术的发展奠定了基础。这个研究院后来又派生出发动机、材料、工艺、试飞等独立的研究院和设计局。第二次世界大战前夕，苏联建立起一批航空设计局，对航空科学技术的发展起了重要作用。②大力培养人才：从1919年起，苏联前后创办了17所航空院校，并在15所综合性院校中设有与航空有关的专业，培养出大批科学技术人才，成为发展航空事业的重要力量。仅在航空工业中就有科技人员近20万，约占全部人员的四分之一。1923年成立的航空之友协会广泛宣传和普及航空知识，会员多达200多万人，使航空事业具有广泛的群众基础。③学习外国先进技术：为了节约时间和经费，苏联根据需要引进外国的先进技术。例如，20-30年代仿制外国的飞机和发动机，并允许外国在苏联办航空工厂或派专家出国学习；40年代仿制外国的喷气发动机和飞机；60年代以后主要是引进国外先进的飞机气动外形，这些对提高苏联的技术水平起了一定作用。2.军事航空苏联军用飞机总数约11000架。后来，用一批高性能的新式飞机替换了老式飞机，数量上有所减少，但作战能力却得到了提高。60年代以来，直升机的装备数量大大增加，总数已达6250架。空军远程航空兵现有飞机932架。由于战略导弹分担了一部分战略攻击任务，战略轰炸机的作用降低了，更新换代进展迟缓。50年代研制的图20和米亚4仍在使用，大量使用的中程轰炸机图16从60年代起开始退役，逐步用战力轰炸机来替换。前线航空兵的主要任务是协同陆军作战，自1967年以来飞机数量从4000架增至6000架，并补充了2300架武装直升机。这个兵种共有2850架歼击机，主要的型号是米格23、米格29、苏15和米格25。歼击轰炸机共有2425架，主要型号是苏24和米格27，已完全取代了轻型轰炸机，用于近距支援和纵深攻击。此外，还装备了大批米26和米28直升机，可支援陆军实施对地攻击和强行机降作战。军事运输航空兵装备飞机数量已减至600架，原来的主力12已大部分由伊尔76所替代，巨型的安22仍在使用，其后继机安124已研制成功。国土防空军是1948年对付战略轰炸机而组建的，先后装备了十余种截击机，一些歼击机也逐渐改为截击机。60年代以来，随着防空导弹和新型截击机的发展，这个军种的飞机数已从4000架减至1250架。装备的主力是米格23、米格25、米格31、苏15和苏27。新型截击机有下视下射能力，可对付低空突防和敌机的巡航导弹。海军航空兵现有飞机775架，除原有的飞机外，增加了战略轰炸机、雅克36垂直起落舰载歼击轰炸机、苏17变后掠翼歼击轰炸机等新机型。3.民用航空苏联民航的飞机、直升机广泛用于国民经济各部门，有120个服务项目，如航线运输、农田作业、森林巡逻灭火、资源勘察、鱼情和冰情侦察、航空医疗救护、南极和北极考察队的后勤支援等。①航线运输：单程线长100万公里，国内航线通航3600个城镇，国际航线通航4大洲95个国家的118个城市。1983年客运量为1.09亿人次，周转量1710亿人公里；货运量300多万吨，周转量187亿吨公里。②农林服务：1983年农林作业面积1.05亿平方百米，约占全世界农林作业面积的40%。完成全年施肥工作的40%。每年森林灭火平均为7000起。③医疗救护：1976-1980年间航空医疗救护飞机有33.4万次。民航客机有2360架，其中，中、远航程的约1200架，主要有图154、伊尔62M和伊尔86，短程航线主要用图134、雅克40和雅克42，远程货运用伊尔76T。农业飞机约10000架，居世界首位，主要是安2飞机。此外，还有各种用途的直升机约2000架，主要是米8和米6。研制中的民航机有图164、伊尔96和米17等。二、航天事业前言：航天技术是现代科学技术的结晶，它以基础科学和技术科学为基础，汇集了20世纪许多工程技术。而拥有世界最先进航天水平的苏联及俄罗斯，在航天事业方面的贡献以及成就在世界上更是独一无二。1.航天技术航天飞机俄罗斯航天飞机的外形及结构均与美国航天飞机相似，它由液体火箭助推器、外储箱和轨道飞行器组成，只能部分重复使用。俄罗斯大型航天飞机与美国航天飞机的主要不同之处是：俄罗斯航天飞机使用的是液体火箭助推器而不是固体火箭助推器，单个助推器推力为7117千牛(725649公斤)；俄罗斯航天飞机的轨道飞行器尾部安装了喷气发动机，用于进场和着陆，这使轨道器具有较大的安全性和灵活性，如果一次进场的方位、角度、姿态或着陆场地的环境不太好，可以拉起再次着陆；俄罗斯航天飞机的主发动机不象美国航天飞机那样安装在轨道器上，而是装在外储箱上，在完成其发射任务后与外储箱一起抛掉而不回收，这样做的优点是减轻了轨道器的入轨死重，为安装喷气发动机留出了空间，缺点是把主发动机抛掉不太经济。单台主发动机推力为1445.75千牛(147409公斤)。俄罗斯大型航天飞机于1986年开始进行进场和着陆试验，1988年11月15日首次发射，并成功地进行了不载人飞行试验。！详细数据：外形尺寸机长36.4米翼展24.0米机翼面积250.0米2内部尺寸座舱容积70米3载荷舱长度18.3米宽度4.6米质量数据起飞总重约2435800千克发射有效载荷(最大)30000千克带回有效载荷(最大)20000千克推进剂质量2000000千克性能数据侧向偏航能力2000公里着陆速度310～340公里/小时运载火箭卫星号运载火箭卫星号运载火箭奠定了苏联航天运载工具发展的基础。它是用苏联P—7洲际导弹改装的，火箭由一枚芯级火箭和4台侧挂助推火箭并联捆绑而成。全长29.17米，起飞重量267吨，有效载荷1.3吨。为了控制航向，火箭另外安装了12台可摆动的小型游标发动机。火箭发射时，5台发动机同时点火工作。在飞行中，4台助推火箭先行熄火和分离，芯级发动机继续工作，直到把卫星送入轨道。卫星号火箭用来成功发射了3颗人造卫星。东方号运载火箭东方号运载火箭是一种三级液体火箭，它在卫星号两级火箭的基础上又增加了一级火箭，因此它的运载能力比卫星号增大了2.5倍。这种火箭的中心是一个两级火箭，周围有4个长19米，底部直径3米的助推火箭。中心两级火箭，长28米，上面一级长不到4米，呈圆筒形状。发射时，中心火箭发动机和4个助推火箭发动机同时点火。大约两分种后，助推火箭分离脱落，主火箭继续工作两分多钟后，也熄火脱落。接着未级火箭点火工作，直到把效载荷送入绕地球的轨道。东方号火箭因发射东方号宇宙飞船而得名，1959年1月2日试飞，发射成功月球1号探测器。后来又4次用于发射动物卫星舱的试验，1961年4月12日把世界上第一位宇航员加加林送上地球轨道飞行。截至1980年，东方号火箭总共发射了85个航天器，其中包括5艘载人飞船。闪电号和联盟号运载火箭前苏联的运载火箭基本上按标准化，系列化发展。在东方号火箭的基础上，1961年又研制成功闪电号和联盟号两种系列火箭。闪电号以改装后的东方号三级火箭，再加上第四级构成，火箭全长42.8米，起飞重量300吨，其近地轨道的运载能力最高达到7吨。1961年2月4日首次发射成功，随后相继用来发射了7个金星号，10个月球号，1个火星号探测器和数十颗闪电号通信卫星。联盟号火箭系因发射联盟系列载入飞船而得名。它是由东方号三级火箭改进第三级后的新型三级运载火箭。总长49.3米，起飞重量310吨，近地轨道地运载能力为7.5吨。1963年11月16日首次发射宇宙22号卫星成功，1964年和1965年又先后用来试验发射两艘上升号载入飞船。1967年开始用来发射联盟号，联盟T号系列载入飞船和进步号自动货运飞船。能源号运载火箭1987年5月15日，前苏联从拜科努尔航天中心发射成功一枚超级运载火箭。它的总设计师古巴诺夫披露了这种巨型火箭的细节：火箭长约60米，总重2400吨，起飞推力3500吨，能把100吨有效载荷送上近地轨道。这种命名为能源号的运载火箭由两级组成。第一级捆绑4台液体助推火箭，高39米，直径4米；第二级为直径8米的芯级，由4台液氢液氧发动机组成。发射时，第一，二级同时点火，第一级4台助推火箭工作完成后，由地面控制脱离芯级火箭回收，经修理后可重复使用50次；第二级即芯级火箭可将有效载荷送入地球轨道运行。1988年11月15日，能源号火箭将不载入人的暴风雪号航天飞机载入太空轨道飞行，成为前苏联运载火箭发展的一个新的里程碑。质子号运载火箭在前苏联的航天活动中，质子号运载火箭发射最为频繁，它是目前世界上运载能力最大的火前之一。它先后研制有二，三，四级3种型号。最大一种四级火箭全长44.3米，底部最大直径7.4米，起飞重量800吨。第一级由6台助推火箭组成，中心是一个直径较大的氧化剂箱，四周捆绑6个燃料箱，起飞推力达1000吨。第二级高约13.7米，装有4台发动机，总推力为240吨。第三级高6.4米，装1台发动机，另有4台校正航向的可控微调发动机。第四级高5.5米，装有1台封闭式循环发动机，可二次点火。这种火箭可将21吨重的有效载荷送上近地轨道。1965年7月16日，质子号运载火箭首次发射，将一颗重达12.2吨的卫星送入预定轨道。1971年4月19日以发射成功重17.5吨的礼炮1号轨道站。从1971年到1973年相继发射了6个火星号探测器。1974年发射第一颗静止轨道卫星宇宙637号。1975年到1983年陆续发射了金星号探测器，1984年发射两个维加号哈雷慧星探测器，1986年又把第三代轨道站和平号送入太空。这一系列发射纪录，表明质子号火箭对于前苏联航天活动有着举足轻重的作用。另外在前苏联的领土上有三座航天城：拜科努尔，卡普斯丁亚尔和普列谢茨克。其中拜科努尔航天中心最负盛誉。2.挫折与磨难在美国“哥伦比亚号”航天飞机失事后不久，俄罗斯一位名叫瓦勒里·夏洛夫的前苏联宇航员在他即将出版的新书《被忘却的太空事业罹难者》中披露惊人内幕：前苏联发生的航天灾难远远超过世人想象，有近百人先后死亡，只不过这些灾难事件有些是被前苏联有意封锁了。这位名叫瓦勒里·夏洛夫的前苏联宇航员，现年50岁。1990年，他顺利地通过了各种医学测验，并来到前苏联着名的“星城”———一个专门训练宇航员的基地接受太空训练。根据前苏联宇航局的安排，夏洛夫将于1992年随太空船飞往国际空间站。然而，前苏联的解体使原先的太空计划全部搁浅。不过，由于在“星城”的受训经历，夏洛夫了解到了众多前苏联航天史上的秘闻，其中最让他震惊的是，在前苏联航天史上竟曾发生过比美国“挑战者号”或“哥伦比亚号”还要悲惨的灾难！夏洛夫披露，1960年10月24日前苏联宇航局高层官员、太空科学家们正在对“东方1号”飞船进行最后调试，飞船火箭突然发生惊天动地的爆炸，当场炸死54名前苏联航空界的精英，其中包括前苏联陆军元帅米特鲁番·尼德林，这些人都是被活活烧死的。这次爆炸发生后仅一周，所有活着的前苏联宇航员和太空专家们又开始了“为人类历史上第一次载人航天飞行”做各项准备工作。1961年4月12日，前苏联宇航员加加林终于乘坐“东方号”飞船顺利升入地球轨道，代表前苏联在美苏太空