神舟载人飞船各大子系统及其工作原理.doc

神舟号载人飞船 神舟号简介 神舟十号是我国的第十艘神舟系列飞船，与前两艘神州八号和神州九号相比，它是我国一艘载人空间对接飞船，按计划它将与天宫一号目标飞行器进行对接，如果对接成功，则表明我国已经基本掌握了空间飞行器交会对接技术，将对后续的天宫二号即第二代空间实验室的建设打下坚实的基础。【发射时间】预计在2012年 【任务实施】预计会有三名宇航员同时升空，任务时间5~20天。【飞行器名称】神舟十号 【飞行器生产国家】中国 【计划发射时间】2012年 【发射项目】与神舟八号、神舟九号完成对接任务。 【发射成功意义】表明我国已经基本掌握了空间飞行器交会对接技术。飞船由轨道舱、返回舱、推进舱和附加段组成，总长0mm，总重0kg。飞船的手动控制功能和环境控制与生命保障分系统为航天员的安全提供了保障。轨道舱　　轨道舱是飞船进入轨道后航天员工作、生活的场所。舱内储备有食物、饮水和大小便收集器、睡袋等生活装置外，还有空间应用和科学试验用的仪器设备。 返回舱返回后，轨道舱相当于一颗对地观察卫星或太空实验室，它将继续留在轨道上工作半年左右。返回舱 ?? 在着陆场 　　飞船的返回舱呈钟形，有舱门与轨道舱相通。放回舱式飞船的指挥控制中心，内设供3名航天员斜躺的座椅，共航天员起飞、上升和返回阶段乘坐。座椅前下方是仪表板、手控操纵手柄和光学瞄准镜等，显示飞船上个系统机器设备的状况。航天员通过这些仪表进行监视，并在必要时控制飞船上系统机器设备的工作。返回舱均是密闭的舱段，内有环境控制和生命保障系统，确保舱内充满一个大气压力的氧氮混合气体，并将温度和湿度调节到人体合适的范围，确保航天员在整个飞行任务过程中的生命安全。 另外，舱内还安装了供着陆用的主、备两具降落伞。神舟好飞船的返回舱侧壁上开设了两个圆形窗口，一个用于航天员观测窗外的情景，另一个供航天员操作光学瞄准镜观测地面驾驶飞船。返回舱的底座是金属架层密封结构，上面安装了返回舱的仪器设备，该底座重量轻便，且十分坚固，在返回舱返回地面进入大气层时，保护返回舱不被炙热的大气烧毁。推进舱　　推进舱，圆柱形，内部装载推进系统的发动机和推进剂，为飞船提供调整姿态和轨道以及制动减速所需要的动力，还有电源、环境控制和通信等系统的部分设备。 设备舱的尾部是飞船的推进系统。主推进系统由4个大型主发动机组成，它们在推进舱的底部正中。在推进舱侧裙内四周又分别布置了4对纠正姿态用的小推进器，说它们小是和主推进器比，与其他辅助推进器比它们可大很多。另外推进舱侧裙外还有辅助用的小型推进器。附加段 附加段也叫过渡段，是与另一艘飞船或空间站交会对接。 天宫”目标飞行器将在201年发射，实际上是空间实验室的实验版，主体为短粗的圆柱型，直径比神舟飞船更大，前后各有一个对接口。采用两舱构型，分别为实验舱和资源舱，实验舱由密封的前锥段、柱段和后锥段组成，实验舱前端安装一个对接机构，以及交会对接测量和通信设备，用于支持与飞船实现交会对接。资源舱为轨道机动提供动力，为飞行提供能源。“神舟号”是一艘搭载航天员，进行无人自动对接。 图3-1 “天宫”号目标飞行器(左)与“神舟号”(右)对接的想象图“神舟”飞船采用了太阳电池阵为主的电源方案，随着“神舟”号载人飞船脱离运载火箭顺利进入太空，展开后的太阳帆板就像是飞船长出了两对硕大的翅膀，通过将太阳能转换成电能，来为飞船上的电器设备提供能源。 图4-1供电系统的工作过程 “太阳帆板有供电和充电两大功能，相当于一个小型发电站。飞船上备有应急电源，但支持的时间有限，主要还是依靠太阳帆板提供电能神舟飞船上的太阳帆板采用了大量先进的复合材料，提高发电效能, 必将危及飞船的飞行和航天员的安全, 因此其技术要求相当高。如在置信度0. 7 时, 要求可靠度为0. 997 8, 安全性为0. 999 84, 保证一次故障正常飞行, 两次故障安全返回。为此, 研制中必须采用的新技术多且难度高, 如要求在0. 15g 冲击下, 所有贮箱内推进剂的总晃动力不能大于5N。因此,整个分系统非常复杂, 仅发动机就有五种52 台之多, 其分布如图4-1所示。 图5-1 “神舟”号载人飞船推进分系统5 种发动机的分布 推进舱推进子系统 图5-2 推进子系统的工作原理 从某一指定时刻所期望的推力输出入手，推进系统控制器管理这些输入，明确发送给推进剂管理执行器的指令，控制推进剂的流量。在期望的状态下，综合传感器输入的信息，执行推进剂管理和能量控制器的指令，推进子系统产生系统的输出——推力。 神舟号的制导、导航与控制系统 神舟10号飞船制导、导航与控制(GNC)分系统负责从发射到返回全过程中飞船的控制任务。 图6-1 神舟飞船变轨示意图 神舟号测