为何揭秘航天飞机的结构？
航天飞机的整个系统是目前世界上最复杂的航天飞行器系统，比世界上任何的飞机都要复杂得多。
美国人的航天飞机系统是由三部分组成的：一个庞大的液体燃料贮箱，两个固体火箭助推器，加上航天飞机本身。
这两个固体火箭助推器，实际上就是两枚火箭，它们的长度是45米，直径3.7米。在发射航天飞机时，2台发动机产生的推动力大约为总推动力的四分之三，在飞行约2分钟后，它的固体燃料全部用完，于是与连在一起的液体燃料箱分离。它在返回地面时，张开降落伞，落在大西洋中，由船队打捞回收，以便下次使用，据说这种助推器可以使用20次。
固体火箭助推器有一个缺点：一旦它被点火，在燃料未被消耗完之前，无法关机熄火，而液体火箭发动机可以随时熄火。因此，在航天飞机发射时，总是航天飞机的3台以液态氢和液态氧作燃料的主发动机先点火，待燃料燃烧稳定以后，再在固体火箭助推器点火。
液体燃料储箱是一个十分粗大的家伙，装满了液态的氢和液态的氧。它长达47米，直径有8米多，可以装60多吨液氧和16吨多液氢，航天飞机的主发动机工作所需要的燃料就是它供给的。
当固体火箭助推器分离后，航天飞机与燃料箱一起再飞8分钟，这时已飞出大气层，接近了绕地球飞行的高度，液态燃料也已经消耗完毕，燃料箱与航天飞机分离，随后坠入大气层，被高温烧成碎片落入大洋深处。
航天飞机比起助推器和燃料箱都短得多，它只有37米多长，结构非常复杂，除装有3台主发动机外，还有许多台小发动机。这些小发动机主要是在太空中用的，那里已没有空气，只要用很小的推力就可以使航天飞机改变姿态。
航天飞机的运货舱有18米长，可以装上20多吨重的东西，比如卫星、空间站的部件、星球大战用的太空武器等。利用这么大的空间，还可以开展一些科学实验。
航天飞机可以运载许多名宇航员上天，让他们在太空中行走，去回收和修理卫星，甚至可以将别国的卫星“偷走”。航天飞机以每秒7000多米的速度绕地球飞行。如果携带精密的望远镜，还可以仔细观察地球表面，这在战争期间特别有用，它可以发现敌方的兵力部署情况，及时告诉己方军队指挥部，随机应变。1990年，美国人将一个价值15亿美元的哈勃太空望远镜放在太空，让它观察宇宙深处的星团，比地球最先进的望远镜观察的效果强5倍，可以观察到宇宙诞生时外星际的情况。
航天飞机在返回地球时以很快的速度下降。在航天飞机的头部，温度可以达到几千摄氏度。因此，在它的头部和一些地方贴满了陶瓷做成的防热瓦。
1986年的“挑战者”号爆炸给全世界以震惊。也许有人会问，难道航天飞机就没有救生系统吗？有的。如果在空中飞行，它可以将宇航员底舱那一块整个地弹射出来。当然，要及时发现故障，才能知道是否需要弹射救生。
很多的运载火箭都是在发射台上爆炸的，尤其是用液氢、液氧燃料时，一点火星就会引起一场大爆炸。由于美国的航天飞机用了一个巨大的液体燃料箱，因此，发射台上的救生系统还是必要的。他们将两根钢索拉到发射架上，一旦出现危险，宇航员就可以沿着钢索滑到地下掩体中保住性命。
1987年，前苏联人继美国人之后发射了自己制造的航天飞机。这架航天飞机与美国人的十分相似，它用世界上推力最大的火箭送上太空。前苏联的航天飞机与美国的航天飞机最大的区别是它没有装主发动机。因而在绕地球飞行时，无法调整离地球的高度，没有美国的航天飞机那样灵活。由于没有主发动机，它的货舱要大一些，可以送更多的东西上天，成为名副其实的太空货船。
知识点
“哈勃”太空望远镜
“哈勃”太空望远镜，又称“哈勃”空间望远镜，是以天文学家爱德温·哈勃之名命名，在轨道上环绕着地球的望远镜。它的位置在地球的大气层之上，因此获得了地基望远镜所没有的好处——影像不会受到大气湍流的扰动，视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光，还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。
1990年4月25日，由美国航天飞机送上太空轨道的“哈勃”望远镜长13.3米，直径4.3米，重11.6吨，造价近30亿美元。它以2.8万千米的时速沿太空轨道运行，清晰度是地面天文望远镜的10倍以上。它已经填补了地面观测的缺口，帮助天文学家解决了许多根本上的问题，对天文物理有更多的认识。
航天飞机是一种垂直起飞、水平降落的载人航天器，它以火箭发动机为动力发射到太空，能在轨道上运行，且可以往返于地球表面和近地轨道之间，可部分重复使用的航天器。它由轨道器、固体燃料助推火箭和外储箱三大部分组成。
外部燃料箱
外表为铁锈颜色，主要由前部液氧箱、后部液氢箱以及连接前后两箱的箱间段组成。外部燃料箱负责为航天飞机的3台主发动机提供燃料。外部燃料箱是航天飞机三大模块中唯一不能重复使用的部分，发射后约8.5分钟，燃料耗尽，外部燃料箱便被坠入到大洋中。
外燃料箱有三个主要部件，它们分别是：氧燃料箱、氢燃料箱和燃料箱，氧燃料箱位于航天飞机的前部，氢燃料箱位于航天飞机的后不，而燃料箱位于航天飞机的中部；后者将两个推进燃料箱连在一起，仪表和燃料处理设备也在中间箱里，同时，它也为固体火箭助推器前端提供附着结构。
外燃料箱的皮肤由执保护系统覆盖。热保护系统是一层2.5厘米（1英寸）厚的聚氨酯泡沫涂料，作用是将推进剂维持在一个可接受的温度，保护皮肤表面不会因为与大气摩擦产生的高温损坏，也将表面结冰的可能性降至最低。氢燃料箱的体积是氧燃料箱的2.5倍，但完全灌满燃料后，其重量只有后者的三分之一，这是因为液态氧的密度是液态氢的16倍。
外燃料箱包括一个推进剂输出系统，将推进推输送到轨道器的发动机里；一个加压与通风系统，负责调控燃料箱的压力；环境调节系统，负责调控温度，补充中间燃料箱区域的大气；还有一个电子系统，负责分配电力、仪表信号，提供闪电保护。一对固体火箭助推器，这对火箭助推器中装有助推燃料，平行安装在外部燃料箱的两侧，为航天飞机垂直起飞和飞出大气层进入轨道，提供额外推力。在发射后的头两分钟内，与航天飞机的主发动机一同工作，到达一定高度后，与航天飞机分离，前锥段里降落伞系统启动，使其降落在大西洋上，可回收重复使用。
通过报纸或电视我们经常可以看到航天飞机，在各种媒体中我们也可以看到航天飞机令人惊心的发射场面，而对于航天飞机的认识可能也就只有发射时冒起的滚滚浓烟。可航天飞机究竟是什么样的？
其实，在技术上这个词指的是一个航天交通系统，它包括三个部分：轨道器、外贮箱和固体火箭助推器。
轨道器是航天飞机系统中最主要的部分，也是唯一进入轨道飞行的部分。其形状与飞机非常相似，大小与一般的中型商业客机差不多。整个轨道器可以分为前、中、后三段。前段主要是航天员工作生活的机组座舱，中段是有效载荷舱，后段是航天飞机和轨道舱的动力系统。
机组座舱同载人飞船的返回舱、轨道舱一样，提供了航天员在整个飞行期间的生存环境和活动空间。座舱的空间比载人飞船的空间要大，但是一般情况下，座舱内要有7名航天员，如果有紧急情况，乘员还要增加到10名，这样空间似乎还是显得有些狭小。
机组座舱分为两层，顶层为飞行舱，里面装有上升、着陆及在轨期间驾驶轨道器所需的各种控制器。飞行舱的前部非常像客机的驾驶舱，透过窗口航天员可以看到外面的景象。飞行舱的后墙有两个观察窗，透过这两个窗口，航天员可以直接观察有效载荷舱，在太空中他们操纵后墙上的各种仪器来控制有效载荷舱内的系统。飞行舱后部的天花板上同样有两个观察窗，给航天员提供了更为广阔的视野。
在飞行舱的下面是航天员的生活间，被称为中舱。中舱实际上是航天员的生活间，所有的食品和生活用品都储存在这里。中舱内和飞行舱间有两个通行舱口可以使航天员在两舱之间自由通行。中舱一侧的机组通行舱门是航天员在地面上进出轨道舱的唯一通道。在中舱的后面有一气闸舱，是航天员在太空中进入太空，或进入未加压有效载荷舱的通道。
有效载荷舱占据了整个轨道器的大部分，舱内装的是由轨道器送入太空的卫星，或者是为航天员提供科学试验空间的小型实验室。它有两扇从中间对开的舱门。舱门分为内外两层，外层是防热层，内层是辐射冷却器。在轨道器上升和返回时舱门处于关闭状态，以保护放在载荷舱内的货物。而在轨期间舱门则一直开着，这样可以起到散热的作用。
轨道器后段的动力系统包括有3台主发动机，航天飞机发射时，这些发动机提供了轨道器进入轨道的部分推进力。主发动机的两侧各有1个轨道机动发动机，采用轨道器自身携带的甲基肼和四氧化二氮作为推进剂，用于主发动机关闭后的轨道器加速、变轨或交会，以及返回制动的推力。它可以持续工作15个小时，重复启动1000次。
为了进行轨道器的姿态控制和交会、入轨控制，轨道器的尾端两侧还装有24台反作用控制发动机，可重复启动50000次，同样的发动机在飞行舱前面的机头还有14台。在机头和机尾还装有6台微调发动机，可进行50万次的启动。这些发动机合起来称为反作用控制系统，推进剂由轨道器携带。这些发动机通过复杂的控制系统控制其点火时间，可以调整轨道器的姿态。
应该注意，轨道器只提供了在轨飞行期间的推进剂，并没有提供发射时主发动机所需的推进剂。考虑轨道器进入轨道需要燃烧大量的推进剂，而要把这些推进剂都贮存在轨道器内是很不合适的，于是设计人员在轨道器之外设计了一个专门携带推进剂的外贮箱。
外贮箱有两个贮箱组成，上端的贮箱内部装有液氧，下端的贮箱装有液氢。中间由一个连接舱连接。虽然看上去液氢贮箱的体积比液氧的大很多，但是因为液氧比液氢重16倍，所以装满推进剂后，液氢的重量只是液氧的1/6。在与轨道器连接时，液
氧和液氢各通过一根管子从贮箱底端流入轨道器。当主发动机开始工作时，通过这两根管子流入发动机的液体可以很轻松地在25秒之内就把一个中等大小的游泳池灌满。
由于液氧和液氢的沸点约为零下一两百摄氏度，因此很容易就会汽化。为了使汽化的程度尽量减小，在外贮箱的外表面覆盖了一层薄薄的异氢尿酸泡沫，这种材料令外贮箱的表面呈橘红色。
在最初的飞行中，外贮箱被涂成了乳白色，这样做完全是为了美观，但在使用上毫无用处，因此后来不再使用这一做法。
有了外贮箱的航天飞机重量加大，特别是灌满了推进剂后，如果只用轨道器上的主发动机，根本不能使它们离开地球表面，于是外贮箱的两侧又连接了两个固体火箭助推器。
为了降低研制成本，助推器采用了分段结构，推进剂分别装入四段。最上端整流罩内装有推进剂点火装置、电子设备、应急自毁装置和减速伞，最下端是可调节方向的喷口，偏转角度6.65°。
之所以采用这种分段结构，最大的好处在于方便推进剂的灌装。固体推进剂在灌装前呈橡皮膏似的黏稠液体，灌入助推器后，要经过几天的干燥才能形成固态。整个灌装和干燥的过程要绝对保证推进剂的搅拌均匀，否则会影响发动机效率。比较之下，灌四个小段当然比灌一个长段要容易得多。
助推器各段之间的连接也是极其讲究的，要严格保证推进剂的密封性，防止高温燃气泄漏。虽然NASA（美国中央航空航天局）工作人员很早就注意到了这个问题，但还是在1986年“挑战者”号航天飞机的发射中付出了血的代价。 知识点
液氢
氢的液化采用压缩、膨胀、冷却、压缩循环过程。液氢与液氧组成的双组元低温液体推进剂的能量极高，已广泛用于发射通讯卫星、宇宙飞船和航天飞机等运载火箭中。液氢还能与液氟组成高能推进剂。
液氢作为火箭发动机燃料有很多优点：①氢—氧反应释放的燃烧热大，是一般烃类燃料不能达到的。②液氢、液氧都是低温液体。液氢比热大，可同时用作火箭高温部件和发动推力室的冷却剂，回收的能量可再送入燃烧室使用，使发动机工作状况改善。③氢—氧燃料系统产生污染极少。
液氢—液氧火箭发动机曾为“阿波罗”宇宙飞船登月飞行和航天飞机的顺利发射提供过巨大能量。此类发动机也对我国“长征”运载火箭的连续多次发射成功作出了巨大贡献。
航天飞机的飞行原理与特点
航天飞机的飞行原理
前面我们讲过，航天飞机由轨道飞行器、固体火箭助推器和外挂贮箱３大部分组成，航天飞机起飞的动力源自2台巨大的集束式助推器和３台液体推进剂。在这些起飞动力装置中，中心部分是一个外形像一架三角翼滑翔机的轨道飞行器，它垂直发射，是航天飞机飞行时必不可少的配件，它在进入地球大气层后像普通飞机那样下滑着陆。
航天飞机在起飞时，利用外挂贮箱内的液氢推进剂作为主发动机的动力，贮箱随着推进剂的使用完毕而抛弃。另外，航天飞机还依据轨道飞行器顺利飞行；一般情况下，航天飞机的轨道飞行器可使用次数在100次以上，它有一个巨大的货舱，可以作为卫星及其他材料的存储点；大规模的太空作业时，还可将外挂贮箱带入轨道，作为航天站的核心部分。
1000千米以下是航天飞机近地轨道的飞行高度，向国际空间站运送宇航员和各种建设用部件和补养是目前航天飞机的主要任务，因为航天飞机的运载能力比较大，所以它往往采用多级组合形式。在需要高轨道运行有效载荷的时候，还可以由航天飞机将其送上近地轨道后再从这个轨道发射，使其进入高轨道，以完成最终任务。
航天飞机的特点
总结起来，航天飞机具有以下几大特点：
（1）作为地面与轨道间一种经常性的运载工具，航天飞机的一项重要使命和功能是向轨道上布置飞行器，并在轨道上检修和回收飞行器。这样一来，就可以对这些飞行器的可靠性放宽要求，从而简化了设计，节省了价值昂贵的备份部件，大大降低了研制成本。
过去，航天器中的许多贵重设备和仪器只能使用一次，现在航天飞机既能把它们带回来进行修复，使其多次重复使用，又可以及时在轨更换飞行器上的设备（如装上新的传感器和仪器，换掉老化的或失灵的零件，补充上在运行中消耗掉的材料），从而延长飞行器的工作寿命，大大提高其利用率，避免极大的浪费。
（2）航天飞机的巨大货舱能容纳一个载人实验室，里面环境舒适，航天员在这里可以不穿航天服。航天飞机在发射和再入时的加速度只有3—4个重力加速度，一般人都能耐受。这样一来，就降低了对其乘员的健康条件的要求，为各领域内的科学家直接参加航天活动提供了可能性，使得这些科学家可以在天上直接操纵其设备进行科学研究。这一方面可以减小设备的复杂性和降低造价，另一方面可以大大提高实验研究的质量，就在飞行过程中完成解释、评价实验结果，及时改进方法，加速知识的增长。
在这样的实验室里，可以进行材料科学方面的研究，进行广泛的天文、物理和地球资源方面的研究及生物—医学方面的研究等。
（3）它相当于一个短期运行的航天站，为航天应用科学的蓬勃发展带来了广阔的前景。在人类进入太空以来，由于载人航天飞船在发射前的安装和测试所需时间太长，致使空间营救问题一直没有得到解决。航天飞机由于其发射准备时间短的这一特点，为这一问题的解决带来了希望。航天飞机为大型航天站的建立也创造了条件。它首先可以将航天站的组件和模块分批送上轨道，并在轨道上把它们组装起来。在航天站建成之后它又可成为往返地面和航天站之间的交通运输工具。
（4）具有军事的用途。研制航天飞机的最早设想就是要使之成为一种军事进攻性武器。所以，美国军界头目们一直很支持航天飞机计划。国防部承担了研制费（100亿美元）的1/6。先期4架航天飞机中的2架是完全按照国防部的要求设计的。航天飞机的全部飞行计划中，有1/3将由军方主持。空军参谋长对发展航天飞机的军事意图供认不讳，他公开宣布，航天飞机的基本任务就是要保证五角大楼的利益。为此空军对凡登堡空军基地要重新改建，以保证未来的载人或不载人的航天器在这里秘密组装和发射。
航天飞机能完成的军事任务有：
①军事侦察。航天飞机除了可向轨道上布置侦察卫星，并在天上对之进行维修、整个地回收或从侦察卫星上取回胶卷外，必要时也可载着侦察人员飞越特定地区进行侦察。
②拦截和破坏敌方航天器。航天飞机依靠其速度快和灵活机动的飞行能力，可在天上悄悄逼近、拦截、破坏或窃取对方的飞行器后急速返回自己的基地。
③轰炸和攻击敌方地面目标。航天飞机可以在45分钟内飞至地面上离发射场最远的地方。因此它可以作为近地轨道轰炸机带上进攻性武器，出其不意地对敌方重要的战略目标进行攻击。
④通信联络、指挥、导弹导航。美国航天飞机试飞成功引起了前苏联的极度不安。前苏联宣传机构说这是美国想用“超级武器”讹诈全世界的一种新的“军国主义和沙文主义的行动”。前苏联负责航天员训练任务的领导人沙塔洛夫在莫斯科举行的一次招待会上说：“这将意味着武器竞争的一个新的盘旋上升。”具有讽刺意味的是，前苏联一方面谴责美国研制航天飞机的军事目的，而同时自己也悄悄地加紧搞航天飞机。由此可见，“哥伦比亚”号的试飞成功使美国和前苏联在宇宙空间的竞争又进入了一个新的阶段。
航天飞机除了上述种种好处外，也有它的局限性。这首先就是，它只能将载荷送上较低的轨道。要实现更高轨道的运载，特别是同步地球轨道的运送，还需借助于另外一种名曰“轨道间拖船”或“轨道间飞机”的接力运输工具才能实现。
知识点
第一架飞艇
英国的蒙克·梅森是第一个制造小飞艇的人，他利用发条装置驱动螺旋桨使飞艇升空，速度达8千米／小时。这种原理对后来的实用飞艇具有指导意义。几年后，法国人亨利·吉法尔就制成了第一部可操纵的飞艇，艇形为雪茄状，长44米，直径12米，发动机功率达3马力，带3叶螺旋桨。1852年9月24日，吉法尔自己驾驶这架飞艇在巴黎起飞，飞到28千米之外的特拉普，开创了人类动力半操纵飞行的先河。
前后缘条，多条支架组成
什么是航天飞机的组成部分?
美国的航天飞机，如开路者号、企业号、哥伦比亚号、挑战者号、发现号、亚特兰蒂斯号和奋进号，它们的结构复杂而巧妙，由轨道器、巨大的外贮箱和强大的固体助推器构成，每一部分都精心设计，确保了它们在太空与地面之间的无缝切换。相比之下，苏联的航天飞机设计有所不同，如暴风雪号、小鸟号和贝加尔湖号，...
宇宙飞船和航天飞机的基本结构及其用途
最后阶段考降落伞减速），所以其形状没有一定的规则，但是一般呈现旋转对称的形状；航天飞机目前貌似只有美国有，但是美国的航天飞机也即将退役。航天飞机是可以反复使用的太空梭，挂靠在运载火箭的侧面发射，返回的时候，航天飞机采用滑行的方式着陆，因此，航天飞机一般采用传统的机翼式飞机结构。
美国航天飞机系统组成
货舱上部可以张开，配备有加拿大制造的遥控机械臂，用于释放和回收航天器。货舱内还可以使用上面级火箭提高航天器的轨道高度，并进行维修。外燃料箱，长46.2米，直径8.25米，储存700多吨液氢液氧推进剂，与轨道器相连。它在发射时为航天飞机提供结构支撑，是不可重复使用的组件。当燃料耗尽后，外燃料箱与...
美国航天飞机的组成和结构?
美国航天飞机是为追求航天运载工具重复使用而诞生的独特工具，兼具执行任务与载人功能。它的主体由轨道飞行器、外挂燃料箱与固体火箭助推器三部分组成。轨道飞行器，简称轨道器，是美国航天飞机的核心，长37.24米，高17.27米，翼展达29.79米。其前段为航天员座舱，分为上、中、下三层。上层为主舱，具备...
航天飞机是什么啊?带图片
（2）固体助推器：固体助推器的作用是助推，用于补充主发动机推力的不足。以供再用。（3）外贮箱：航天飞机的主发动机是液体火箭发动机，推进剂是液体燃料液态氧和液态氢。液体推进剂不装在航天飞机上，而是装在一个独立的可以抛弃的外贮箱里面。采用这种结构形式，可以减少航天飞机轨道器的尺寸和重量，...
异星探险家航天飞机怎么飞起来:航天飞机的起飞原理
在科幻电影《异星探险家》中，我们看到了一架强大的航天飞机，它能够在太空中自如飞行，探索未知的星球和宇宙。那么，现实中的航天飞机是如何飞起来的呢？本文将为您详细解析航天飞机的起飞原理和过程。一、航天飞机的结构 航天飞机是一种能够在大气层和太空中飞行的飞行器，它通常由机翼、发动机、机身和...
美国航天飞机的系统组成
固体火箭推进器提供航天飞机从发射台起飞的主要推进力(71%),每节火箭推进器高度为150英尺(46米)、直径为12英尺(3.7米)、未灌注燃料时重量为87090公斤、注满燃料时重量为589670公斤。 该推进器分为八个部分:固体燃料、连接结构、接缝合成橡胶O型环、飞行装置、恢复系统、爆炸载荷、推进控制系统和自毁灭装置。其中固...
宇宙飞船和航天飞机的基本结构及其用途
因此其外形没有固定的规则，一般是对称的旋转形状。2. 航天飞机目前主要是由美国使用，尽管如此，美国的航天飞机也即将退役。航天飞机的特点是可以重复使用，通过与运载火箭的侧面连接进行发射。在返回地球时，航天飞机通常采用滑行着陆的方式，因此它们通常采用类似于传统飞机的机翼结构。
寻航天飞机详细结构图
美国航天飞机是追求航天运载工具重复使用的产物，因此是一种特殊的航天运载工具。它的轨道器在轨道上运行，执行航天器任务，如对天地观测。同时，轨道器上的密封舱和生命保障设备赋予了其载人航天器的功能。美国航天飞机由轨道飞行器、外挂燃料箱和固体火箭助推器三大部分组成。轨道器，简称轨道器，是美国航天...
航天飞机的工作原理
航天飞机完成任务返回地面远比升空时的难度与危险性要大。当轨道飞行器返回地球重入大气层时，它必须十分精确地调整好自己的状态和角度。由于机身与空气的剧烈摩擦，其外部可产生1500摄氏度的高温，如果没有防护装置，飞机将会熔化。所以，在航天飞机的外表覆盖了一层大小形状不同的黑色光亮的硅酸盐纤维瓷片...