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航天飞机如何工作

经过:Craig Freudenrich博士

班车返回地球

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航天飞机的重量,空白
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成功返回地球而且着陆,数十种事情必须正确。

首先,必须将轨道器操纵到适当的位置。这对于安全着陆至关重要。

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当一项任务完成并且班车从着陆点(肯尼迪航天中心,爱德华兹空军基地)到世界各地的一半时,任务控制使该命令回家,这促使船员到:

  1. 关闭货舱门。在大多数情况下,他们一直在鼻子前和颠倒,因此他们将RCS推进器开火,以首先转动轨道尾巴。
  2. 一旦轨道器首先尾巴,机组人员就会发射OMS发动机,使轨道降低并落回地球。航天飞机到达高层大气需要大约25分钟。
  3. 在此期间,机组人员发射了RCS推进器,将轨道器俯仰,以使轨道底部面对大气(约40度),然后首先移动鼻子。
  4. 最后,他们将向前RCS燃烧剩余的燃料作为安全预防措施,因为该区域遇到了最高的重新进入热量。

由于它以约17,000 mph的速度(28,000 km/h)移动,因此轨道击中了空气分子并从摩擦(约3000度F或1650度C)中积聚热量。轨道覆盖有陶瓷绝缘材料,旨在保护其免受这种热量。材料包括:

  • 机翼表面和底面的增强碳碳(RCC)
  • 高温黑色表面绝缘砖在上部机身和窗户周围
  • 上有效载荷门,上翼和中/船尾机身的一部分,上有效载荷门上的白色Nomex毯子
  • 其余区域上的低温白色表面瓷砖

重新进入轨道器的操纵

这些材料旨在吸收大量热量,而不会极大地升高其温度。换句话说,它们的热量很高。在重新进入期间,船尾转向喷气机有助于保持轨道运动的40度态度。围绕轨道的大气的热电离气体可防止无线电与地面通信约12分钟(即电离停电)。

当重新进入成功时,轨道轨道会遇到大气的主要空气,并能够像飞机。轨道器的设计是由带回“三角洲”翅膀的抬起车身设计设计的。通过这种设计,轨道可以使用一个小的机翼区域产生升力。此时,飞行计算机飞行轨道。轨道制造一系列S形,银行的转变以降低其下降速度,因为它开始对跑道的最终方法。指挥官接一个收音机当轨道机距离着陆点约140英里(225公里)时,跑道(战术空气导航系统)的灯塔(战术空气导航系统)高150,000英尺(45,700 m)。航天飞机的着陆计算机在25英里(40公里)的外面放弃了控制指挥官的控制权。指挥官将航天飞机驶过一个虚构的圆柱体(直径18,000英尺或5,500 m),以将轨道带与跑道上并降低高度。在最后的进近期间,指挥官将下降角度浸入减去2​​0度(比商用客机的下降近7倍)。

航班飞行路径

当轨道器位于地面上方2,000英尺(610 m)时,指挥官向上拉鼻子以减慢下降速度。飞行员部署了起落架,轨道器会触摸。指挥官刹车轨道和垂直尾部的速度制动器打开。从背面部署降落伞以帮助停止轨道。降落伞和尾巴上的速度制动会增加轨道上的阻力。轨道轨道大约在跑道沿途四分之三的中途停止。

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航天飞机轨道触摸
照片由NASA提供

着陆后,船员们进行了关闭程序,以降低航天器。这个过程大约需要20分钟。在这段时间里,轨道器正在冷却和有害气体,这些气体是在重新进入的热量中产生的。一旦轨道电源下电,机组人员就会离开车辆。地面船员正准备开始为轨道器服务。

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部署的降落伞以帮助阻止轨道登陆
照片由NASA提供
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登陆后刚好维修轨道
照片由NASA提供

班车的技术正在不断更新。接下来,我们将研究班车的未来改进。

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