(2)1903年，萊特兄弟成功研制出世界上第壹架動力飛機，實現了人類長久以來的飛行夢想。20世紀初，環流和升力理論的建立為低速飛機的設計奠定了基礎，使比空氣重的飛機成為現實。從20世紀40年代中期到50年代，可壓縮氣體動力學理論的迅速發展，特別是跨音速面積律和後掠翼新概念的發現，幫助人們突破了“音障”，實現了跨音速和超音速飛行。50年代中期，性能優越的第壹代戰鬥機研制成功，如美制F86和F100，蘇聯制Mig15和Mig19。第二次世界大戰期間，對軍事航空的需求以及導彈武器的出現和使用促使人們追求更高的速度。自20世紀50年代以來，超音速空氣動力學開始了壹個新的時期。性能更先進的第二代戰鬥機相繼投入使用，如F4、美國的F104、蘇聯的Mig21、法國的Mig23、幻影3等。
(3)1957年蘇聯發射了世界上第壹顆地球衛星，1961年發射了第壹艘載人飛船“東方號”，被認為是太空時代的開始。20世紀60年代後，蘇聯和美國相繼研制了壹系列載人飛船，如:俄羅斯載人飛船“東方號”、“升天號”、“聯盟號”；美國水星、雙子座、阿波羅等。20世紀70年代，各國出現了空天飛機研發熱潮。1981年，美國成功發射了世界上第壹架航天飛機“哥倫比亞”號。俄羅斯也在1988年發射了暴雪號航天飛機。在航空方面，重點是發展高性能作戰飛機、超音速客機、垂直/短距起落飛機和可變後掠翼飛機。70年代以後，第三代高機動戰鬥機相繼問世，如美國的F15和F16，蘇聯的Su27和Mig29，法國的幻影2000。
(4)航天飛機可重復使用，有效載荷能力強。最初的想法可以大大降低發射成本。但在實際使用中發現，航天飛機的研制成本非常高，每次發射成本都超過了之前的預測，故障率也比較高。2003年，美國“哥倫比亞”號航天飛機墜毀後，美國意識到，未來迫切需要研發新型空天飛行器進入太空，控制太空，進行太空探索，向空間站運送人員和貨物。
(5)早在20世紀90年代初，美國就開始實施國家空天飛機的發展計劃(NASP)。該項目從1982開始，由於超燃沖壓發動機作為動力系統的技術儲備在高超音速馬赫數範圍內不足，短時間內難以突破其技術關鍵，不得不在1994下馬，歷時10多年，耗資30多億美元。此後，美國國家航空航天局開始實施新的HyperX計劃，該計劃有三個主要目標:壹是對所采用的設計方法進行飛行驗證；第二，繼續開發以超燃沖壓發動機為動力的飛機設計工具；三是降低空氣動力學、推進系統和結構/發動機/結構壹體化預測不準確可能帶來的風險。1996年，開始研發由火箭提供動力的空間飛行器X33和X34。由於對新型輕質材料的強度、韌性、耐熱性研究不足，也在2001年3月公布。
(6)2006 54 38+0年6月，以超燃沖壓發動機為動力的空天飛行器X43A首次試飛。當飛行速度達到Ma=1時，由於助推器失控，飛機在離開B52艦載機時偏離預定軌道，不得不被引爆撞碎。
(7)2004年3月27日，X43A試飛成功。以超燃沖壓發動機為動力的飛行器可控飛行速度達到8000公裏/小時(Ma=7)，飛行持續時間8秒，飛行高度達到28000米。X43A只是壹個實驗性的飛行器，到實際使用時還有很多問題，比如超燃沖壓發動機的熱防護。目前X43A采用的是熱沈冷卻設計，而進氣唇口是打開的，全損耗水冷。這種冷卻技術可以維持大約10秒的飛行時間。時間長了，散熱是個大問題。另外，如果使用更實用的碳氫燃料，點火比氫氣困難得多。進壹步提高飛行Ma數也面臨更多的困難。
(8)近年來，美國、俄羅斯等國從未停止對空間技術的研究和探索。在2004年6月5438+10月公布的新太空計劃中，美國提出在2010年前研制新壹代“載人探索飛船”(CEV)。壹次可將壹批宇航員和設備送上太空或月球，使載人飛船的功能得到顯著提高。俄羅斯還在2004年3月宣布，它正在開發新壹代的航天器，稱為“太空快船”，以取代舊的聯盟號。其飛行重量是聯盟號的兩倍，可搭載6名宇航員，可重復使用25次以上。據說只要開發資金能及時到位，五年就能建成。
(9)美國國防部也已宣布將研制可重復使用的“跨大氣層空天飛行器”，認為它將成為未來最重要的新型空天飛行平臺，可為21世紀的空天運輸和攻防對抗提供非常寶貴的能力。與目前使用的飛船、航天飛機相比，在發射成本、維修性、重復使用、飛行性能等諸多方面都有突出的優勢。它可以代替運載火箭發射價格低廉、可靠性高的衛星，也可以代替飛船或航天飛機在天地之間往返運送人員和貨物。軍事方面，可以快速靈活進入太空，實現兩小時內“全球到達”，完成偵察和作戰任務，還可以作為各種天基作戰武器的發射平臺，還可以長期在軌運行，執行空間預警和作戰指揮。
(10)此外，美國、俄羅斯和歐洲在太空探索和空間站建設方面也做了大量工作。除了探索月球，太空探索還發射了壹系列行星探測器，飛往火星、金星、土星、木星等。自1962年蘇聯發射“火星1”探測器以來，人類已向火星發射了30多次探測器，2/3失敗。2003年6月至7月，美國先後發射了勇氣號和機遇號火星探測器。半年後，它於2004年6月成功登陸火星，現在已經向地球發回了大量極其珍貴的信息。空間站建設方面，由美國、俄羅斯、日本、加拿大等16個國家共同建設的國際空間站，由6個實驗艙、1個生活艙、3個節點艙、平衡系統、供電系統、服務艙和運輸系統組成，總重量500噸，可容納7-15名航天員同時在太空工作。該工程於1998年開工，預計投資500億美元，工作年限超過15年。原計劃2006年完工，現在看來進度要延遲了。在壹個國家綜合國力的構成中，航天技術占有非常重要的地位，是國家實力和科技水平的象征。縱觀近年來發生的多次局部戰爭，無壹不是從空襲開始的。除了陸地和海洋，來自空中和太空的攻擊將成為國家安全最嚴重的威脅。
以伊拉克戰爭為例。2003年，美、英等國出動飛機18000架，首次使用先進的F/A 18e/F戰鬥機。充分利用空天地壹體化信息系統的強大支撐，空戰武器平臺的信息化水平高於以往任何壹場戰爭，* * *投下近3萬枚炸彈，其中制導炸彈和導彈占68%。由於掌握了制空權和制空權的絕對優勢，薩達姆政權在不到四周的時間內被推翻，死亡人數只有115，這充分說明了制空權和制空權在現代戰爭中的作用。
空天優勢是未來高技術戰爭條件下奪取勝利的戰略制高點。早在20世紀60年代，美國總統肯尼迪就說過，“誰控制了太空，誰就控制了地球。”美國太空司令部1998年出版的《願景2020》和1999年出版的《美國國防部最新太空政策》都提出要“發展控制太空的能力”。未來20年，大力發展航天技術，提高“進入、利用和控制太空”的能力，將成為確保國家安全和國際地位的最重要問題。
航天技術的發展對國民經濟和社會進步具有極其重要的作用，它的發展極大地提高了人們的生活質量。以民航的發展為例:自20世紀60年代以來，隨著150座以上噴氣客機的出現，航空運輸成為人類運輸中的重要運輸方式。世界航空客運每10年增長1.6萬億人公裏，貨運周轉量年均增長率達到5% ~ 7%。到2020年，世界航空客運量預計將達到6.4萬億人公裏。從2001到2020年，全球航空公司對大型噴氣式飛機的總需求將超過1.8萬架，總價值將超過1.4萬億美元。中國是世界上民航運輸發展最快的地區之壹。從65438到0999，中國民航年運輸總周轉量和旅客周轉量已經上升到世界第九位和第六位。2003年，全國通航機場126個，飛機起降265438+萬架次，旅客吞吐量170萬人次，貨郵吞吐量520萬噸。空運是現有運輸方式中最安全的。2003年全球共發生空難162起，死亡1204人，達到1945年以來的最低值。其中企業經營發生事故25起，死亡677人。
航天技術還與國民經濟、社會發展和人民生活密切相關。人們正在廣泛享受空間技術的成果，如衛星廣播與通信、氣象觀測與預報、衛星導航與定位、地球資源調查、生物育種、材料制備、藥物合成等。以氣象衛星為例。現在世界上有幾十顆氣象衛星，形成了壹個全球性的觀測網絡。120個國家建立了氣象衛星數據接收和利用服務站，全天候觀測和預報大氣環境變化，對臺風、暴雨、洪水、幹旱等自然災害做出及時準確的預報，大大減少了人員傷亡和財產損失。自1988以來，我國已發射了7顆風雲系列氣象衛星，衛星數據在我國的天氣預報、氣象研究、農業規劃和災害監測等方面發揮了重要作用。空間育種是空間技術的另壹個重要應用領域。利用高真空、高潔凈度、微重力、各種宇宙射線、重離子、交變磁場等空間環境的特點，進行誘變育種，使株型、穗型、果型發生變化，產量大幅提高，展現出非常誘人的前景。
3.航天技術未來展望進入21世紀後，世界先進國家更加重視航天技術的發展。可以預見，在未來十年或更長時間內(2020年前)，航天技術必將有更大的發展。正在研制和有可能進入型號研制的空天飛行器主要包括:高機動作戰飛機、可重復使用的高超音速空天飛行器、大型高速民用飛機和軍用運輸機、新壹代戰略戰術作戰武器、軍用/民用衛星、空間實驗室、無人偵察作戰飛機、武裝直升機、地效飛行器、微型飛行器、智能控制可變形狀飛行器以及激光、動能等新概念武器。
據“天翼1”預測，未來十年，由於空氣動力學的發展，飛機的阻力將下降15%~20%，由於材料和設計技術的進步，飛機的結構重量將下降20%，由於部件可靠性和制造技術的提高，飛機的事故率將下降80%。新壹代軍機將具備超音速巡航、過失速機動、短距起降、隱身等能力，裝備更先進的電子武器系統，作戰能力將比現有飛機提高10倍；民用飛機將朝著更大、更快、更安全、更經濟、環境汙染更少的方向發展。500~1000座的民用飛機有望投入使用。在太空，包括運載火箭、衛星、可重復使用的跨大氣層飛行器和太空作戰飛機在內的太空運輸系統將朝著高速、高機動性、高可靠性、高隱身、精確打擊、按需實時發射、可靠進入太空、快速部署、擴展和維護、低成本、功能強和可重復使用的方向發展。控制空間將成為未來高技術戰爭條件下的戰略制高點。要控制太空，首先要能進入太空。因此，發展進入太空的交通工具是壹項緊迫的任務。遠程、縱深、精確打擊將成為進攻力量的主體；迫切需要建立全方位、多層次、靈活快速反應的空天防禦體系。
四。中國航天技術面臨挑戰20世紀50年代新中國成立後不久，航天事業的發展受到黨和國家的高度重視。1956制定的《中長期科學和技術發展規劃綱要》將火箭及推進技術列為七大重點工程之壹。50年來，中國航天事業發展迅速，取得了巨大成就。航空方面，1954首飛成功，1956國產殲5噴氣式飛機首飛，1960中國研制的強5飛機，1984中國研制的殲8飛機首飛。近年來，我國自行研制成功J-10飛機，戰術技術性能達到國外現役第三代戰鬥機水平。
在太空，1960年中國自己的彈道導彈發射成功，開啟了中國航天的新紀元。1965 165438+10月DF1中近程彈道導彈研制成功，1966 65438+2月我國研制的DF2中型導彈試射成功，1970年我國第壹顆人造地球衛星發射成功。1970年4月，長征1運載火箭發射成功，到80年代中期，已初步形成系列。經過40年的努力，我們成功研制了多種運載火箭，發射了70多艘航天器，包括近地衛星、地球同步、太陽同步和載人飛船。1990進入國際商業衛星發射市場，成功發射20多顆國外衛星。中國在太空飛行方面取得了令人矚目的成就。1992年，我國開始發展載人航天，確定載人航天從載人飛船開始。
1992年9月，中國載人航天工程立項並開始實施。經過7年的論證、研究、設計、建造、試驗，1999165438年10月20日，“神舟1”飛船發射升空，在太空正常運行1天後，準確降落在預定區域。“神舟1”至“神舟四號”飛船的飛行試驗積累了大量實踐經驗，為載人飛行奠定了基礎。2003年，神舟五號於6月5438+10月65438+5月成功發射(圖26)，中國首次實現載人航天。6月65438+10月65438+2003年6月，“神舟五號”成功返回地面，首次載人航天飛行取得圓滿成功。
圖26“神舟五號”成功發射圖27“神舟五號”成功返回。
此外，2000年，中國建成了由兩顆衛星組成的區域北鬥導航試驗衛星系統。2003年5月26日，我國在西昌衛星發射中心成功將第三顆北鬥1導航定位衛星送入太空，這標誌著我國成功建立了自己的衛星導航系統——第壹代北鬥衛星導航定位系統。
在空間探測方面，中國與歐洲航天局合作的“雙星計劃”利用兩顆軌道相交的衛星進行大規模磁層空間同步探測。雙星將與歐洲航天局發射的四顆衛星“團星二號”壹起，組成首個從太陽到地球空間的六點立體探測系統。這是中國與歐洲航天局合作的第壹個科學探測衛星項目，也是中國航天史上第壹個真正意義上的太空探測計劃。
關於中國航天事業的未來發展，國家航天局發布的《中國航天白皮書》宣布，中國將在未來10年或更長時間內，大力發展能夠長期穩定運行的對地觀測衛星系統；建立獨立的衛星廣播通信系統和導航定位衛星系統；建立新的科學探測和技術試驗衛星系統；進壹步發展載人航天技術、空間實驗室、探月與深空探測技術、載人航天與天地往返運輸系統、天地壹體化信息系統。軍事航天(各種偵察、通信、導航衛星等航天器)和空天作戰武器也將在巨大需求的推動下大發展。
2003年3月1日，中國國家航天局宣布啟動探月工程，命名為“嫦娥工程”。經過半個世紀的航天技術努力，中國實施該計劃的時機和條件已經成熟，探月路徑已經確定，壹些關鍵技術也取得了突破。預計兩年內，中國將發射壹顆繞月探測衛星。
可重復使用航天器因其在發射成本、發射準備周期、有效載荷能力和運行效率等方面的優勢，引起了全世界的關註。中國也在積極開展這方面的研究工作。
未來空天飛行器平臺的顯著特點是將采用大升阻比的升力體構型。其結構超輕、高強度、功能/結構壹體化，具有最先進的高超聲速動力系統、結構熱防護系統、控制系統和安全保障系統。這類飛行器復雜的外形和飛行環境造成了壹系列極其復雜的流動現象，如激波、分離、旋渦、湍流、化學反應和等離子體流動、力、熱、光和電磁多場耦合等。它們獨特的服役條件和特定的作戰任務要求導致了壹類挑戰現有科學知識的新課題，如:強-短時載荷耦合效應、高應變率和高溫升速率與結構的非平衡耦合效應、智能材料與結構、智能自主控制技術、微流體力學和微系統動力學等。
動詞 （verb的縮寫）結論265438+20世紀前50年，航天技術的發展將與20世紀上半葉的航空非常相似。未來幾年，在強大的空/天/地綜合信息系統的支持下，戰爭將是全方位、縱深化、立體化的，將過去傳統的單壹武器獨立作戰模式變為海、陸、空、天、電五位壹體，攻防壹體的體系對抗。從空(空)戰支援向空(空)戰發展，實施空(空)對地遠程精確打擊，將逐漸成為壹種戰略行為。這些都對航天技術的發展提出了許多嚴格的要求。
航天技術是壹個涉及多學科的高科技領域，航天飛行器研制面臨的基礎關鍵技術問題也是多方面的。我們現有的科學技術基礎還不足以圓滿解決各種復雜困難的問題。加強基礎理論研究，不斷改善和提高地面模擬實驗、數值計算和理論分析能力，仍然是壹項緊迫的任務。這裏，我們要特別強調基礎研究和工程應用有機結合、協調發展的重要性。航天工業作為高技術產業，在基礎研究方面應該走在前列。
要“以人為本”，鼓勵創新，大力創造鼓勵創新的主客觀條件和寬松環境，積極培養大批優秀青年航天科技人才。繼承和發揚“兩彈壹星”和“載人航天”精神，為加快中國航天事業發展而努力！