哈工大航天学院课程-空间飞行器动力学与控制-第1课-绪论PPT文档格式.ppt

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NASA的阿波罗17号拍摄。

月圆月缺陨石空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论l银河系：

是太阳系所在的恒星系统，包括一二千亿颗恒星和大量的星团、星云，还有各种类型的星际气体和星际尘埃。

它的总质量是太阳质量的1400亿倍。

猎户座中的马头星云B33，它是个暗星云。

美国基特峰国家天文台的0.9米望远镜摄于1994年12月28日小麦哲伦云中新生的超亮恒星。

这类恒星的寿命很短，对于宇宙时间尺度来说只是一眨眼的功夫。

银河系空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论仙女座（Andromeda）星系。

直径16万光年，距离220万光年，是一个比我们银河系更大的河外星系，也是本星系群的成员之一。

l河外星系：

位于银河系之外、由几十亿至几千亿颗恒星、星云和星际物质组成的天体系统椭圆星系半人马A射电源。

此星系大约是在10亿年前，由两个星系面对面碰撞后形成的。

空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论如何实现航天探索？

真正的航天飞行历史是从火箭技术的发展开始的。

追溯源头，中国是最早发明火箭的国家。

“火箭”这个词在三国时代（公元220280年）就出现了。

不过那时的火箭只是在箭杆前端绑有易燃物，点燃后由弩弓射出，故亦称为“燃烧箭”。

二、人类早期的航天探索空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论随着中国古代四大发明之一的火药出现，火药便取代了易燃物，使火箭迅速应用到军事中。

公元10世纪唐末宋初就已经有了火药用于火箭的文字记载。

真正靠火药喷气推进而非弩弓射出的火箭的外形被记载于明代茅元仪编著的武备志中，见下图。

空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论这种原始火箭虽然没有现代火箭那样复杂，但已经具有了战斗部（箭头）、推进系统（火药筒）、稳定系统（尾部羽毛）和箭体结构（箭杆），完全可以认为是现代火箭的雏形。

中国古代的火箭空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论中华民族不但发明了火箭，而且还最早应用了串联（多级）和并联（捆绑）技术以提高火箭的运载能力。

明代史记中记载的“神火飞鸦”就是并联技术的体现；

“火龙出水”就是串、并联综合技术的具体运用，如图所示。

火龙出水空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论世界上第一个试图乘坐火箭上天的“航天员”也出现在中国。

相传在14世纪末期，中国有位称为“万户”的人，两手各持一大风筝，请他人把自己绑在一把特制的座椅上，座椅背后装有47支当时最大的火箭（又称“起火”）。

他试图借助火箭的推力和风筝的气动升力来实现“升空”的理想。

“万户”的勇敢尝试虽遭失败并献出了生命，但他仍是世界上第一个想利用火箭的力量进行飞行的人。

今天，为了纪念这位传奇式的人物，国际上将月球表面东方海附近的一个环形山以“万户”命名。

空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论1314世纪，中国的火箭技术与其他火药兵器一同传到阿拉伯国家和印度，后又传入欧洲。

至18世纪后期，印度军队在抗击英国和法国军队的多次战争中就曾大量使用火药火箭并取得了成功结果，由此推动了欧洲火箭技术的发展。

曾在印度作战的英国人康格里夫（WilliamCongreve）在19世纪初对印度火箭作了改进，他确定了黑火药的多种配方，改善了制造方法并使火箭系列化，最大射程可达3km。

这些初期火箭的原理都成为了近代火箭技术的最初基础。

空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论真正的近代火箭的出现是在第二次世界大战真正的近代火箭的出现是在第二次世界大战时的德国。

时的德国。

1942年年10月月3日，德国首次成功地发日，德国首次成功地发射了人类历史上第一枚弹道导弹射了人类历史上第一枚弹道导弹V-2（A4型型），并于，并于1944年年9月月6日首次投入作战使用。

第二次日首次投入作战使用。

第二次世界大战期间，先后大约有世界大战期间，先后大约有4300多枚多枚V-2导弹袭导弹袭击了英国、荷兰安特卫普港和其他目标，破坏严击了英国、荷兰安特卫普港和其他目标，破坏严重。

重。

三、国外现代航天器的发展过程空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论V-2是单级液体火箭，全长14m，质量为13t，箭体直径1.65m，最大射程320km，发动机熄火高度96km，飞行时间约320s，有效载荷约1t。

V-2的设计虽不尽完善，但它却是人类第一件向地球引力挑战的工具，成为航天技术发展史上的一个重要里程碑。

V-2火箭空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论1957年10月4日，前苏联用“卫星”号运载火箭把世界上第一颗人造地球卫星“斯普特尼克1号”送入太空，卫星呈球形，外径0.58m，外伸4根条形天线，质量83.6kg，它是世界上第一个人造天体，它的发射成功标志着人类活动范围的又一飞跃。

第一颗人造地球卫星“斯普特尼克1号”空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论1961年4月12日，前苏联成功地发射了第一艘“东方号”载人飞船，尤里加加林成为人类第一位航天员，揭开了人类进入太空的序幕，开始了世界载人航天的新时代。

前苏联“东方号”载人飞船人类首位航天员尤里加加林空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论1962年8月27日，美国发射的“水手2号”探测器第一次成功飞越金星。

它是世界上第一只成功的星际间探测器。

“水手2号”探测器空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论1966年1月，前苏联两艘载人飞船第一次在轨道上成功交会对接，并实现了两位航天员从一艘飞船向另一艘飞船的转移。

前苏联“联盟号”载人飞船前苏联“上升号”载人飞船空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论1971年4月19日，前苏联“礼炮1号”空间站入轨成功，其质量约18t，总长14m，轨道高度200250km，轨道倾角51.6，成为人类第一个空间站。

“礼炮1号”空间站空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论美国“哥伦比亚号”航天飞机1981年4月，世界上第一架垂直起飞、水平着陆、可重复使用的美国航天飞机“哥伦比亚号”试飞成功，标志着航天运载器由一次性使用的运载火箭转向重复使用的航天运载器的新阶段，标志着人类在空间时代又上了一层楼，进入了航天飞机时代。

空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论1988年11月15日，前苏联的暴风雪号航天飞机从拜科努尔航天中心首次发射升空，47分钟后进入距地面250公里的圆形轨道。

它绕地球飞行两圈，在太空遨游三小时后，按预定计划于9时25分安全返航，准确降落在离发射点12公里外的混凝土跑道上，完成了一次无人驾驶的试验飞行。

空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论人类自20世纪60年代开始探测火星的尝试。

大约半数火星探测任务成功。

2008年05月25日，美国“凤凰”号火星探测器成功降落在火星北极区域，其核心任务是寻找水和生命痕迹。

2008年11月，凤凰号与地面控制中心失去联络。

“凤凰”号挖掘臂挖掘火星土壤的情景空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论美国未来火星探测计划美国国家航空航天局与麻省理工学院合作的火星科学实验室将于2009年12月启程前往火星；

在2011年，将进行第二次火星侦察任务。

美国的火星样本取回任务计划将于2013年实施，计划于2016年将半千克左右的火星土壤和岩芯样本送回地球作进一步研究。

在第58届国际宇航联合会大会上，美国宇航局宣布计划在2037年派宇航员登上火星。

空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论继1970年4月24日首颗卫星“东方红一号”发射成功以来，我国航天技术的发展和应用取得了巨大的成就。

东方红一号四、国内现代航天器的发展过程空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论1975年11月，第一颗返回式遥感卫星从酒泉卫星发射中心发射升空，使我国成为继美、苏之后，世界上第三个掌握卫星回收技术的国家。

我国第一颗返回式遥感卫星发射现场空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论1984年4月，我国第一颗中等容量地球静止轨道通信卫星“东方红二号”发射成功，迎来了我国卫星通信的新时代，使中国成为世界上第五个独立研制和发射静止轨道卫星的国家。

东方红二号空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论1988年9月，第一颗气象卫星“风云一号”发射成功。

到2007年底，我国已成功发射了4颗极轨气象卫星和3颗静止轨道气象卫星，成为继美国和苏联/俄罗斯后第三个拥有极轨道和静止轨道两个系列气象卫星的国家。

风云二号空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论1999年11月20日我国成功发射了第一艘试验飞船“神舟号”，在载人航天领域迈出了坚实的一步神舟号第一艘试验飞船飞行成功空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论2003年10月15日，我国首位航天员杨利伟乘坐的“神舟”五号载人飞船，在酒泉卫星发射中心成功升空。

10月16日，“神舟”五号载人飞船在内蒙古主着陆场成功着陆，标志着我国首次载人航天飞行获得圆满成功。

神州五号载人飞船航天英雄杨利伟空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论我国首个空间实验室：

天宫一号于2011年9月29日在酒泉卫星发射中心发射，飞行器全长10.4米，最大直径3.35米，由实验舱和资源舱构成。

天宫一号空间飞行器动力学与控制空间飞行器动力学与控制第一课第一课绪论绪论2011年11月3日，天宫一号与神舟八号飞船在太空中成功完成“天神