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挑战者号航天飞机,美国挑战者号爆炸全过程

2015-05-31 | 人围观 | 评论:暂无评论

美国挑战者号航天飞机概述

挑战者号航天飞机

挑战者号航天飞机是继美国正式使用的第二架航天飞机,第一架是哥伦比亚号航天飞机。挑战者号在开发的初期是用作高拟真结构测试体,代号为STA-099,但是在挑战者号顺利完成测试任务之后,便被改装成为了正式的航天飞机,代号为OV-099,并于1983年4月4日开始首次航行任务。

挑战者号是以早期的研究船名作为命名的,美国的航天飞机都如此。1986年1月28日,挑战者号航天飞机在进行第十次太空任务的时候,由于火箭推进器上的一个O形环失效,在升空后的73秒钟爆炸解体坠毁,当时在航天飞机太空舱中的7名宇航员全部罹难。

当时全美都在电视直播这一项航天飞行任务,航天飞机的爆炸让所有的美国人非常惊讶,所有人都十分悲痛,而此次航天飞机失事的原因竟然是早有预期的!

挑战者号研究工程

下面我们先来看看挑战者号航天飞机的研究全过程:

STA-099

1972年7月26日 - 签约

1975年11月21日 - 开始乘客舱模组的结构组装

1976年6月14日 - 开始后段机身的结构组装

1977年3月16日 - 机翼自格鲁曼(Grumman)公司送抵位于加州棕榈谷(Palmdale, CA)的洛克威尔工厂

1977年9月30日 - 开始最后组装

1978年2月10日 - 完成最后组装

1978年2月14日 - 在棕榈谷驶出棚厂,正式亮相

OV-099

1979年1月5日 - 签约

1979年1月28日 - 开始乘客舱模组的结构组装

1980年11月3日 - 开始最后组装

1981年10月23日 - 完成最后组装

1982年6月30日 - 在棕榈谷驶出棚厂,正式亮相

1982年7月1日 - 以陆运方式将航天飞机自棕榈谷送至爱得华

1982年7月5日 - 空运至肯尼迪太空中心(Kennedy Space Center,KSC)

1982年12月19日 - 进行飞行准备点火

1983年4月4日 - 首次飞行(STS-6)

由于当时的计算机技术有限,挑战者号航天飞机是通过软件仿真来测试航天飞机机械负荷于热负荷的,计算虽然十分精准,但是毕竟只是仿真。挑战者号的机翼部分也是经过相当程度的改良和强化,都是参照之前进行的实机测试。

1981年美国哥伦比亚号航天飞机首航成功,挑战者号的研究也是参照了哥伦比亚号的实际飞行情况制造和测试的。挑战者号的空重为70552kg加上 主发动机后重79500kg,比哥伦比亚号航天飞机约轻了1311kg。挑战者号飞行次数:10次, 绕行地球987圈在太空中总共停留69天。

挑战者号在1972年完工启用时,主要的功能并非实际担负往返地球与外太空之间的轨道运具功能,而是美国的建造计划初期,用来测试机身结构安全性的 高拟真结构测试体(编号STA-099),由洛克威尔(Rockwell)公司制造,在1978年2月4日送抵洛克希德(Lockheed)42号工厂, 开始进行实际的结构测试。之所以需要这种测试,是因为太空舱本身虽然是一种需要承受极大外力的飞行工具,但考虑到当年的电脑技术有限,工程师们并没有把握 光靠软体模拟就能将太空梭在受到机械负荷与热负荷情况下的表现,计算到非常精准的程度。

挑战者号航天飞机

为了安全,唯一的解决方法就是用真的太空舱进行测试分析,这也是挑战者号被制造出来的原因。 STA-099在一个由256架油压千斤顶所组成的43吨重测试仪中,进行了为期11个月的测试与分析,这些千斤顶能在836个不同的部位上施加荷重。在 电脑的控制下,能够逼真的模拟出太空仓在发射、爬升、绕行轨道、重返大气层与降落时所受到的各种力量,其中,太空梭主引擎启动时的庞大推力是由三具100 万磅(约450公吨)推力的液压汽缸来模拟。 在洛克威尔公司当初获得的那纸26亿美元合约中,该公司需负责制造一对静态测试体(也就是主推进器测试体MPTA-098与结构测试体STA-099), 以及两架初期飞行测试载具(也就是OV-101与OV-102)但在1978年达成的一项决议中,决定不将用来作为迫近与降落测试(Approach and Landing Test,ALT)用途的企业号太空舱改装成可以实际使用的的轨道载具,使得真正可以执行任务的轨道载具剩下了哥伦比亚号而已。因此在1979年1月29 日时,NASA与洛克威尔补签了一张合约将挑战者号(当时编号STA-099)从测试载具的状态改装成真的可以执行太空任务的轨道载具OV-099。 STA-099在1979年11月7日被送回原制造商洛克威尔,改装工程也从那时开始,要将挑战者号由测试用途改装成任务用途的工程规模比较单纯,但挑战 者号然然躲不掉整架被拆解开来再重新组装的命运这主要是因为,原本的挑战者号上装置的是一个模拟用的乘客舱因此工程师得将整个太空舱的前半段机身拆开才有 办法取出模拟舱,放入真正有功能的乘客舱模组。

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