浩劫重生
时间:2023-05-28 来源: 作者:老螃蟹
1802年,天文学家奥伯斯(h.olbere)在同一区域内又发现另一小行星,随后命名为智神星(pallas)。威廉·赫歇尔就建议这些天体是一颗行星被毁坏后的残余物。到了1807年,在相同的区域内又增加了第三颗婚神星和第四颗灶神星。由于这些天体的外观类似恒星,威廉·赫歇尔就采用希腊文中的语根aster-(似星的)命名为asteroid,中文则译为小行星。
拿破仑战争结束了小行星带发现的第一个阶段,一直到1845年才发现第五颗小行星义神星。紧接着,新小行星发现的速度急速增加,到了1868年中发现的小行星已经有100颗,而在1891年马克斯·沃夫引进了天文摄影,更加速了小行星的发现。1923年,小行星的数量是1,000颗,1951年到达10,000颗,1982年更高达100,000颗。现代的小行星巡天系统使用自动化设备使小行星的数量持续增加。
计算证实
在小行星带发现后,必须要计算它们的轨道元素。1866年,丹尼尔·柯克伍德宣布由太阳算起,在某些距离上是没有小行星存在的空白区域,而在这些区域上绕太阳公转的轨道周期与木星的公转周期有简单的整数比。柯克伍德认为是木星的摄动导致小行星从这些轨道上被移除。
在1918年,日本天文学家平山清次注意到小行星带上一些小行星的轨道有相似的参数,并由此形成了小行星族。到了1970年代,观察小行星的颜色发展出了分类的系统,三种最常见的类型是c-型(碳质)、s-型(硅酸盐)和m-型(金属)。2006年,天文学家宣布在小行星带内发现了彗星的族群,而且推测这些彗星可能是地球上海洋中水的来源。
在太阳系形成初期,因吸积过程的碰撞普遍,造成小颗粒逐渐聚集形成更大的丛集,一旦聚集到足够的质量(即所谓的微星),便能用重力吸引周围的物质。这些星子就能稳定地累积质量成为岩石行星或巨大的
小行星ida和它的卫星,伽利略号探测器拍摄
气体行星。小行星带的形成之谜不知道何时才能破解。不过,越来越多的天文学家认为,小行星记载着太阳系行星形成初期的信息。因此,小行星的起源是研究太阳系起源问题中重要的和不可分割的一环。
关于形成的原因,比较普遍的观点是在太阳系形成初期,由于某种原因,在火星与木星之间的这个空挡地带未能积聚形成一颗大行星,结果留下了大批的小行星。
目前被认同的行星形成理论是太阳星云假说,认为星云中构成太阳和行星的材料,尘埃和气体,因为重力陷缩而生成旋转的盘状。在太阳系最初几百万年的历史中,因吸积过程的碰撞变得黏稠,造成小颗粒逐渐聚集形成更大的丛集,并且使颗粒的大小稳定的持续增加。一旦聚集到足够的质量—所谓的微星—便能经由重力吸引邻近的物质。这些星子就能稳定的累积质量成为岩石的行星或巨大的气体行星。
在平均速度太高的区域,碰撞会使星子碎裂而抑制质量的累积,阻止了行星大小的天体生成。在星子的轨道周期与木星的周期成简单整数比的地区,会发生轨道共振,会因扰动使这些星子的轨道改变。在火星与木星之间的空间,有许多地方与木星有强烈的轨道共振。当木星在形成的过程中向内移动时,这些共振轨道也会扫掠过小行星带,对散布的星子进行动态的激发,增加彼此的相对速度。星子在这个区域(持续到现在)受到太强烈的摄动因而不能成为行星,只能一如往昔的继续绕着太阳公转,而且小行星带可以视为原始太阳系的残留物。
最早提出的成因解释是爆炸说,是太阳系第十大行星亿万年前的大爆炸分解成了千万颗小行星。这种
小行星mathilde,近地小行星探测器拍摄
理论一下子就解决了两个难题:小行星带的产生和为什么没有第十行星。但这种设想最大的缺陷是行星爆炸的原因说不清楚。也有人认为,木星与火星之间的轨道上本来就存在着5-10颗同谷神星大小相似的体积相对较大的小行星。这些行星通过长时间的相互碰撞逐渐解体,越来越小,越分越多,形成了大量的碎片,也就是我们目前观测到的小行星带。这些解释各有道理,但都不能自圆其说,因而都未形成定论。
浩劫重生 空天飞机
空天飞机是既能航空又能航天的新型飞行器。它像普通飞机一样起飞,以高超音速在大气层内飞行,在30~100公里高空的飞行速度为12~25倍音速,并直接加速进入地球轨道,成为航天飞行器,返回大气层后,像飞机一样在机场着陆。在此之前,航空和航天是两个不同的技术领域,由飞机和航天飞行器分别在大气层内、外活动,航空运输系统是重复使用的,航天运载系统一般是不能重复使用的。而空天飞机能够达到完全重复使用和大幅度降低航天运输费用的目的。
空天飞机能自由往返于天地之间,凡是航天飞机能干的事,它几乎都能胜任。它可以把大的卫星送入地球轨道,一次投放多颗卫星更是它的拿手活儿;它能对在轨道上运行的卫星进行维修或回收,当然也可以对敌国的卫星实施破坏,甚至收为己有;它能向空间站运送或接回宇航员和各种物资;更重要的是它还能执行各种诸如拦截、侦察和轰炸等军事任务,成为颇具威力的空天兵器。
空天飞机飞行速度很快,便于实现全球范围内的快速客运,地球上任何两个城市间的飞行时间都用不了2个小时。美国设计的一种空天飞机,乘客305人,可在32公里高度和1.2万公里航程内巡航,其巡航速度高达5马赫数。尽管航天飞机比起一次使用的运载火箭前进了一大步,但仍有诸如故障频繁,费用昂贵等许多不足。而空天飞机与航天飞机不同,它的地面设施简单,维护使用方便,操作费用低,在普通的大型机场上就能水平起飞和降落,具有一般航线班机的飞行频率。这种飞机的外型与大型客机相似,更多地具有飞机的优点。它以液氢为燃料,在大气层飞行时,充分利用大气中的氧气。加之它可以上百次的重复使用,真正实现了高效能和低费用的优点。据估算,用它发射近地卫星费用只有航天飞机的1/5,而发射地球同步卫星费用则可减少一半。这使空天飞机在即将到来的空间商务竞争中立于不败之地。
60年代初空天飞机(17张),就有人对空天飞机作过一些探索性试验,当时它被称为“跨大气层飞行器”。由于当时的技术、经济条件相差太远,且应用需求不明确,因而中途夭折;80年代中期,在美国的“阿尔法”号永久性空间站计划的刺激下,一些国家对发展载人航天事业的热情普遍高涨,积极参加“阿尔法”号空间站的建造。据估计,空间站建成后,为了开发和利用太空资源。向空间站运送人员、物资和器材等任务每年将达到数千次之多。这些任务如果用一次性运载火箭、载人飞船或航天飞机来完成,那么一年的运输费用将达到上百亿美元。为了寻求一种经济的天地往返运或系统,美、英、德、法、日等国纷纷推出了可重复使用的天地往返运输系统方案。
1986年,美国提出研制代号为x-30的完全重复使用的单级水平起阵的“国家航空航天飞机”,其特点是采用组合式超音速燃烧冲压喷气发动机。英国提出了一种名叫“霍托尔”(或译“霍托克”,意为“水平起落航空航天飞机”)的单级水平起降空天飞机,其特点是采用一种全新的空气液化循环发动机。90年代,他们又提出了一个技术风险小,开发费用低的新方案。德国则提出两级水平起降空天飞机“桑格尔”,第一级实际上相当于一架超音速运输机,第二级是以火箭发动机为动力的有翼飞行器。两级都能分别水平着陆。法国和日本也提出过自己的空天飞机设想。
80年代末,这股空天飞机热达到高潮。也激起了中国航空航天专家的很大兴趣。
美国空军的x-37b空天飞机原型机“轨道试验飞行器1号”将于2010年4月上演处女航。
美国东部时间22日19时52分(北京时间23日7时52分),人类首架空天飞机x-37b搭乘“阿特拉斯-5”型运载火箭发射升空。按计划,x-37b最多可在太空持续飞行270天
发展空天飞机的主要目的是想降低空天之间的运输费用。其途径归纳起来主要有三条:一是充分利用大气层中的氧,以减少飞行器携带的氧化剂,从而减轻起飞重量;二是整个飞行器全部重复使用,除消耗推进剂外不抛弃任何部件;三是水平起飞,水平降落,简化起飞(发射)和降落(返回)所需的场地设施和操作程序,减少维修费用。
但是,经过几年的研究分析,科学家们发规,过去的估计过于乐观。实际上。上述三条途径知易而行难。需要解决的关键技术难度决非短时间内能突破,这些关键技术有:
1、新构思的吸气式发动机
因为,空天飞机的飞行范围为从大气层内到大气层外,速度从0到m=25,如此大的跨度和工作环境变化是目前现有的所有单一类型的发动机都不可能胜任的,从而也就使为空天飞机研制全新的发动机成为整个项目的关键。
众所周知,喷气式发动机需要在大气层中吸入空气,无需携带氧化剂,但无法在大气层外工作,且实用速度较小;而火箭发动机自带氧化剂,可以工作在大气层内外,使用速度范围较广,但携带的氧化剂较笨重,比冲小。目前设想的空天飞机的动力一般为采用超音速燃烧冲压发动机+火箭发动机或涡轮喷气+冲压喷气+火箭发动机的组合动力方式。但超燃冲压发动机的研制上存在相当多的技术问题,而多种发动机的组合方式又使结构变得过于复杂和不可靠。
2、计算空气动力学分析
航天飞机返回再入大气层的空气动力学问题,曾经耗费了科学家们多年的心血,作了约10万小时的风洞试验。空天飞机的空气动力学问题比航天飞机复杂得多。因为飞机速度变化大,马赫数从0变化到25;飞行高度变化大,从地面到几百公里高的外层空间;返回再入大气层时下行时间长,航天飞机只有十几分钟,空天飞机则为l~2小时。
解决空气动力学问题的基本手段是风洞。目前,就连美国也不具备马赫数可以跨越这样大范围的试验风洞。即使有了风洞还需要作上百万小时的试验,那意味着就是昼夜不停地试验,也需要花费100多年的时间。于是,只能求助于计算机,用计算方法来解决,而对那维尔斯托克斯方程的求解目前尚存在许多理论上和计算速度上的问题。
3、发动机和机身一体化设计
空天飞机里安装了空气涡轮发动机、冲压发动机和火箭发动机三类发动机。空气涡轮喷气发动机可以使空天飞机水平起飞。当时速超过2400公里时,就使用冲压发动机,它使空天飞机在离地面60公里的大气层内以每小时近3万公里的速度飞行。如果再用火箭发动机加速,空天飞机就冲出大气层,像航天飞机一样,直接进入太空
当空天飞机以6倍于音速以上的速度在大气层中飞行时,空气阻力将急剧上升,所以其外形必须高度流线化。亚音速飞机常采用的翼吊式发动机已不能使用.需要将发动机与机身合并,以构成高度流线化的整体外形。即让前机身容纳发动机吸人空气的进气道,让后机身容纳发动机排气的喷管。这就叫做“发动机与机身一体化”。
在一体化设计中,最复杂的是要使进气道与排气喷管的几何形状,能随飞行速度的变化而变化,以便调节进气量,使发动机在低速时能产生额定推力,而在高速时又可降低耗油量,还要保证进气道有足够的刚度和耐高温性能,以使它在返回再入大气层的过程中,能经受住高速气流和气动力热的作用,这样才不致发生明显变形,才可多次重复使用。
4、防热结构与材料
空天飞机需要多次出人大气层,每次都会由于与空气的剧烈摩擦而产生大量气动加热,特别是以高超音速返回再入大气层时,气动加热会使其表面达到极高的温度。机头处温度约为1800c,机翼和尾翼前缘温度约为1460c,机身下表面约为980c,上表面约为760c。因此,必须有一个重量轻、性能好、能重复使用的防热系统。
空天飞机的结构材料要求很高。在飞行时,它头部和机翼前缘的表面温度可达2760c。这样,像航天飞机上的防热瓦块式外衣,就不再适用了。科学家们研制了一种新型复合材料来代替,并且在一些特殊部位采用新型冷却装置,避免了高温的伤害。
空天飞机在起飞上升阶段要经受发动机的冲击力、振动、空气动力等的作用,在返回再入阶段要经受颤振、科振、起落架摆振等的作用。在这种情况下,防热系统既要保持良好的气动外形,又要能长期重复使用,维护方便,所以其技术难度是相当大的。
目前的航天飞机,由于受气动加热的时间短,表面覆盖氧化硅防热瓦即可达到满意的防热效果,但对空天飞机则远远不够。如果单靠增加防热层厚度来解决问题,则将使重量大大增加,而且防热层还不能被烧坏,否则会影响重复使用。一个较简单的解决办法是在机头、机翼前缘等局部高温区,使用传热效率特别高的吸热管来吸热,以便把热量转移到温度较低的部位。更好的办法是采用主动式冷却防热系统,也就是把机体结构与防热系统一体化,即把机体结构设计成夹层式或管道式,让推进剂在夹层内或管道内流动,使它吸走空气对结构外表面摩擦所生成的热量。
为了满足空天飞机的防热要求,目前正在研究用快速固化粉末冶金工艺制造纯度很高、质量很轻的耐高温合金。美国已研制出高速固化钛硼合金,它在高温下的强度可达到目前使用的钛合金在室温下的强度,这种合金适宜用来制造机身内层结构骨架。
机头与机翼等温度最高的部位,要求采用碳复合材料,这种复合材料表面有碳化硅涂层,重量轻,耐高温性能好。此外,还需要研究金属基复合材料,例如碳化硅纤维增强的钛复合材料等。这种材料应该兼有碳化硅的耐高温性能,又具有钛合金的高强度特性。
空天飞机技术难度大,所需投资多,研制周期长,所以将来进入全尺寸样机研制,势必也会象空间站那样采取国际合作的方式。
浩劫重生 三线建设(资料)
三线建设,指的是自1964年开始,中华人民共和国政府在中国中西部地区的13个省、自治区进行的一场以战备为指导思想的大规模国防、科技、工业和交通基本设施建设。其开始的背景是中苏交恶与美国在中国东南沿海的攻势。三线建设是中国经济史上又一次大规模的工业迁移过程,其规模可与抗战时期的沿海工业内迁相提并论。由于建设地点都太过偏僻,这种建设方式为后来的企业经营发展造成了严重的浪费和不便,但是三线建设也成为中国中西部地区工业化的重要助推器。
与经济最发达且处于国防前线的一线(指东南沿海及东北、新疆等地区)和位于中间的安徽、江西等二线
三线建设
省份相对,三线建设的范围包括四川(含今重庆)、河北、山西、河南、湖北、湖南、广西、云南、贵州、陕西、青海、甘肃和宁夏13个省及自治区,他们全部位于中国的中西部地区。其中,位于大西北和大西南的七省又被称为大三线,而中部六省被相对称为小三线。在其中又以贵州、四川东部山区、四川中部平原地区数量最多,企业规模最大,人口最多,尤以重庆为中心。其中,四川成都主要接收轻工业与电子工业,绵阳主要接收核工业与飞机工业,重庆则接受了解放军装备中除航天工业外绝大多数的武器制造生产,甚至包括核试验设备(816工厂)和潜艇制造业(望江造船厂);贵州贵阳主要接受光电工业,安顺主要接受飞机工业。
所谓三线,一般是指由沿海、边疆地区向内地收缩划分三道线。一线指位于沿海和边疆的前线地区;三线
三线建设
指长城以南,广东韶关以北,甘肃乌鞘岭以东,京广铁路以西。主要包括四川、贵州、云南、陕西、甘肃、宁夏、青海等西部省区及山西、河南、湖南、湖北、广东、广西等省区的后方地区;二线指介于一、三线之间的中间地带。其中川、贵、云和陕、甘、宁、青俗称为大三线,一、二线的腹地俗称小三线。三线地区位于中国腹地,离海岸线最近的在700公里以上,距西面国土边界上千公里,四面分别有青藏高原、云贵高原、太行山、大别山、贺兰山、吕梁山等连绵山脉作天然屏障,在准备打仗的特定形势下,是较理想的战略后方。用今天的区域概念来说,三线地区实际就是除新疆、西藏之外的中国西部经济不发达地区。
1958年中苏决裂后,严峻的战略形势与东南沿海脆弱的防务系统让中共领导层开始考虑在西部建设后方的战略问题。1964年8月2日北部湾事件爆发,美国驱逐舰马克多斯号与越南海军鱼雷舰发生激战,并延烧到中国南部地区。同年8月17日、20日,毛主席在中共中央书记处会议上两次指出目前中国的经济命脉都集中在大城市和沿海地区,不利于备战,各省都要建立自己的战略后方。这就是三线建设的起源。
1964年8月,国家建委召开一、二线搬迁会议,提出要大分散、小集中,少数国防尖端项目要“靠山、分
三线建设
散、隐蔽”(简称山、散、洞)。有的还要进洞。三线建设宣告拉开帷幕。
在1964-1980年期间,国家在三线地区共审批1100多个中大型建设项目。大批原先位于大城市的工厂与人才进入西部山区。更有“备战备荒为人民”、“好人好马上三线”等口号号召人们前往三线地区。特殊时期早期,三线也是大量知青的去处,现任中国国家主席胡总书记就曾经分配到甘肃刘家峡水电站。由于国防考量,这些工厂的位置都偏僻而分散,导致企业的后续发展进入瓶颈。如陕西汉中飞机工业基地,下属28个单位分散在两个地区,7个县的范围内,其中一个企业被分散在6个自然村中,装配零部件需要汽车往返几十甚至上百公里,员工上下班也非常不便。
陕西新建的400多个三线项目,将近90%远离城市,分散在关中平原和陕南山区的48个县,多数是一厂一点,有的甚至是一厂多点,布局被讥讽为“羊拉屎”、“瓜蔓式”、“村落式”。而且山区内信息闭塞,生产出来的产品往往无法跟上世界潮流,显得过时落伍。有时山区内爆发山洪等自然灾害,企业也往往损失惨重。冬季大雪封山后,工人更处于与世隔绝的状态,时人用“洞中方数月,世上已千年”来形容这些工厂的闭塞与环境的恶劣艰苦。也因此,许多的厂矿单位里医院、商店、学校设施一应俱全,成为一个封闭的社会。十堰等城市更是因三线建设才得以出现。
1973年,国家正式发文重点建设贵阳、重庆、安顺、绵阳四个重点城市,后来这四个城市成为全国三线企业的核心。
1980年代后,伴随着改革开放与冷战趋于缓和,三线建设由保密名词逐渐见于报端。而改革开放后,许多三线建设单位由于位置偏僻闭塞而难有发展。1983年12月,中国政府在成都设立国务院三线办公室(1990年代改为国家计委三线办公室,21世纪后又改名为国防科工委三线协调中心)。
1984年11月在成都召开会议,确定第一批调整121个单位,迁并48个,全部转产15个。其后一些三线企业陆续迁往邻近中小城市,如咸阳、宝鸡、沙市、襄樊、汉中、德阳、绵阳、天水附近。而技术密集型企业和军工科技企业则移往成都、重庆、西安、兰州等大城市。这些企业迁移后,多半进行了改制,由军用企业转为民用企业。如位于十堰的中国第二汽车制造厂改制为东风汽车公司;重庆兵器工业基地改为重庆钢铁股份有限公司、长安集团、嘉陵工业集团股份有限公司和建设工业集团股份有限公司等。而一些未迁移的企业,则逐步走向荒废关闭。也有部分在地方政府的帮助下得以继续生存,但生产门类已经发生发生巨大变化,如重庆著名的816工程。
011基地:安顺。歼击机和教练机生产基地。
012基地:汉中。预计建设成歼击机生产基地,1975年,中央决定西安飞机设计所研制的运八飞机由012基地继续研制,基地变为运输机制造基地。1979年彤辉机械厂、劲松机械厂和012飞机设计所分出单独设立陕西飞机制造公司,012基地成了航空配件生产基地。1980年,运八飞机投入批量生产。
013基地(湖南航空):张家界—长沙。管辖几个航空配件厂(主要是3028厂湘陵机械厂)和张家界航空工业职业技术学院、航空第三设计院。
014基地(中国空空导弹研究院):洛阳。158厂南峰公司从汉中迁来,专门制造空空导弹。
061基地(江南航天)遵义。防空导弹生产基地,航二院分建。
062基地(航天七院)万源—成都。火箭/弹道导弹生产基地。航一院分建。
063基地(航天四院):西安。
064基地(并入062基地):达州。
066基地(中国航天科工集团公司第九研究院(中国三江航天集团)):远安—孝感。飞航导弹生产基地(红鸟)。航三院分建。
067基地(航天六院):凤县—西安。液体火箭发动机生产基地。航一院分建。
068基地(湖南航天):邵阳4县1市—长沙。航二院分建。1970年始建,1978年停建,1994年搬迁到长沙。
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