细品发现号航天飞机 Discovery Space Shuttle Walkaround

整体

机头

机头黑白亮色隔热瓦

曾经很疑惑，航天飞机的49台发动机都装在哪里？除了屁股后面的3台SSME主推进发动机，其余46台的位置简直是个谜，今天，迷雾多少散去了一些，仅在这幅图里就能找到11台发动机，应该是减速发动机或调姿发动机。

这种头部设计真的很有麦道特色，和众麦道系列客机多少有些异曲同工，当然，是仅就外形而言。

机鼻上方的圆形凹陷部，用途不明

在人们的传统观念里，速度越高的东西，形状就应该越尖锐，这样才能有效降低阻力和受热，但发现号却拥有一个像客机一样钝的机头。原因在于，高速飞行状态下，钝形机头可以推动空气，在机头前部几十厘米处形成激波，原理类似于平头船可以推起波浪。激波就像是一道保护伞，虽然自身温度高达5300摄氏度，但躲在激波之后的阴凉处的航天飞机只需承受1000-1600摄氏度。

这就是机鼻处的调姿发动机。发动机喷口上方，高温灼烧的痕迹依稀可见

这就是发现号上最为人津津乐道的东西了，隔热瓦。2万余块只有3厘米厚的隔热瓦，制造了航天飞机内外之间那大于1500摄氏度的温差。隔热瓦分为两层，外 层是不足1毫米的高辐射性材料，内层是导热系数极低的陶瓷纤维。最考验隔热瓦的阶段发生在航天飞机返回地面，下坠到60公里左右高空的时候，此时的航天飞 机被一团火球包围，像流星一样拖着尾焰坠向地面，曾经有数据记录显示，在极端条件下，航天飞机一度受到接近2600摄氏度的高温，远远超过隔热瓦的设计标 准，但这并没酿成灾难。相比而言，哥伦比亚号就没有这么幸运了，因为隔热瓦受撞击而损坏，它刚返回大气层时，左侧机翼的温度就超过了所有热传感器的量程， 它终究没能闯过60公里高度这道鬼门关，在2003年2月1日09时00分于61公里高空解体。图中，发现号的隔热瓦的颜色有浅有深，浅色是较老的隔热 瓦，已经伴随发现号多次闯关，而深色则是较新的隔热瓦。

每块隔热瓦上都有它特定的编号，便于工程师们进行维护。空气灼烧留下的印记，证明着发现号那段峥嵘岁月。

这就是发现号的注册号了，Discovery。美国航天飞机是以著名船只的名字冠名的，发现，源自于18世纪的英国探险船，在库克船长的带领下，这艘船发现了夏威夷、新西兰，证实了澳大利亚的存在。另外，注意驾驶舱风挡玻璃周边，那里有罕见的白色隔热瓦。

宇航员进出航天飞机的门，它可以向下打开

发现号返回地面以后，总会比它刚出发的样子脏很多。隔热毯与空气的高温、高速摩擦足以把白色的隔热毯表面弄黑，而且，受热越多的部位就越黑。图中右半部分 区域就是航天飞机的乘员舱了，乘员舱分飞上中下三层，上层主要是驾驶室、系统控制室、厨房、厕所、浴室，中层主要为宇航员提供日常居住、日常实验的空间， 而下层主要是管道室、泵房、电气室和废物仓库。乘员舱结构强度很高，但这也许不是人道的设计，在挑战者、哥伦比亚号解体的时候，乘员舱都是四分五裂的航天 飞机里唯一一个完整的部件，宇航员们甚至有时间在爆炸发生后带上紧急供氧面罩，而不是毫无痛苦的瞬间牺牲。另外，航天飞机乘员舱的现代化程度也相当之高， 以驾驶室为例，共有40套传感器、5台计算机通过9台平面显示器与2名飞行员互通

右侧，被四段黄色折线圈起来的区域是紧急逃生区，如果发现号意外坠毁，救援人员会用特殊液压设备把这个部分剪开，直接进入乘员舱

机身中段

这里是一座巨大的货仓，它占据了航天飞机的主体部分，可以装载25吨重的载荷，25吨大致相当于3艘神舟飞船的总重。需要在太空卸载时， 顶部货舱门会向两侧打开，遥控机械臂负责将载荷抓出货仓，送入轨道。大名鼎鼎的哈勃太空望远镜就是装载发现号的货仓里，然后被送入太空。

左右两侧的国旗和英文美国字样

上部的2个黑色方块是货舱门折页，它们也许是这个星球上最耐热的折页。图中也能观察到隔热毯的细节，这实际上是由洛克韦尔公司开发的带硅涂层的聚芳酰胺纤维柔性毯，可重复使用。

发现号也有襟翼、副翼、减速板，但他们并不是航天飞机调整姿态、速度、下降率等的唯一办法。在航天飞机返回地面的过程中，发动机最先介入姿态控制，只有当 动压达到470帕时，副翼才开始生效，滚转控制发动机关闭；动压达到940帕时，襟翼开始生效，俯仰控制发动机关闭；速度减小到3马赫、高度小于 13720米时，方向舵开始生效，偏航控制发动机关闭。

航天飞机的返回过程相当复杂。首先，制动发动机开机，150秒后，时速下降到330公里，地球引力捕捉到航天飞机并将它吸向地面，一段与陨石无异的高速下 坠就此开始。27分钟后，航天飞机进入大气层，此时，它距离接地点8150公里，高度约为120公里，速度约为24马赫。当航天飞机下坠到93公里高空 时，会进入黑障区，无线电台和搜索雷达的讯号完全被大气中的等离子体屏蔽，因此，航天飞机会在夏威夷以东约1500公里的地方从雷达屏幕上消失，在这个几 乎所有电子设备都变成瞎子的阶段，航天飞机唯一的导航设备就是一台陀螺仪，以及储存在计算机中的庞大数学模型。当地面雷达再度捕捉到它的时候，它已经出现 在路易斯安那州新奥尔良市上空，距离接地点只有96公里，而速度约为2.5马赫，高度则超过25公里。距离接地点15公里时，航天飞机进入亚音速阶段，并 开始最后一次转弯，然后调整高度、速度、方向，准备着陆。由于航天飞机不能复飞，飞行员必须一次调整成功。着陆前32秒，航天飞机在辅助降落系统的引导下 做最后一次偏航修正，着陆前17秒，起落架放下，当无线电高度表显示距离地面27.4米时，开始做拉平机动，然后以352至389公里的时速接地，接地后 释放减速伞，完成返回

机尾

发现号尾段。很可惜，3台SSME主推进发动机全都被巨大的白色罩子遮住，是为了保密么？3台SSME发动机可以产生5250千牛的推力，这相当于4架空 客380-800型客机，或5架波音777-300ER型客机的推力总和，而在紧急情况下，它们还可以提供额外330千牛的推力。SSME发动机的燃烧室 温度高达3300摄氏度，相当于钛的熔点的两倍，铜的熔点的三倍；氧化剂涡轮泵的加压高达30兆帕，等于大约300个大气压；燃料剂涡轮泵的加压高达45 兆帕，等于大约450个大气压。直到今天，SSME仍然先进。

发现号尾部局部细节，左上方是4台调姿发动机，但右下方是什么呢？是按钮还是接头呢。

起落架舱

从起落架舱门的厚度上看，航天飞机的设计确实不同于一般飞机。

起落架的锁止/释放机构，在133次返回飞行中，没有发生过起落架不能正常打开的情况。对于航天飞机这种重量大、低速性能差的飞机来说，起落架故障将是致命的。