text: 氣動外殼是一種剛性隔熱外殼，主要幫助航天器在進入大氣層時減速並免受大氣阻力所產生高溫高壓和可能碎片的破壞。其主要部件包括位於前面的防熱盾和後面的背罩。防熱盾在航天器進入大氣層時吸收航天器前方空氣壓縮產生的熱量；背殼則承載著所運送的載荷及其它重要部件，如降落傘、火箭發動機和電子監測裝置，如在下降過程中監測降落傘下方罩體方向的慣性測量單元。它主要應用於太空任務中航天器的進入、下降和著陸過程。首先，當航天器穿入地球大氣層時，氣動外殼會使航天器減速，隔熱板吸收由此產生的摩擦高溫。然後，在下降過程中，降落傘開啟，隔熱板被拋離，位於背罩中的火箭啟動，以幫助航天器進一步減緩下降速度，安全氣囊也會充氣以緩衝降落撞擊。航天器在第一次撞擊後直接在行星表面反彈。最後，安全氣囊放氣坍縮，航天器上的著陸器罩瓣展開。在整個過程中，任務控制和航天器之間的通訊透過連線在背罩和探測器上的低增益天線進行往返傳輸。在整個進入、下降和著陸階段，特定音響聲將被髮回地球，以傳達每一關鍵步驟是否已成功。氣動外為太空探測器的關鍵部件，是探測器完好降落到任何具有大氣層天體表面所必需的，現已應用於所有將有效載荷返回地球的任務到木星的伽利略號探測器任務。元件.氣動外殼主要由兩大部件組成：一塊位於氣動外殼前半部或前體的隔熱板和一隻位於後部的背罩。 在航天器進入大氣層時，氣動外殼的隔熱板面向衝壓方向。配備的其他火箭則可為罩體提供橫向移動力，以幫助在主火箭噴射期間定位到更精準的位置。設計要素.航天器的任務目標決定了確保任務成功所需的飛行要求，這些飛行要求包括減速度、高溫、撞擊和著陸精度。航天器必須具有足夠低的最大減速度才能保證飛行器最薄弱部分的完好無損，同時，它又必須要有足夠高的速度來穿透大氣層而不發生反彈。航天器結構和有效載荷質量會影響它能承受的最大減速度。這種力用“g”或地球引力加速度來表示。如果它的結構設計得足夠好，且由堅固的材料製成，那麼它就可承受更高的重力，但是，還必須考慮所搭載的載荷。因為僅航天器結構能承受高g力並不意味著它的載荷也可以。例如，宇航員的有效載荷只能承受12個g，即自身重量的12倍，超過這一標準將會導致死亡。另外，航天器還必須能承受因高超音速進入大氣層時產生的巨大摩擦高溫。最後，它必須能夠穿透大氣層並準確地降落在地面上，而不會錯過目標。著陸區域越狹窄，所需精度就越高。在這種情況下，航天器將需更流線型並擁有更陡峭的再入軌道角。這些因素共同影響了返回軌道，航天器必須在該區域內飛行，以避免焚燬或彈出大氣層。以上所有這些要求都是透過對航天器結構和軌跡的考慮、設計和調整來滿足的氣動外殼的整體動力學受慣性和阻力的影響，定義如下：ß=m/CdA，其中“m”為氣動外殼及搭載載荷的質量，“CdA”為氣動外殼在自由飛行條件下所產生的阻力。大體而言，“β”等於阻力除以質量更重。此外，還需考慮靜態穩定性，因為需要維持高阻力高度，這就是為什麼需要一種後掠式而非平鈍的前機身。前一種的形狀確保了該因素的存在，但也減少了阻力面，因此，在阻力和穩定性之間存在折衷，這會影響氣動外殼形狀的設計。升阻比也是另一需要考慮的因素，升阻比的理想水平為非零。行星進入降落傘計劃.1966年，為測試旅行者火星著陸計劃中所用的降落傘，美國國家航空航天局進行了“行星進入降落傘計劃”處使用。一隻攜帶著氣動外殼的氣球從新墨西哥州羅斯維爾釋放，然後向西漂移到白沙導彈靶場，氣動外殼被拋下，氣動外殼下方的發動機點火，將它提升到所需的高度，在那裡降落傘被開啟。旅行者計劃後來被取消，幾年後被規模小得多的海盜計劃所取代。美國宇航局重新使用了“旅行者”一名，被應用於“旅行者1號”和“旅行者2號”二艘外行星探測器。低密度超音速減速器.低密度超音速減速器（或簡稱LDSD)是一種旨在產生空氣阻力，以便在進入行星大氣層時減速的太空飛行器。本質上它是一架圓盤狀的飛行器，外面安裝有一圈可充氣甜甜圈狀氣球，使用這種型別的系統可能會增加有效載荷。它主要是在著陸火星之前，透過給飛行器周圍一圈氣球充氣以增加表面積併產生阻力，幫助航天器減速，在充分減速後，長長繫繩上的降落傘展開，以進一步降低飛行器的速度。該飛行器正在由美國宇航局噴氣推進實驗室開發和測試，馬克·阿德勒為專案管理人 。2014年6月的試飛.試飛於2014年6月28日進行，測試飛行器於協調世界時18時45分時，飛行器與氣球分離，四具小型固體燃料火箭引擎使飛行器旋轉以保持穩定。自旋半秒後，飛行器的“Star 48B”固體燃料發動機點火，將飛行器的驅動到4馬赫，約為5.5萬米展開 。超音速充氣氣動減速器旨在透過增加飛行器前端的表面積來提增飛行器的大氣阻力，從而提高減速率。當減速至2.5馬赫的速度墜入太平洋，但所有硬體和資料記錄器均已被撈回，儘管發生了降落傘事故，任務仍被宣佈成功，主要目標是證明試驗飛行器的飛行價值，而超音速充氣氣動減速器(SIAD)和超音速圓盤帆降落傘(SSD)只是次要的實驗。2015年的試飛.2015年年中，太平洋導彈靶場將再進行兩次低密度超音速減速器試飛。這些測試將側重於8米的超音速充氣氣動減速器(SIAD-E)和超音速圓盤帆降落傘(SSD)技上，並吸取2014年測試期間的經驗教訓。計劃對降落傘進行的修改包括更圓的形狀和結構的加固，但在再入大氣層後不久，降落傘就被扯掉了。
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metadata.title: 氣動外殼
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