M信息技术与应用\China Science & Technology Overview 訾峻
(青岛市城阳第二高级中学，山东青岛266107)
摘要：在航空航天领域中，通讯系统的任务就是把携带信息的物理信号通过介质从航天器上传输至控制中心，通讯是所有航空 航天任务取得成功的必要条件。
关键词：航空航天；通讯；无线电；发展；应用
中图分类号：V26 文献标识码：A文章编号：1671-2064(2020)24-0042-02
0. 引言
航空航天领域的发展是20世纪科学技术飞跃进步，社会生产突飞猛进的结果。一直以来都是一个国家科技 水平与经济实力等综合国力的集中展现。近年来，我国经 济发展和科技进步带领航空航天领域不断向普适化、大众 化、民用化拓展，也向专业化、精细化、高水平深入。大 型飞机、“高分”专项以及载人航
天和探月工程三大航空 航天国家重大科技项目的成果成就，彰显了我国航空航天 领域的发展速度与综合实力，填补了多项国家战略空白，满足了我国社会经济发展、国家安全建设的需求，进一步 增强了我国的综合国力。航空航天领域的不断扩大与发 展，使其对空天通讯的技术要求更进一层，尤其是在通讯 质量、传输速度以及灵活性等方面更是提出了更长远的发 展目标。
航天器在蓝天与深空中运行，需要人类的远程操作，所以必然应用到通讯技术来传输信号。本文将从通讯技术 的介绍、通讯技术与航空领域、航天领域、无人机领域的 应用发展历史论述。
1. 通讯技术简介
1.1电磁波通讯的特点
电磁波传播时，有同相振荡且互相垂直的电场与磁 场在空间中以波的形式移动w。电磁波传递时能够携带信 息。发射电磁波时，实质上是将携带信息的电磁波加载在 负责传输的电磁波上，也就是载波载着信息波调制在一 起，然后通过天线发射出去。之所以发射携带信息的电磁 波还要使用到载波，是因为高频率的电磁波更容易发射出 去和防止其他信息的干扰。这样电磁波通过调幅或调频方 式就携带了信息，然后接收端接收后，再通过一定的方式 把它解调还原出原来的信号。漏缝板生产线
1.2通讯系统基本原理
通讯系统的任务就是把携带信息的物理信号通过介质 传输至它处。通讯系统模型可以表述为：信源输出数据；编码器将数据转换为适合传输、便于识别、纠错的信号；调制器按需从频率、振幅、相位等要素将信号转换为适合传输的形式。
1.3通讯技术的发展
19世纪末，欧洲无线电技术随麦克斯韦尔方程和电 磁场理论的提出开始在众多科学家的推动下蓬勃发展。1888年2月13日，德国科学家赫兹在柏林科学院证实了 电磁波的存在。1894年，俄国科学家波波夫制成了一台 金属检波器—
—世界上第一台无线电接收机，他第一次使 用了天线，这也是世界上第一根天线。1896年3月24日，波波夫输送了第一份有明确的内容的电报：“海因里希•赫 兹”121。1897年，意大利电气工程师和发明家伽利尔摩•马 可尼在英国成功用电磁波进行了 2英里远的无线电通讯并 取得了专利，并在4年后实现了跨大西洋的无线电通讯。1906年德福雷斯特发明真空三极管，无线电调制设备的 关键元件诞生了 131。在该阶段，无线电发射机产生的无线 电频率频带宽、制造难。
随着20世纪帝国主义国家之间的争斗愈演愈烈，无 线电通讯被广泛应用于军事领域并进入一个高速发展期。
2.通讯技术在航空领域的应用发展历史
回顾整个航空航天的发展史，通讯是所有航空航天任 务取得成功的必要条件。自18世纪法国孟菲斯兄弟在巴 黎表演热气球载人始，人类的揽天逐月之梦逐步从幻想走 向现实，航空航天一词也首次出现在人类的史册里。
1903年莱特兄弟发明飞机试飞成功后，飞机在不断 推广和改良下以极快的速度遍布全球并广泛应用于运输、交通领域以及战争，为了适应多变复杂的飞行模式和环 境，并保护所载人物的安全或在军事和战争中取胜，通讯 系统作为各种飞行器工具的生命线逐渐被广泛应用于航空 领域。一战前，飞行员并不能使用无线电进行通话，只能 依靠手语和喊叫与地面联系。随着无线电技术不断突破，从1917年开始，无线电技术开始应用到飞机上。1918年 第一批空中无线电台被制造出来，大功率收发报机的发展 使得飞行员可以向地面发回侦查情报。此时的空中无线 电应用形式也都较为简单，主要为语音通话、无线电班 和侧向导航。20世纪20年代，通过旋转环形天线确定无
收稿日期：2020-11-06
作者简介：訾峻，男，山东青岛人，研究方向：物理类。422020年12月下镕24期总第348期
氨气吸收塔
China Science & Technology Overview /信息技术与应用
线电方向的无线电测向仪开始应用到飞机上，加上飞机的 高度有利于接收信号，其对地面发射仪的信
号发射能力极 低，完美地适应了空战中各种复杂危险的环境。对于语音 通话，英国和美国的机载无线电装备在列强中居于领先地 位，甚至可以实现实时通话。1933年，美国人阿姆斯特 丹发明世界上第一台调制器w。
进入长达接近半个世纪的两次世界大战，战争成为了 无线电发展所围绕的主题。无线电发展呈现横向趋势，各 大研究以强化通讯设备性能，包括振荡频率、传输距离、抗干扰、轻便性以及信号接收频率等为研究方向。攻击敌 军的通讯设施是每一场战役中必不可少的取胜因素，尤其 在机载无线电方面，人为性的电磁干扰可以轻易打乱敌人 的进攻计划与节奏，拆散敌人的阵型与组合，是毁灭一支 空军的利器。
虽然信息在空中由无线电传输，但也会被敌人切断和 窃取。二战时期，德军曾狡猾地用英、美空军指挥部的无 线电频率模拟指挥指令而使英、美空军部队进入德国空军 的包围圈遭到瓮中捉鳖式的绞杀，甚至有一次德军还将英 军的空降部队骗进友军在意大利的火力网中。中途岛海战 也是因日军的情报被截获而促成了美军的大捷。图灵也因 为破译了德军的通讯密码而使二战缩短了至少2年。无线 电加密与解密技术在没有硝烟的无线电“空中战场”获得 了高速发展。
早在一战期间用无线电反射原理进行探测的无线电探 测测距仪理念就被提出。1934年微波无线电系统研制成 功，并在次年使实用性雷达出世。二战时期雷达设施得到 广泛应用—
—
通过接受经过飞机反射的、穿过云雾的电磁 波寻并发现远距离外的目标，成为打击空军力量的重要 利器。1941年苏联首先装备机载雷达。二战结束后，各 国将微波应用于微波通讯系统的发展中，但是冷战的接踵 而至，使雷达的发展又进入新时期。两次世界大战中通讯 技术的发展和冷战的开始，再次为无线电发展提供了强劲 的驱动力。在航空领域中，从无线电的地面发射台，到空 中机载无线电接收器，所有的无线电设备快速发展着。
3.通讯技术在航天领域的应用发展历史
化学泥浆随着电视产业开始在全世界范围内传播拓展，各国对 于远距离电视信号传输的需求越来越强烈。1960年8月12曰，美国用德尔塔D运载火箭将第一颗试验型无源通 讯卫星“回声”1号送入太空，到达指定高度后，在太阳 光的作用下，其内部会充气而缓缓展开成为一只外裹着极 薄铝箔的气球，该卫星便能实现电视信号在空中的反射，但无法使电视信号以同样的强度反射回地面，不足以起到 远距离完整传输信号的功能。于是，带有信号增强转发器 的中继卫星—
—电星一号于1962年在美国升空。1963年 11月23日，美国“中继”号卫星实现了美日电视节目的 转播。1964年8月20日，国际通讯卫星财团成立，即今国际卫星通讯组织前身。1965年2月14日开始，美国发 射了三颗“辛康”号卫星，分别分布于大西洋、太平洋 和印度洋的上空，这是世界上第一个国际通讯卫星系统，“辛康”1号也是世界上第一个地球同步卫星，这便是中 继星，它具有变频放大、补偿功
率等功能，为信号续航提 供动力。以航天卫星作为中继来传输电视信号的时代从此 开始，电视不再是富人专有的高科技产品，逐渐走进各种 经济水平家庭的客厅中，成为20世纪人类通讯技术发展 成果的代表之一。
卫星与空间站在深空中执行任务更离不开通讯技术的 应用。可以说，失去与地球联系的一切航空器几乎是废铁 一块。1959年1月2日，苏联卫星“月球1号”作为世 界上第一个人类星际探测器发射成功，虽与月球相触未能 成功，但这是通讯技术在航天领域应用发展历史上迈出的 一大步。哈勃空间望远镜，“旅行者1号”空间探测器以 及我国的“神舟”系列、“天宫”系列、“嫦娥”系列……无数的星际探测器在深空中遨游，带去人类对宇宙的好奇 心，带来通讯技术的高速发展。对于卫星来说，从探测地 球的邻居火星，到探测炽热的太阳，再到探测远端的冥王 星，拍摄几光年外的各种恒星，图像与数据的传输根本离 不开那一束通往地面的通讯信号；对于载人空间站来说，宇航员的工作与对地交流，更是不能脱离与地面的通讯，这也仰仗通讯技术的发展与在航天领域的应用。
4.通讯技术在其他航空领域的应用发展历史
通讯技术在无人机领域中的广泛应用，在一定程度上 也推动了通讯技术在航空航天领域的发展。一战期间无人 驾驶飞机的构想被英国人提出。二战后无人机作靶机使得 无人机低成本强效能的优点被发现，无人机并开始被美国 重视和大规模利用。军事强国纷纷效仿，无人机的大范围 利用与发展也带来
了通讯技术的悄然发展，在20世纪末 期尤为迅速，通讯的终端接受者可以不再是人类。进入 21世纪伴随着无人机的研发利用，无人机通讯技术发展 更加迅速，如在2020年年末爆发的纳卡冲突中，由于双 方空军力量薄弱，从周边国家进口的察打一体无人机成为 主要作战武器，其具有型号种类丰富、任务执行方便、信 息釆集强大、攻击手段多样、远程控制灵活、杀伤成本低 廉等优势特点，且双方对无人机的防御压制能力薄弱，反 无人机系统缺失，对敌造成的打击效果都比较优秀，该场 冲突可以称为第一次大规模使用无人机对抗的战争，军事 领域的无人机时代也许正在来临。
民用无人机领域中，航拍是通讯技术在无人机领域的 主要应用方式之一。携带有实时传输功能摄像头的无人机 在空中拍摄照片和视频，获取大量信息，通过快速的调制 和发射，采用先进的通讯技术与智能设备无线相连，远程 隔空进行高速的数据传输，可使操作者迅速接收远处传来
(下转第50页）
2020年12月下第24期总第348期43
_工艺i§ii■改it及检测检修\China Science & Technology Overview
轮工作叶片在装配状态下的轴向活动量，保证燃气涡轮工作叶片能自由摆动；
(6)增加过渡段机匣、承力机匣及过渡段支板壁厚, 以提高机匣刚性，避免机匣局部共振。
通过采取以上措施，核心机在试验过程中，各振动测点的振动幅值均小于限制值，顺利完成了核心机转速达标和初步性能调试试验。
4.结论
本文采用故障树分析的方法，对某涡轴发动机核心机起动及转速调试试验中的振动超限问题进行逐一排查，对可能引起发动机试验振动的原因采取了相应的措施，解决了发动机的振动问题，核心机完成了低转速磨合试验并成
功上推至设计转速，为该型号后续研制及类似结构其他型
号发动机的研制提供参考。
参考文献
[1] 航空发动机设计手册总编委会编.转子动力学及整机振动(第 19册)[Z].北京：航空工业出版社,2001.
[2] 柏树生，艾延廷，翟学，等.航空发动机整机振动常见故障及其排 除措施[J].航空维修与工程,2011(1):43-45.
The Vibration Failure Analysis of an a Turboshaft Engine
DENG Zengjun
(AECC Hunan Aviation Powerplant Research Institute,Zhuzhou Hunan 412002) Abstract:The vibration failure of an turboshaft engine is analyzed in detail,and the cause and the solution by creating the failure tree are presented,which can give a reference to the following research on this engine and other engines.
K ey words:engine;vibration;failure
(上接第43页)
的图像、视频信息，不仅广受摄影爱好者的喜爱，成熟的航拍无人机产品，更已经走进千家万户，更在农业、工 程、建筑、土木、艺术、生态保护等领域得到了非常广泛的应用。民用无人机传输所需求的高速性、适应性与途径多样性为通讯技术提出了更高的要求，带来了通讯技术在民用领域的横向发展。同时，通讯技术在此领域的广泛应用与航拍云台技术的发展密不可分[51。无人机之所以“无 人”，正是依赖发达的通讯技术。可见通讯技术的发达，将会在未来引发包括航空航天领域在内的更多领域的巨变、革新与发展，通讯技术也将与之相辅相成，一同走上新世纪各领域科技综合发展的快车道。
5.结语
自电磁波被发现以来，通讯技术与人类的生产生活相紧密结合，一直是人类科学技术发展的关注点之一。它决定着人类远程控制事物的能力与本领，通讯技术在航空航天领域的应用发展历史也是其中具有重大意义的浓重一笔。5G、大数据、人工智能等新科技的降临，将为航空航天领域通讯技术提供了强大的发展动力，也创造了更加光明的进步前景。在更遥远的未来，人类的力量不仅仅局限于地球，更可能扩大至太阳系，甚至走出太阳系，进入太
阳系之外宽广无垠的宇宙，因此，通讯技术在航空航天领
域的发展将在一定意义上决定未来人类探索蓝天与深空的船用倾斜仪
能力和成果。当前，我国正在开启国民经济和社会发展第
十四个五年规划的新征程，我国通讯技术在航空航天领域
的应用发展一定会进入一个新的阶段。
参考文献
丨1]杨德龙.无人机视频帧快速拼接关键技术的研究[D].厦门：集美 大学,2016.
[2] 陈丽锋，孟瑞，冯希.电子信息工程专业介绍[J].电子技术，2011, 38(5):49-51,
[3] 方昀.无线局域网MAC层QoS技术研究[D].西安：西安电子科技 大学,2007.增高减肥鞋
[4] 樊斌.Class D音频功率放大器研究与设计[D].西安：西安电子 科技大学,2009.
[5] 周凤胜.一等光滑钢材直径测试技术研究[D].南京：南京理工大 学,2009.
信号灯作5G
The History of Communication Technology in the Aerospace Field
Zl Jun
(Qingdao Chengyang Second High School,Qingdao Shandong 266107)
Abstract:In the field of aerospace,the task of communication systems is to transmit physical signals carrying information from the spacecraft to the control center through the medium.Communication is a necessary condition for the success of all aerospace missions.
Key words:aerospace;communication;radio;development;application
50 2020年12月下第24期总第348期
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议