韓吉辰
■ 中國是火箭的故鄉(xiāng)
《西游記》中,有很多神奇的升天法術(shù),一般是“騰云駕霧”.其實這是不科學(xué)的,因為云和霧都是由細(xì)小水滴組成,小水滴要比同體積的空氣重八百倍呢,本應(yīng)下落,只是依靠地面上升騰的熱氣流把它們托住了,所以依靠云霧上天是絕不可能的.但是,在神仙的升天術(shù)中,只有哪吒三太子與眾不同,他把“風(fēng)火輪”踏在腳下,噴風(fēng)吐火,呼呼作響,這分明是一個火箭筒嘛!
中國是火箭的故鄉(xiāng).北宋時期在抗擊遼兵入侵時,士兵曾用火藥從箭尾燃燒噴射,以加大箭的射程,“火箭”一詞即由此而來.
火箭的應(yīng)用非常廣泛,包括軍用和民用兩大方面.從民間節(jié)日煙花到各種探空火箭,直到將人送上月球的巨型運(yùn)載火箭,從攻擊陸地、水面和空中目標(biāo)的各類導(dǎo)彈,到攻擊太空目標(biāo)的反衛(wèi)星火箭武器,都有火箭的應(yīng)用.
■ 航天之夢必須使用火箭
航空與航天不同.飛機(jī)、氣球、飛艇等航空器都需要依靠空氣,而航天之夢的實現(xiàn)是依靠了火箭.火箭不但能在空氣中飛行,還可以在真空中飛行,而且由于沒有了空氣阻力,飛行性能更好.
火箭是目前唯一能使物體達(dá)到宇宙速度,克服地球引力,進(jìn)入宇宙空間的運(yùn)載工具.火箭的速度是由火箭發(fā)動機(jī)工作獲得的,火箭的運(yùn)動服從牛頓運(yùn)動定律,火箭噴出的高速氣體給予火箭本體一個反作用力,即推力.在飛行過程中,隨著推進(jìn)劑的消耗,火箭的質(zhì)量不斷減小,速度不斷增大.
火箭的基本組成部分有推進(jìn)系統(tǒng)、箭體結(jié)構(gòu)和有效載荷,有控火箭還裝有制導(dǎo)和控制系統(tǒng).推進(jìn)系統(tǒng)是火箭飛行的動力源,固體火箭的推進(jìn)系統(tǒng)就是固體火箭發(fā)動機(jī),液體火箭的推進(jìn)系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)、推進(jìn)劑儲箱和增壓系統(tǒng).
20世紀(jì)40年代以來,火箭得到了飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用.火箭的結(jié)構(gòu)日益龐大,系統(tǒng)越來越復(fù)雜,精度不斷提高.人造衛(wèi)星運(yùn)載火箭的重量已由早期的幾噸提高到近3 000 t,火箭將進(jìn)一步向可靠性高、經(jīng)濟(jì)性好和多次使用的方向發(fā)展.化學(xué)火箭仍將占有重要的地位,電火箭將進(jìn)入實用,太陽能火箭和光子火箭也取得了新的進(jìn)展.
■ 我國的現(xiàn)代火箭技術(shù)
我國現(xiàn)代火箭技術(shù)發(fā)展很快,已先后研制成功12種“長征”號和1種“風(fēng)暴”號運(yùn)載火箭.這些火箭分別從酒泉、西昌、太原三個發(fā)射中心起飛.長征系列運(yùn)載火箭從1970年4月24日成功發(fā)射我國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅”一號后,迄今共執(zhí)行了100多次發(fā)射任務(wù),其中將6艘“神舟”號宇宙飛船送入太空軌道運(yùn)行.2007年10月24日“長征”三號甲火箭還把“嫦娥”一號探月衛(wèi)星送上了預(yù)定軌道,成為我國航天事業(yè)發(fā)展史上繼成功發(fā)射人造地球衛(wèi)星和載人宇宙飛船之后的第三個里程碑,也成為繼美、俄、歐空局之后,世界上第四個主力品牌火箭航天發(fā)射超過百次的國家.
我國的運(yùn)載火箭取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,長征三號甲運(yùn)載火箭因其高成功率和高可靠性,被譽(yù)為長征系列運(yùn)載火箭“家族”中的“常勝將軍”.2007年10月30日,中國新一代運(yùn)載火箭產(chǎn)業(yè)化基地在天津開工建設(shè).新一代運(yùn)載火箭亦稱新型大推力運(yùn)載火箭,其型號命名為“長征”五號系列.它具有三個明顯的特點:一是推力大,火箭能滿足發(fā)射不同用途的大型衛(wèi)星、宇宙飛船和空間站的需要,能夠承擔(dān)國內(nèi)外新型航天器的發(fā)射任務(wù);二是無污染,換句話說,新一代運(yùn)載火箭是無毒、無污染的“綠色”火箭;三是成本低,不僅具有高可靠性,而且能降低制造成本.
當(dāng)新一代運(yùn)載火箭實施點火騰空時,那將標(biāo)志著我國和平開發(fā)利用空間資源的能力邁上了一個新的臺階.
小貼士
世界上威力最強(qiáng)大的火箭,是美國用來運(yùn)載阿波羅登月飛船的“土星”5號,總高將近100 m,豎在地面上竟有上海的國際飯店那么高!直徑也有10 m.起飛時的總重量超過3 000 t,相當(dāng)于一列滿載的火車.它上面的部件多達(dá)二百多萬個,1 s內(nèi)要燒掉三四輛大卡車裝的燃料,實在是驚人.
中學(xué)生數(shù)理化·八年級物理人教版2008年10期