文久江
一、火箭的起源
火箭是热机的一种,起源于中国,运用火药燃气反作用力原理创制。我国明代学者万户在研究火箭具有推动物体上升能力的基础上,制作了一把能上天的椅子,在座椅背后安装了当时最大的47支火箭,把自己捆在座椅上,两手各拿一个大风筝,然后叫人把47支火箭同时点燃,想要借助火箭向前推进和风筝上升的力量飞向前方。这个试验没有成功,但万户被认为是世界上火箭的鼻祖,成为世界历史上试验空中飞行的开拓者。
二、现代火箭中的初中物理知识
现代的火箭原理同古代的火箭相同,但结构要复杂得多,它用来发射探测仪器以及人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等空间飞行器。
火箭发动机工作时,燃料和氧化剂在燃烧室内燃烧,产生高温燃气,温度可达3400℃,燃气通过喷管向后高速喷出,对火箭产生推力,把火箭发射出去。工作时,燃料的化学能最终转化成火箭的机械能。
那么火箭内装的是什么样的燃料呢?物态变化的知识告诉我们:将气体液化的最大好处是使它的体积缩小,便于贮存和运输。火箭里要用氢做燃料,用氧做助燃剂。而这些氧和氢都是通过压缩体积的办法使之液化,然后以液体状态装在火箭内的。
火箭在大气中飞行的时候,它的头部跟空气摩擦生热,温度可以达到几千摄氏度。在火箭头部涂上一层特殊的材料,这种特殊材料在高温下熔化并且汽化,由于熔化和汽化都要吸热,使火箭温度不致升得过高,因而不致被烧毁,起到保护火箭头部的作用。
三、我国的现代火箭
我国拥有两个系列的运载火箭:“长征”系列和“风暴”系列。
“长征一号”:我国第一枚三级火箭,1970年4月24日在酒泉卫星发射中心首次发射,它第二次发射时把我国的第一颗人造卫星“东方红一号”送入太空。
“长征二号F”:先后成功发射了“神舟一号”至“神舟七号”飞船。它可把8 t重的有效载荷送人近地点高度200 km、远地点高度350km的轨道,是目前我国所有运载火箭中起飞质量最大、长度最长的火箭。
“长征三号”:是我国运载火箭进入国际卫星发射服务市场的标志。发射“嫦娥二号”探月卫星使用的是“长征三号丙”火箭,而发射“嫦娥一号”时使用的是“长征三号甲”火箭。作为“长征三号”系列火箭中的重要一员,“长征三号丙”火箭的研制成功标志着“长征三号”系列火箭终于形成了一个完整的系列,构成了中国高轨道运载能力最大、适应性最强的火箭群体。
“长征四号”:一种多用途三级常温推进剂运载火箭,1988年9月7日和1990年9月3日两次发射太阳同步轨道“风云一号”系列气象卫星均获成功。
“风暴一号”:两级运载火箭,共发射六颗卫星。
责任编辑/蔡华杰