科普知识讲座(火箭)

火箭2017.11什么是火箭？什么是火箭？火箭是利用反冲力推进的飞行装置。用以发射人造卫星、人造行星、宇宙飞船等，也可装上弹头制成导弹。在一般用语中，火箭也作为火箭发动机的简称。火箭发展史中国是古代火药火箭的故乡。由中国古代军事家最早运用火药创制的火箭，方法是将引火物附在弓箭头上，然后射到敌人身上引起焚烧的一种箭矢，或用于过年过节放烟火使用。火箭这个词在公元三世纪的三国时代就已出现。但直到北宋才出现了人类历史上最早、最原始的“火药箭”。火箭出现后，在中国被迅速地用于军事行动和民间娱乐中。公元12世纪后，原始的火箭经过改进后，广泛地用于军事。到了元、明时代，火箭兵器在战争中有了很大发展，并发明了许多与现代火箭类型相近的火箭，相继出现了二虎追羊箭、九龙箭、一窝蜂等火箭，这些都利用了火箭多级串联或并联（捆绑）的技术。火药箭明代“一窝蜂”“火龙”►大约在13世纪末至14世纪初，中国的火药与火箭等火器技术传到了印度、阿拉伯，并经阿拉伯传到了欧洲。引发了阿拉伯与欧洲国家对火箭技术的引用，推动了火箭技术的发展。到1805年，英国炮兵军官w·康格里夫创制成脱胎于中国古代火箭的新式火箭，成为近代火箭的肇端。现代火箭的先驱俄国人齐奥尔科夫斯基是现代火箭理论的奠基人。他生于1857年，从小自学，40岁左右开始研究火箭。1903年他发表了著名论文《乘火箭飞船探索宇宙》。他最早从科学的角度论述了人能够在宇宙空间工作和生活。他的理论完整、系统，至今在任何一本讲述火箭理论的书中都会讲到他提出的理论、公式，俄国人称他为“火箭之父”。现代火箭的历程火箭原理火箭的基本原理（1）牛顿第三定律，即作用力与反作用力定律。在航空领域里，火箭就是应用牛顿第三定律的杰出代表。火箭正是靠着燃料推力产生的反作用力而冲上云霄的。火箭的基本原理（2）火箭飞行的另一个重要依据就是动量守恒定律。燃气喷发时做反冲运动，作用力很大，作用时间短，从而使火箭获得很大的速度，进而冲上天空。火箭可按不同方法分类。按能源不同，分为化学火箭、核火箭、电火箭以及光子火箭等。化学火箭又分为液体推进剂火箭、固体推进剂火箭和固液混合推进剂火箭。按用途不同分为卫星运载火箭、布雷火箭、气象火箭、防雹火箭以及各类军用火箭等。按有无控制分为有控火箭和无控火箭。按级数分为单级火箭和多级火箭。按射程分为近程火箭、中程火箭和远程火箭等。火箭的分类方法虽然很多，但其组成部分及工作原理是基本相同的。固体火箭是如何推进的？固体火箭的推进剂为固体，这种推进剂又称为“火药”，火药铸成块状，排放在箭体内，占了大部分空间。固体火箭结构简单，制作方便，装入火药后可以长期存放，随时可以点火；点燃后燃烧时间短，燃烧的激烈程度无法控制，发射时震动大，因此它不适于发射载人的飞行器，多用于军事方面。固体火箭推进原理示意图液体火箭是如何推进的？液体火箭的推进剂为液体，燃料和氧化剂的组合情况很多，如酒精和液态氧、煤油和液态氧、液态氢和液态氧等。液体火箭燃烧时间长，便于控制，控制推进剂的输送，可以使火箭停火、重新点燃，从而控制火箭的飞行速度，操纵很方便。液体火箭的燃料不易储藏，成本很高。它是进行宇宙航行的主要交通工具。液体火箭推进原理示意图火箭“接力”的三种形式串联式并联式混联式火箭构造有效负荷--弹头、卫星制导与控制系统动力系统航天火箭构造整流罩：当运载火箭在大气中飞行时，卫星整流罩用于保护卫星及其它有效载荷，以防止卫星受气动力,气动加热及声振等有害环境的影响。人造卫星是由人类建造，以太空飞行载具如火箭、航天飞机等发射到太空中，像天然卫星一样环绕地球或其它行星的装置。卫星支架：支撑卫星。仪器舱：放置各种仪器。液氢箱：存储液氢。液氢是一种高能、低温液体燃料。液氧箱：存储液氧。液氧为助燃物。发动机：提供升力。尾翼：起稳定火箭飞行的作用。中国神舟号火箭运用1、现代火箭可用作快速远距离运送工具，如作为探空、发射人造卫星、载人飞船、空间站的运载工具，以及其他飞行器的助推器等。2、现代火箭如用于投送作战用的战斗部（弹头），便构成火箭武器。其中可以制导的称为导弹，无制导的称为火箭弹。运载火箭指运载人造卫星或其他人造星体的火箭。这种火箭具有很高速度，有的运送人造星体以后本身也在星际间按照一定轨道运转。俄罗斯“质子号”系列中国“长征号”系列中国“长征号”系列长征一号系列长征一号系列运载火箭拥有“长征一号”、“长征一号丁”两种型号，主要用于近地轨道小型有效载荷。长征一号共进行了2次发射，均获成功，于1971年退役。中国“长征号”系列长征二号系列长征二号系列运载火箭是目前中国最大的运载火箭家族，拥有“长征二号”、“长征二号丙”系列、“长征二号丁”、“长征二号捆(E)”、“长征二号F”等型号，主要承担近地轨道和太阳同步轨道的发射任务，其中长征二号F是目前我国唯一一型用于载人航天发射的运载火箭。中国“长征号”系列长征三号系列运载火箭拥有“长征三号”、“长征三号甲”、“长征三号乙”、“长征三号丙”等型号，主要承担高轨道的发射任务。其中“长征三号甲”、“长征三号乙”、“长征三号丙”又可统称为长征三号甲系列运载火箭。另有计划中的“长征三号丁”、“长征三号E”。长征三号系列中国“长征号”系列长征四号系列运载火箭最早可追溯到上海航天局的“风暴一号”火箭，拥有“长征四号甲”、“长征四号乙”、“长征四号丙”等型号，主要承担太阳同步轨道的发射任务。长征四号系列中国“长征号”系列长征五号系列运载火箭又称“大火箭”“冰箭”“胖五”，是由中国运载火箭技术研究院研制的新一代大型低温液体运载火箭。其芯级使用液氧/液氢推进剂，助推器使用液氧/煤油推进剂。该系列火箭拥有“长征五号”、“长征五号乙”两种型号，主要承担大质量载荷、空间站建设和深空探测等发射任务。长征五号系列中国“长征号”系列长征六号（CZ-6）是由上海航天技术研究院研制的新一代无毒无污染小型低温液体运载火箭，主要用于发射太阳同步轨道卫星。火箭具备适应简易设施发射的能力，可实现快速发射。长征六号系列中国“长征号”系列长征七号运载火箭（CZ-7）是由中国运载火箭技术研究院研制的新一代高可靠、高安全的中型液体运载火箭，主要用于发射天舟货运飞船，以满足中国载人空间站建设的需求长征七号系列中国“长征号”系列长征七号运载火箭（CZ-7）是由中国运载火箭技术研究院研制的新一代高可靠、高安全的中型液体运载火箭，主要用于发射天舟货运飞船，以满足中国载人空间站建设的需求长征七号系列中国”天舟一号“发射中国“长征号”系列长征八号运载火箭（CZ-8）是由中国运载火箭技术研究院研制的采用无毒无污染推进剂的新型中型运载火箭，主要面向具有国际竞争力的商业卫星发射任务长征八号系列中国“长征号”系列长征九号运载火箭是一款正在论证的新一代重型火箭，未来将用于我国深空探测、载人登月和登火、空间基础设施建设（如空间太阳能电站）等任务。火箭采用“通用化、系列化、组合化”发展策略，三个构型的对应结构状态相同，可模块化组合。可捆绑液体助推器，也可以捆绑固体助推器。长征九号系列中国“长征号”系列长征十一号运载火箭是由中国运载火箭技术研究院研制的新型四级全固体运载火箭，是长征系列火箭中首枚小型固体运载火箭。与现役以液体推进剂为动力的长征系列火箭相比，它的发射准备时间由“月”缩短为“小时”，将大大提升我国快速进入空间的能力。长征十一号系列宇宙火箭可以脱离地球引力范围发射到其他星球或星系空间的火箭。俄欧ExoMars火星探测器美国发现号气象火箭探测高层大气的物理特征（如气压、温度、湿度等）和现象的探空火箭。通常为小型无控制火箭，重10～100千克。探测高度30～100千米。火箭炮发射火箭弹的火炮。有多轨式、框架式和多管式。可一次发射一发至数十发火箭弹。发射速度快，火力猛，威力大，机动性能好。但射弹散布较大，发射时火光明显，阵地易暴露火箭炮发射火箭弹的火炮。有多轨式、框架式和多管式。可一次发射一发至数十发火箭弹。发射速度快，火力猛，威力大，机动性能好。但射弹散布较大，发射时火光明显，阵地易暴露火箭弹靠火箭发动机推进的非制导弹药。主要用于杀伤、压制敌方有生力量，破坏工事及武器装备等。再见