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火箭的故乡在中国

时间:2022-01-31 百科知识 版权反馈
【摘要】:最早使用火箭的国家就是中国,在清朝之前,中国曾经是火箭技术最发达的国家。统治者为了防止汉族和民间武装力量发展,从而抑制火箭技术的发展,中国的火箭技术从此停滞不前并日益倒退。直到1958年才制造出第一支现代火箭,不但晚于当时的两大强国,连日本也早于中国,这就是中国科学史上的损失和教训。固体和液体是火箭燃烧的最常用的化学推进剂。1980年5月18日,向南太平洋海域成功地发射了新型火箭。
火箭的故乡在中国_科学之光探索

最早使用火箭的国家就是中国,在清朝之前,中国曾经是火箭技术最发达的国家。在明朝的时候一度是世界上唯一掌握火箭武器技术和大规模应用火箭技术的国家。大约在南宋时期,人们将球状火药包装在箭杆附近,点着引线之后,用弓箭射出去杀伤敌人,这就是后来的“万人敌”。之后,人们将火药装填在竹筒里,火药背后装着细小的“定向棒”点燃引火管上的火硝,引起筒里的火药迅速燃烧,产生向前的推力,使之飞向敌阵爆炸,这就是世界上第一种火药火箭。在明朝旧火箭技术达到高峰并被广泛应用于实战,从明朝初年的靖难之役,到万历时期的援朝抗日战争,再到后来对英国人的战斗中都有大规模使用的记载,《武备志》一书中更是记载了当时琳琅满目的火箭类武器,从单发的简单火箭,到多管连发的一窝蜂等火箭炮,再到多级火箭出水火龙,基本已经形成了现代火箭的所有门类,根据《明史》记载,在当时明朝同蛮族的战争中,一场战斗动用几万支火箭是司空见惯的。更有一位叫万户(可能是官名)的人将47支大型火箭绑在椅子上,同时点燃,想利用反推原理飞上太空,不过最终失败了。这是世界上可考的第一次载人火箭的发射。在当时的科技背景下,可想而知,先人的科学探索精神是多么勇敢。而当时在华的利玛窦等人也都部分记载了相关史料,参见《利玛窦札记》,对中国的火箭技术也有一定的记载。

后来,在满清后期的残暴统治下,中国采用闭关锁国的思想。统治者为了防止汉族和民间武装力量发展,从而抑制火箭技术的发展,中国的火箭技术从此停滞不前并日益倒退。直到1958年才制造出第一支现代火箭,不但晚于当时的两大强国,连日本也早于中国,这就是中国科学史上的损失和教训。

美国航空航天博物馆的照壁上第一句话就是:最早的飞行器是中国的风筝和火箭。

根据古籍记载,在公元3世纪的三国时代就已经出现了“火箭”一词,距今已有1700多年的历史了。当时在敌我双方的交战中,人们把一种头部带有易燃物、点燃后射向敌方、飞行时带火的箭叫作火箭。这是一种用来火攻的武器,实质上只不过是一种带“火”的箭,在含义上与我们现在所称的火箭相差甚远。唐代发明火药之后,到了宋代,人们把装有火药的筒绑在箭杆上,或在箭杆内装上火药,点燃引火线后射出去,箭在飞行中借助火药燃烧向后喷火所产生的反作用力使箭飞得更远,人们又把这种喷火的箭称作火箭。宋代的火箭向后喷火利用反作用力助推火箭升空就是现代火箭的雏形,被人们称为最原始的固体火箭。

火箭一般包括导弹、航天器甚至烟花焰火等,是一种利用向后喷出的高速热气流的反作用而向前推进的装置。固体和液体是火箭燃烧的最常用的化学推进剂。推进剂燃烧产生热气,通过喷口向火箭后部喷出气流。火箭自带燃料和氧化剂,而其他各种喷气发动机仅须携带燃料,燃料燃烧所需要的氧取自空气中。所以,火箭与其他喷气发动机的区别就是,火箭可以在地球大气层之外使用,而普通喷气发动机是离不开空气的。火箭发射后速度会越来越大,因为火箭被高速发射出去之后,随着燃料的燃烧,其重量会越来越轻,重力影响就会随之下降,速度也会越来越大。“土星”5号火箭启程登月时,5台发动机产生的推力相当于32架波音747的起飞推力。

火箭发明的确切时间还没能确定下来。大部分专家认为中国人早在13世纪就研制出了实用的军用火箭。火箭技术在19世纪出现了几项重大进步:燃料容器的纸壳改为金属壳,延长了燃烧的持续时间;火药推进剂的配方标准化;制造出发射台;发现了自旋导向原理;等。19世纪末,火箭开始用于非军事目的,如用火箭携带救生索飞向海上遇难船只。19世纪末20世纪初美国科学家戈达德和其他几位专家研制发射了世界上第一枚液体燃料火箭,奠定了现代火箭技术的基础。

20世纪70年代,第一架航天飞机在美国研制成功,它是全新的火箭动力航天运载工具。它主要分3个部分:机身后部装有3台主发动机的轨道飞行器;装有液氢和液氧推进剂的外挂燃料箱(5分钟后脱落),保证主发动机工作;装有2台可分离的固体燃料火箭发动机(2分钟后脱落),它们与轨道飞行器主发动机同时启动,提供初始升空阶段的推力。1981年4月12日,人类第一架航天飞机“哥伦比亚”号发射升空。

传到欧洲的古代中国火箭技术,经过改进,逐渐被运用到军事装备中。早期的火箭射程近、落点散布大,之后被火炮所代替。第一次世界大战后,随着科学技术的不断进步,火箭武器得到迅速发展,并在第二次世界大战中发挥了威力。

19世纪80年代,瑞典工程师拉瓦尔发明了拉瓦尔喷管,使火箭发动机的设计逐渐完善。19世纪末20世纪初,开始兴起了液体火箭技术。1903年,俄国的K.E.齐奥尔科夫斯基提出了制造大型液体火箭的设想和设计原理。1926年3月16日,美国的火箭专家、物理学家R.H.戈达德试飞了第一枚无控液体火箭。1944年,德国首次将有控的、用液体火箭发动机推进的V-2导弹用于战争。1931年5月,德国科学家赫尔曼·奥伯特领导的宇宙航行协会试验成功了欧洲的第一枚液体火箭。到了1932年,德国军方在参观该协会研制的液体火箭发射试验之后,意识到火箭武器在未来战争中具有的巨大潜力,便开始组织一批科学家和工程技术人员,集中力量秘密研制火箭武器。到40年代初,德国在第二次世界大战中期,先后研制成功了能用于实战的V-1、V-2两种导弹。其中V-1是一种飞航式有翼导弹,采用空气喷气发动机做动力装置;V-2是一种弹道式导弹,采用火箭发动作动力装置。第二次世界大战以后,苏联和美国等相继研制出包括洲际弹道导弹在内的各种火箭武器。

20世纪50年代中国开始研制新型火箭。1970年4月24日,用“长征”1号三级运载火箭成功地发射了第一颗人造地球卫星。1975年11月26日,用更大推力的“长征”2号运载火箭发射了可回收的重型卫星。1980年5月18日,向南太平洋海域成功地发射了新型火箭。1982年10月,潜艇水下发射火箭又获成功。1984年4月8日,用第三级装液氢液氧火箭发动机的“长征”3号运载火箭成功地发射了地球同步试验通信卫星。1988年9月7日,用“长征”4号运载火箭将气象卫星成功地送入太阳同步轨道。1992年8月14日,新研制的“长征”2号E捆绑式大推力运载火箭又将澳大利亚的奥赛特B1卫星送入预定轨道。这些都表明中国作为火箭的发源地,在现代火箭技术领域已跨入世界先进行列,并稳步地进入国际发射服务市场。

在发展现代火箭技术方面,中国的钱学森、德国的冯·布劳恩和苏联的S.P.科罗廖夫、齐奥尔科夫斯基等都做出了杰出的贡献。

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