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2018-05-06

[天文地理知识]关于航天火箭科学的有趣小知识

[天文地理知识]关于航天火箭科学的有趣小知识


[天文地理知识]关于航天火箭科学的有趣小知识

火箭的原理

看似复杂的火箭,原理其实非常简单,早在17世纪牛顿就很清晰地描述了它: 如果你以一定速度向后抛出一定质量的物体,你就会受到一个反作用力的推动,向前加速。

火箭是靠火箭发动机向前推进的。火箭发动机点火以后,推进剂(液体或固体燃料加氧化剂)在发动机燃烧室里燃烧,产生大量高压气体;高压气体从发动机喷管高速喷出,对火箭产生反作用力,使火箭沿气体喷射的反方向前进。

那个闲着没事干被苹果砸到的牛顿

那个闲着没事干被苹果砸到的牛顿

火箭推进原理依据的是牛顿第三定律: 作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在一条直线上。

一个扎紧的充满空气的气球一旦松开,空气就从气球内往外喷,气球则沿反方向飞出,其道理是一样的。

固体推进剂是从底层向顶层或从内层向外层快速燃烧的;而液体推进剂是用高压气体对燃料与氧化剂储箱增压,然后用涡轮泵将燃料与氧化剂输送进燃烧室。

推进剂的能量在发动机内转化为燃气的动能,形成高速气流喷出,产生推力。(拓展:为什么在海南建立航天卫星发射基地

流体动力控制技术应用于火箭

人类发明了各种飞行器,如导弹、火箭、航天飞机、飞机,这些飞行器在发展过程中形成了流体动力控制和燃气控制的理论体系和关键技术,尤其是解决了在飞行器的多种复杂极端环境下电液伺服控制的基础理论与应用技术,也对未来更加复杂环境条件下工作的飞行器电气液伺服控制提出了更加苛刻的要求和期待。

当然说到这里你可能有点晕,但是这确实是火箭运行最为重要的技术之一。

这项技术日渐成熟,火箭才得以有了今天的发展速度。下面我们来了解一下火箭的发展历史。

科学小tips

火箭的历史

火箭是中国古代的重大发明之一。公元969年,中国已经发明了火药(火药是在唐代发明的)。北宋军官岳义方、冯继升造出了世界上第一个以火药为动力的飞行兵器——火箭

元、明之后,即13世纪以后,中国的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形式,充分展现了古代中国人民的杰出智慧和卓越才能。

明朝《武备志》里记载的“一窝蜂”火箭图案

明朝《武备志》里记载的窝蜂火箭图案

13世纪中叶,中国的火箭技术被传入欧洲及世界其他地区。到了这时,德意志的艾伯特斯·麦格诺才在欧洲首次记述了关于制作火箭的技术。

近代将火箭用于战争开始于英国人康格列夫。1807年英军围攻丹麦哥本哈根,发射了康格列夫制造的火箭,烧毁了城内的大部分建筑,使城市一半化为平地。据说在滑铁卢与拿破仑大战中英军也使用了这种火箭。

使用火箭进行宇宙航行,俄国的齐奥尔科夫斯基是理论上的奠基人。他首次说明了火箭推进的理论,奠定了日后研制远程火箭的基础。

1957年10月4日,苏联发射了人类第一颗人造卫星史普尼克。

人类第一颗人造卫星史普尼克

人类第一颗人造卫星史普尼克

1958年1月31日,美国也成功发射了人造地球卫星探险者1号。

1961年4月12日,苏联成功发射了世界上第一艘载人宇宙飞船,加加林成为世界上第一名宇航员。此后,美国人格伦也乘飞船完成了绕地球轨道的飞行。

这些重大的宇宙飞行都是以火箭技术的发展为前提的,火箭就是人类走向太空的“桥梁”。


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