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        小玩具“導(dǎo)航”大火箭

        2013-04-29 00:44:03塞北
        小學(xué)科學(xué) 2013年9期
        關(guān)鍵詞:導(dǎo)航儀導(dǎo)航天宮

        塞北

        2013年6月11日,神舟十號(hào)載人飛船順利升空,它是中國(guó)載人航天工程第5次載人飛行。神舟十號(hào)在軌飛行15天,飛行期間與天宮一號(hào)進(jìn)行1次自動(dòng)交會(huì)對(duì)接和1次航天員手控交會(huì)對(duì)接。6月26日順利返回地面,此次發(fā)射任務(wù)取得了圓滿成功!

        陀螺變身導(dǎo)航儀

        可能很多人都知道,汽車導(dǎo)航用的是汽車導(dǎo)航儀,但是你知道火箭是用什么來(lái)導(dǎo)航的嗎?萬(wàn)一火箭飛偏了方向怎么辦?當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng)……此時(shí)就該我們的火箭導(dǎo)航儀神秘登場(chǎng)了,它就是——陀螺!有人會(huì)問(wèn),陀螺不是玩具嗎?怎么變成火箭導(dǎo)航儀了?對(duì),就是它,沒(méi)錯(cuò)!想知道為什么嗎?跟我一塊來(lái)揭秘吧!

        玩過(guò)陀螺的人都知道,陀螺轉(zhuǎn)得越快,越不容易倒,轉(zhuǎn)的時(shí)間也就越長(zhǎng);而停止旋轉(zhuǎn),則會(huì)“一蹶不振”地癱倒在地上,這到底是怎么回事呢?原來(lái)啊,陀螺在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候,就好比你拽著鐵桿,把腳貼在鐵桿的支點(diǎn)上,向后傾斜著身子圍鐵桿轉(zhuǎn)圈。當(dāng)速度越慢時(shí),陀螺穩(wěn)定性越差;速度越快,穩(wěn)定性越好,這就是陀螺旋轉(zhuǎn)的奧秘。

        在神舟十號(hào)的太空授課中,航天員王亞平曾給我們做過(guò)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)。她在太空失重環(huán)境下,取出一個(gè)紅黃相間的陀螺,把它靜止懸放在空中。用手輕推陀螺頂部,發(fā)現(xiàn)陀螺翻滾著向前飛去;緊接著,她又拿出一個(gè)一模一樣的陀螺,讓它旋轉(zhuǎn)起來(lái),懸浮在空中,再用手輕推,旋轉(zhuǎn)的陀螺不再翻滾,而是保持著固定的軸向,向前飛去。這個(gè)實(shí)驗(yàn)告訴我們,無(wú)論在地球還是太空,高速旋轉(zhuǎn)的陀螺都具有很好的定軸性,即陀螺的軸向不發(fā)生改變。

        正是利用高速旋轉(zhuǎn)陀螺的定軸性特點(diǎn),我們制造出了各式各樣的陀螺定向儀,它們被廣泛地應(yīng)用在航天領(lǐng)域。在天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器和神舟十號(hào)上,就安裝了不少利用陀螺的定軸性原理制作的儀器,用來(lái)測(cè)量航天器的姿態(tài)。

        當(dāng)火箭受到外界某種因素干擾,高速旋轉(zhuǎn)的陀螺定向儀利用其定軸性特點(diǎn),檢測(cè)出火箭偏離預(yù)定目標(biāo),發(fā)出信號(hào)去控制火箭,及時(shí)調(diào)整飛行姿態(tài),使箭體恢復(fù)到受干擾前的狀態(tài),保持飛行中火箭姿態(tài)在該方向的穩(wěn)定。因?yàn)樯裰凼?hào)和天宮一號(hào)都是以時(shí)速28000千米以上高速運(yùn)行的,所以,只有對(duì)接目標(biāo)方向的完全精準(zhǔn),才能保證任務(wù)的完成。陀螺定向儀在調(diào)整目標(biāo)飛行器姿態(tài)的同時(shí),也最大限度地節(jié)約了發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑的使用,延長(zhǎng)了天宮一號(hào)的在軌壽命??梢哉f(shuō),一個(gè)小小的陀螺定向儀已經(jīng)關(guān)系到了一次發(fā)射的成功與失敗。

        我們身邊的航天技術(shù)

        在我們的日常生活中,根據(jù)陀螺旋轉(zhuǎn)原理制造的物品隨處可見,像孩子玩的竹蜻蜓,各種儀器上的回轉(zhuǎn)儀、穩(wěn)定器等。正是這些事物的存在,使我們的生活變得豐富多彩,航空航天技術(shù)在生活中的應(yīng)用更是隨處可見。

        像今天專門為嬰兒生產(chǎn)的尿不濕,其實(shí)最早是為宇航員解決內(nèi)急問(wèn)題發(fā)明的;微波爐的發(fā)明解決了在太空中宇航員不能用明火加熱飯菜的問(wèn)題;脫水蔬菜包不是方便面的親密搭檔,而是為航天員在太空中長(zhǎng)期工作能吃上蔬菜才孕育而生的;記憶海綿最初是為了減輕宇航員在航天器中承受巨大壓力而設(shè)計(jì)的;日常生活中隨處可見的粘扣帶是為了宇航員在太空記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)明的。如今,這些看似遙遠(yuǎn)的航天航空科技,已經(jīng)與我們的生活息息相關(guān)了。

        此外,航天技術(shù)的衍生物對(duì)我們的生活也有著非同尋常的影響。原來(lái)用在保護(hù)航天員免受微隕石傷害的凱夫拉纖維,我們利用其極牢固的特性,應(yīng)用在輪胎和防彈背心的制造上;給航天員進(jìn)行健康檢測(cè)的重癥監(jiān)護(hù)室也由天上回歸地球。舒適的氣墊鞋、玻璃鋼、筆記本電腦、煙霧檢測(cè)器、食品干燥劑、太陽(yáng)鏡、條形碼、心率表、數(shù)字溫度計(jì)……,這些東西無(wú)一不給我們的生活提供著便利。這個(gè)科學(xué)的“大陀螺”在建筑、化學(xué)、汽車、交通、機(jī)電、體育等各個(gè)領(lǐng)域不斷地發(fā)揮著光和熱。所以,請(qǐng)不要再說(shuō)“科學(xué)離我們很遙遠(yuǎn)”,它就切切實(shí)實(shí)的存在于我們的身邊,滲透到我們生活的每個(gè)角落。

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