韓吉辰
《西游記》中有很多千奇百怪的升天法術,最常見的是“騰云駕霧”。其實這是不科學的,因為云和霧都是由細小水滴組成的,小水滴要比同體積的空氣重八百倍呢,本應下落,只是依靠地面上升騰的熱氣流把它們托住了,所以依靠云霧上天是絕不可能的。在神仙的升天術中,只有哪吒三太子與眾不同,他把“風火輪”踏在腳下,向下噴火,扶搖直上。想必作者是受煙花升天的啟發(fā)而想出這般裝備。
中國是世界上公認的火箭故鄉(xiāng),早在宋代人們就對火箭的基本原理有了一定的認識,比如煙花中的“鉆天猴”,北宋時期在抗擊遼兵入侵時,士兵曾用火藥從箭尾燃燒噴射,以加大箭的射程,火箭一詞即由此而來。萬戶飛天的故事更是載人航天的起源。
現(xiàn)代火箭的應用包括軍用和民用兩大方面。你看,從民間節(jié)日焰火到各種探空火箭,直到將人類送上月球的巨型運載火箭,從攻擊陸地、水面和空中目標的各類導彈到攻擊太空目標的反衛(wèi)星火箭武器,還有利用火箭助推的魚雷、靶機、滑車,火箭的應用范圍非常廣泛。
搭載人類夢想的太空天梯
航天與航空的不同,主要是看在地球大氣層內還是在大氣層外,航空器諸如飛機、氣球和飛艇等的飛行都需要依靠空氣,而航天器不但能在空氣中飛行,還可以在太空中飛行?;鸺悄壳拔ㄒ荒苁刮矬w達到宇宙速度,克服或擺脫地球引力,進入宇宙空間的運載工具?;鸺乃俣仁怯苫鸺l(fā)動機工作獲得的?;鸺龂姵龅母咚贇怏w給予火箭本體一個反作用力,即推力。在飛行過程中,隨著推進劑的消耗,火箭的質量不斷減小,速度不斷增大。
火箭的基本組成部分有推進系統(tǒng)、箭體結構和有效載荷,有控火箭還裝有制導和控制系統(tǒng)。推進系統(tǒng)是火箭飛行的動力源。固體火箭的推進系統(tǒng)就是固體火箭發(fā)動機,液體火箭的推進系統(tǒng)包括發(fā)動機、推進劑貯箱、增壓系統(tǒng)。
20世紀40年代以來,火箭得到了飛速發(fā)展和廣泛應用?;鸺慕Y構日益龐大,系統(tǒng)越來越復雜,精度不斷提高。人造衛(wèi)星運載火箭的質量已由早期的幾噸提高到3 000多噸,火箭將進一步向可靠性高、經(jīng)濟性好和多次使用的方向發(fā)展。目前,化學火箭仍將占有重要的地位,電火箭將進入實用階段,太陽能火箭和光子火箭研究也取得了新的進展。
我國的現(xiàn)代火箭技術
我國現(xiàn)代火箭技術發(fā)展很快,已先后研制成功13種“長征”運載火箭。這些火箭分別從酒泉、西昌、太原三個發(fā)射中心起飛。長征系列運載火箭從1970年4月24日成功發(fā)射我國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”后,迄今共執(zhí)行了200多次發(fā)射任務,其中將10艘“神舟”系列宇宙飛船送入太空軌道運行。2007年10月24日,“長征三號甲”運載火箭還把“嫦娥一號”探月衛(wèi)星送上了預定軌道,成為我國航天事業(yè)發(fā)展史上繼成功發(fā)射人造地球衛(wèi)星和載人宇宙飛船之后的第三個里程碑。
近些年,我國的運載火箭技術取得了突飛猛進的發(fā)展,“長征三號甲”運載火箭因其高成功率和高可靠性,被譽為長征系列運載火箭“家族”中的“常勝將軍”。2007年10月30日,中國新一代運載火箭產(chǎn)業(yè)化基地在天津開工建設。新一代運載火箭亦稱新型大推力運載火箭,其型號命名為“長征五號”系列。它具有三個明顯的特點:一是推力大,能滿足發(fā)射不同用途的大型衛(wèi)星、宇宙飛船和空間站的需要,能夠承擔國內外新型航天器的發(fā)射任務:二是無污染,換句話說,新一代運載火箭是無毒、無污染的“綠色”火箭:三是通用化,通過不同組合可滿足多種需求,降低制造成本。
當新一代運載火箭點火騰空時,那將標志著我國和平開發(fā)利用空間資源的能力邁上了一個新的臺階。
知識鏈接
世界上威力最強大的火箭
世界上威力最強大的火箭是美國用來運載阿波羅飛船的“土星5號”,總高將近100米,相當于30多層樓高,直徑也有10米,起飛時的總質量超過3 000噸,相當于一列滿載的火車。土星5號是三級火箭,由S-lC第一級、S-2第二級、S-4B第三級、儀器艙和有效載荷組成,它上面的部件多達200多萬個,一秒鐘要燒掉三四輛大卡車裝的燃料。
第一套個人火箭裝置
墨西哥的發(fā)明家發(fā)明了世界上第一套個人火箭裝置。這套裝置名為“火箭帶”,價值13萬英鎊,由過氧化氫提供動力,在800馬力火箭的推動下,它能以每小時60英里(約96千米)的速度讓使用者體驗鳥兒自由飛翔的感覺。但目前這個裝置只能飛行幾十秒鐘,發(fā)明者正在進一步改進。為了彌補這一缺憾,飛行愛好者在購買它的同時,還將獲贈一個無限自造火箭燃料的特殊裝置。