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翅果科普小讲堂——探索宇宙的伟大发明“火箭与航天器”(下)

翅果科普小讲堂——探索宇宙的伟大发明“火箭与航天器”(下) 航大翼果科技
2020-01-14
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探索宇宙的伟大发明“火箭与航天器”(上)

认识火箭


火箭是火箭发动机喷射工作介质而产生的反作用力向前推进的航天器。它自身携带全部推进剂,不依赖外界工质产生推力,可以在稠密大气层内,也可以在稠密大气层外飞行,是实现航天飞行的运载工具

我国“长征5号”运载火箭



火箭的起源与发展


说起火箭的起源,可以说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,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。

中国古代的火箭

20世纪初,俄国著名科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基从理论上证明了多级火箭可以克服地球引力而进入太空,并建立了火箭运动的基本数学方程,奠定了航天飞行动力学的基础。

俄国著名科学家齐奥尔科夫斯基

美国著名火箭专家罗伯特·哈金斯·戈达德把航天理论与火箭技术相结合,提出了火箭飞行的数学原理,指出火箭必须具有每秒7.9公里的速度才能克服地球引力,同时他研究了利用火箭把载荷送至月球的几种可能方案。

美国著名火箭专家戈达德 

二战期间,德国首次成功地发射了人类历史上第一枚弹道导弹——V-2,并于1944年9月6日首次投入作战使用。它是人类拥有的第一件向地球引力挑战的工具,成为航天技术发展史上的一个重要里程碑。

 第一枚弹道导弹——V-2

人类历史上使用过的自重最大的运载火箭——土星5号火箭,是美国国家航空航天局(NASA)在阿波罗计划和天空实验室计划两项太空计划中使用的多级可抛式液体燃料火箭,高达110.6米,起飞重量3038.5吨。

自重最大的运载火箭——土星5号火箭



火箭的结构布局


常规运载火箭的结构布局发展相对比较成熟,大致可分为以下几个结构:

1 逃逸塔:在整个火箭的最顶端,发生紧急情况时,逃逸塔发动机迅速点火,使航天员座舱(返回舱)与固体火箭分离,带领航天员迅速脱离危险区。

2 整流罩:在逃逸塔下方,起到保持火箭气动外形,保护火箭内部结构的作用。

3 飞船:飞船是火箭的载荷部分,安装于火箭内部,是宇航员的生活工作区域。

4 发动机:常见的火箭发动机有液体发动机和固体发动机,是火箭产生推力的主要结构。 

5 助推器:助推器安装在火箭的两侧,是能够使火箭迅速飞离发射器并加速达到预定飞行速度的一种小型火箭发动机。

6 稳定尾翼:安装于助推器两侧,能够增加火箭的方向稳定性。

水火箭的介绍


水火箭是一个利用质量比和气压作用而设计的教具。水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭,是用废弃的饮料瓶制作而成的一种模拟火箭发射原理的教具。它分为动力舱、箭体、箭头、尾翼、降落伞等部分。水火箭科技含量高,寓教于乐,深受广大青少年喜爱,可以让人们直观地了解导弹、运载火箭的发射升空和回收过程,理解导弹与飞机飞行的原理及其不同点。





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