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運(yùn)載火箭是怎樣發(fā)展起來(lái)的?

運(yùn)載火箭是怎樣發(fā)展起來(lái)的?

    “火箭”一詞根據(jù)古書記載,最早出現(xiàn)在公元3世紀(jì)的三國(guó)時(shí)代,距今已有1700多年的歷史了。當(dāng)時(shí)在敵我雙方的交戰(zhàn)中,人們把一種頭部帶有易然物、點(diǎn)燃后射向敵方、飛行時(shí)帶火的箭叫做火箭。這是一種用來(lái)火攻的武器,實(shí)質(zhì)上只不過(guò)是一種帶“火”的箭,在含義上與我們現(xiàn)在所稱的火箭相差甚遠(yuǎn)。唐代發(fā)明火藥之后,到了宋代,人們把裝有火藥的筒綁在箭桿上,或在箭桿內(nèi)裝上火藥,點(diǎn)燃引火線后射出去,箭在飛行中借助火藥燃燒向后噴火所產(chǎn)生的反作用力使箭飛得更遠(yuǎn),人們又把這種噴火的箭叫做火箭。這種向后噴火、利用反作用力助推的箭,已具有現(xiàn)代火箭的雛形,可以稱之為原始的固體火箭。

  那么,現(xiàn)代火箭的含義是什么呢?我們現(xiàn)在所稱的“火箭”,是指一種自身既帶有燃料,又帶有助燃用的氧化劑,用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)作動(dòng)力裝置,可在大氣層內(nèi)飛行,也可在沒(méi)有空氣的大氣層外的太空飛行的飛行器。

  現(xiàn)代火箭的發(fā)展得益于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展和液體火箭的誕生。19世紀(jì)80年代,瑞典工程師拉瓦爾發(fā)明了拉瓦爾噴管,使火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)日臻完善。1925年11月,美國(guó)科學(xué)家羅伯特·戈達(dá)德研制的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)成功;接著,他又于1926年3月16日進(jìn)行了世界上第一枚液體火箭的發(fā)射試驗(yàn),火箭成功地飛行了50多米。液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是一種性能比固體火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)越、推力容易調(diào)整、可以多次啟動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。因而,液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)成功和液體火箭的誕生,使現(xiàn)代火箭的發(fā)展跨進(jìn)了一個(gè)新的階段。

  不論是原始火箭,還是現(xiàn)代火箭,最先得到廣泛應(yīng)用的場(chǎng)合都屬于軍事領(lǐng)域,作為一種武器來(lái)使用。我國(guó)早在公元10至11世紀(jì)宋代時(shí)期,在戰(zhàn)爭(zhēng)中就開始使用火箭武器。到了明代,火箭武器得到了更大的發(fā)展。從公元14世紀(jì)開始,中國(guó)的火箭技術(shù)又經(jīng)印度、阿拉伯等地逐步傳入歐洲。于是,火箭武器在亞歐一些國(guó)家也得到了應(yīng)用和發(fā)展。但早期的火箭武器,發(fā)射出去之后都不再進(jìn)行控制。這種稱為火箭彈的無(wú)控火箭武器,其命中目標(biāo)的精度差,作戰(zhàn)效率不高,發(fā)揮的威力有限。隨著戰(zhàn)爭(zhēng)的需要,迫切要求提高武器的命中精度,于是一種在火箭上裝上控制設(shè)備以控制其飛行的武器應(yīng)運(yùn)而生。這種武器我們稱之為“導(dǎo)彈”。德國(guó)是最早研制導(dǎo)彈的國(guó)家。1931年5月,德國(guó)科學(xué)家赫爾曼·奧伯特領(lǐng)導(dǎo)的宇宙航行協(xié)會(huì)試驗(yàn)成功了歐洲的第一枚液體火箭。到了1932年,德國(guó)軍方在參觀該協(xié)會(huì)研制的液體火箭發(fā)射試驗(yàn)之后,意識(shí)到火箭武器在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中具有的巨大潛力,便開始組織一批科學(xué)家和工程技術(shù)人員,集中力量秘密研制火箭武器。到40年代初,德國(guó)在第二次世界大戰(zhàn)中期,先后研制成功了能用于實(shí)戰(zhàn)的V-1、V-2兩種導(dǎo)彈。其中V-1是一種飛航式有翼導(dǎo)彈,采用空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)作動(dòng)力裝置;V-2是一種彈道式導(dǎo)彈,采用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)作動(dòng)力裝置。

  由于最早出現(xiàn)的一些導(dǎo)彈是用火箭來(lái)推進(jìn)的,有人就把它稱之為火箭,因此火箭與導(dǎo)彈這兩個(gè)名詞有時(shí)常常混為一談。其實(shí)這兩者在概念上是有差別的。導(dǎo)彈是指依靠自身的動(dòng)力裝置推進(jìn),由控制系統(tǒng)控制其飛行并導(dǎo)向目標(biāo)的一種武器,而火箭則是一種依靠火箭發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的反作用力推進(jìn)的飛行器。
 
  一枚導(dǎo)彈是由兩個(gè)主要部分組成,一是戰(zhàn)斗部,二是運(yùn)載器。真正直接用來(lái)作戰(zhàn)的是戰(zhàn)斗部。有些導(dǎo)彈的戰(zhàn)斗安排在導(dǎo)彈的最前端,稱之為彈頭。戰(zhàn)斗部?jī)?nèi)裝的可以是炸藥,也可以是核武器、化學(xué)武器或其他裝置。運(yùn)載器則是用來(lái)把戰(zhàn)斗部送向目標(biāo)的一種可控制的飛行器,由結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、動(dòng)力裝置系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。運(yùn)載器可以是有控的火箭,也可以是其他類型的飛行器。彈道式導(dǎo)彈都用有控火箭作運(yùn)載器,而在大氣層內(nèi)飛行的巡航導(dǎo)彈,其運(yùn)載器則是一種用空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)或沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī))作動(dòng)力裝置,類似無(wú)人駕駛飛機(jī)一類的的飛行器。用有控火箭作運(yùn)載器,這種運(yùn)載器亦稱之為運(yùn)載火箭。
  
  運(yùn)載火箭不但可以用來(lái)運(yùn)送戰(zhàn)斗部,并使其擊中目標(biāo)構(gòu)成導(dǎo)彈;而且可以用來(lái)運(yùn)送各種類型的航天器,例如,人造地球衛(wèi)星、載人飛船、空氣站和空間探測(cè)器等,并使他們準(zhǔn)確進(jìn)入軌道。早期運(yùn)送航天器的運(yùn)載火箭就是從導(dǎo)彈運(yùn)載派生出來(lái)的。蘇聯(lián)發(fā)射世界上第一顆人造地球衛(wèi)星的衛(wèi)星號(hào)運(yùn)載火箭,就是用蘇聯(lián)最早研制成功的P-7洲際戰(zhàn)略導(dǎo)彈的運(yùn)載器改制而成。我國(guó)的長(zhǎng)征二號(hào)運(yùn)載火箭也是在我國(guó)研制的第一代洲際戰(zhàn)略導(dǎo)彈的運(yùn)載器基礎(chǔ)上改制而成。以后,隨著航天器類型與數(shù)量的增多,航天發(fā)射范圍的擴(kuò)大,發(fā)射航天器的運(yùn)載火箭開始獨(dú)立發(fā)展并自成系列。我國(guó)的長(zhǎng)征三號(hào)系列、長(zhǎng)征四號(hào)系列運(yùn)載火箭就是專為發(fā)射不同軌道的航天器而研制的專用運(yùn)載火箭。
  
  由于運(yùn)載火箭可以在大氣層外飛行,所以它已成為人類進(jìn)行航天活動(dòng)必不可少的工具。運(yùn)載火箭技術(shù)亦已成為一個(gè)國(guó)家航天技術(shù)的重要基礎(chǔ)。當(dāng)前,世界上航天技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家都在為研制高可靠、低成本、大推力、無(wú)污染、多用途以及可以重復(fù)使用的運(yùn)載火箭而不懈努力。

轉(zhuǎn)    自:《叩開太空之門—航天科技知識(shí)問(wèn)答》
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