登陆注册
12462000000004

第4章 从古到今话火箭(4)

发射火箭由地面控制中心倒计数到零,便下令第一级火箭发动机点火。在震天动地的轰鸣声中,火箭拔地而起,冉冉上升。加速飞行段由此开始了,经过几十秒钟,运载火箭开始按预定程序缓慢向预定方向转变,100多秒钟后,在70千米左右高度,第一级火箭发动机关机分离,第二级接着点火,继续加速飞行,这时火箭已飞出稠密的大气层,可按程序抛掉卫星的整流罩。在火箭达到预定速度和高度时,第二级火箭发动机关机分离,至此加速飞行段结束。随后,运载火箭依靠已经获得的能量,在地球引力作用下,开始了惯性飞行段,直到与预定轨道相切的位置止。此时第三级火箭发动机点火,开始了最后加速段飞行。当加速到预定速度时,第三级发动机关机。至此,火箭的运载使命就全部完成了。

火箭飞行所能达到的最大速度,也就是燃料燃尽时获得的最终速度,主要取决两个条件:一是喷气速度,二是质量比(火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比)。喷气速度越大,最终速度就越大,由于现代科学技术的条件下一级火箭的最终速度还达不到发射人造卫星所需要的速度,所以发射卫星要用多级火箭。

火箭的级数并不是越多越好,级数越多,构造越复杂,工作时间的可靠性就越差。火箭和喷气式飞机一样都是反冲的重要应用。为了提高喷气速度,需要使用高质量的燃料。当燃气从细口喷出或水从弯管流出时,它们具有动量。由动量守恒定律可知,盛燃气的容器就要向相反方向运动。火箭就是靠喷出气流的反冲作用获得巨大速度的。

知识点整流罩

整流罩用于保护卫星及其他有效载荷,以防止卫星受气动力、气动加热及声振等有害环境的影响,是运载火箭的重要组成部分,卫星整流罩一般为蚌壳式(两半)结构,由端头、前锥段、圆筒段、倒锥段和纵向及横向分离机构等组成。

根据运载任务的不同,每种型号的运载火箭都具有一种或多种形状的卫星整流罩,如单星罩、双星罩、多星罩等。一种型号运载火箭也将具有多种形状的卫星整流罩,以满足不同发射任务的需求。

火箭是如何怎样分类的

火箭可按不同方法分类。按用途不同分为卫星运载火箭、布雷火箭、生物火箭、气象火箭、地球物理火箭、防雹火箭以及各类军用火箭等。按能源不同分为化学火箭、核火箭、电火箭以及光子火箭等。化学火箭又分为液体推进剂火箭、固体推进剂火箭和固液混合推进剂火箭。按有无控制分为有控火箭和无控火箭。按级数分为单级火箭和多级火箭。按射程分为近程火箭、中程火箭和远程火箭等。目前使用比较多的是化学能的多级运载火箭。火箭的分类方法虽然很多,但其组成部分及工作原理是基本相同的。

固态火箭跟液态火箭是现在常用的火箭。此外,还有混合火箭——就是用固体的燃料而用液体的氧化剂。另外,现今运载火箭大多包含了液态火箭跟固态火箭,也就是说,一个火箭可能第一节是固态的而第二节却是液态的。

火箭的基本组成部分有推进系统、箭体和有效载荷。有控火箭还装有制导系统。

火箭推进系统是火箭赖以飞行的动力源。其中火箭发动机按其性质,可分为化学火箭发动机、核火箭发动机、电火箭发动机和光子火箭发动机等。现在广泛使用的是化学火箭发动机,它是依靠推进剂在燃烧室内进行化学反应释放出来的能量转化为推力的。推力与推进剂每秒消耗量之比称为“比冲”,它是发动机性能的主要指标,其高低与发动机设计、制造水平有关,但主要取决于所选用的推进剂的性能。火箭发动机的推力,是根据其特点和用途选定的,其大小相差很大,小到微牛顿,如电火箭发动机;大到十几兆牛顿,如美国航天飞机的固体火箭助推器。

常用的运载火箭按其所用的推进剂来分,可分为固体火箭、液体火箭和固液混合型火箭三种类型。如我国的“长征三号”运载火箭是一种三级液体火箭;“长征一号”运载火箭则是一种固液混合型的三级火箭,其第一级、第二级是液体火箭,第三级是固体火箭;美国的“飞马座”运载火箭则是一种三级固体火箭。如按级数来分,运载火箭又可分为单级火箭、多级火箭。其中多级火箭按级与级之间的连接形式来分,又可分为串联型、并联型(俗称“捆绑式”)、串并联混合型三种类型。

不管是固体运载火箭还是液体运载火箭,不管是单级运载火箭还是多级运载火箭,其主要的组成部分都有结构系统、动力装置系统和控制系统。这三大系统称为运载火箭的主系统,主系统工作的可靠与否,将直接影响运载火箭飞行的成败。此外,运载火箭上还有一些不直接影响飞行成败并由箭上设备与地面设备共同组成的系统,例如遥测系统、外弹道测量系统、安全系统和瞄准系统等。

箭体结构是运载火箭的基体,它用来维持火箭的外形,承受火箭在地面运输、发射操作和在飞行中作用在火箭上的各种载荷,安装连接火箭各系统的所有仪器、设备,把箭上所有系统、组件连接组合成一个整体。

箭体用来安装和连接火箭各个系统,并容纳推进剂。箭体除要求具有良好的空气动力外形外,还要求在既定功能不变的前提下,质量越轻越好,体积越小越好。在起飞质量一定时,结构质量轻,则可获得较大的飞行速度或射程。

运载火箭的有效载荷有人造卫星、飞船和空间探测器等航天器。火箭武器的有效载荷就是战斗部(弹头)。

动力装置系统是推动运载火箭飞行并获得一定速度的装置。对液体火箭来说,动力装置系统由推进剂输送、增压系统和液体火箭发动机两大部分组成。固体火箭的动力装置系统较简单,它的主要部分就是固体火箭发动机推进剂直接装在发动机的燃烧室壳体内。

控制系统是用来控制运载火箭沿预定轨道正常可靠飞行的部分。控制系统由制导和导航系统、姿态控制系统、电源供配电和时序控制系统三大部分组成。制导和导航系统的功用是控制运载火箭按预定的轨道运动,把有效载荷送到预定的空间位置并使之准确进入轨道。姿态控制系统(又称“姿态稳定系统”)的功用是纠正运载火箭飞行中的俯仰、偏航、滚动误差,使之保持正确的飞行姿态。电源供配电和时序控制系统则按预定飞行时序实施供配电控制。

遥测系统的功用是把运载火箭飞行中各系统的工作参数及环境参数测量下来,通过运载火箭上的无线电发射机将这些参数送回地面,由地面接收机接收;也可以将测量所得的参数记录在运载火箭上的磁记录器上,在地面回收磁记录器。这些测量参数既可用来预报航天器入轨时的轨道参数,又可用来鉴定和改进运载火箭的性能。一旦运载火箭在飞行中出现故障,这些参数就是故障分析的依据。

外弹道测量系统的功用是利用地面的光学和无线电设备与装在运载火箭上的对应装置一起对飞行中的运载火箭进行跟踪,并测量其飞行参数,用来预报航天器入轨时的轨道参数,也可用来作为鉴定制导系统的精度和故障分析依据。

安全系统的功用是当运载火箭在飞行中一旦出现故障不能继续飞行时,将其在空中炸毁,避免运载火箭坠落时给地面造成灾难性的危害。安全系统包括运载火箭上的自毁系统和地面的无线电安全系统两部分。箭上的自毁系统由测量装置、计算机和爆炸装置组成。当运载火箭的飞行姿态、飞行速度超出允许的范围,计算机发出引爆爆炸装置的指令,使运载火箭在空中自毁。无线电安全系统则是由地面雷达测量运载火箭的飞行轨道,当运载火箭的飞行超出预先规定的安全范围时,由地面发出引爆箭上爆炸装置的指令,由箭上的接收机接收后将火箭在空中炸毁。

瞄准系统的功用是给运载火箭在发射前进行初始方位定向。瞄准系统由地面瞄准设备和运载火箭上的瞄准设备共同组成。

为成功地发射火箭,还必须有地面发射设备和发射设施。地面发射设备有大有小。小的可手提肩扛,如便携式防空火箭和反坦克火箭的发射筒(架);大的如卫星运载火箭,则需有固定的发射场和庞大的发射设施,以及飞行跟踪测控台站等。

知识点空间探测器

空间探测器又称深空探测器或宇宙探测器,是对月球和月球以外的天体和空间进行探测的主要工具。空间探测器装载科学探测仪器,由运载火箭送入太空,飞近月球或行星进行近距离观测,做人造卫星进行长期观测,着陆进行实地考察,或采集样品进行研究分析。

空间探测器的显著特点是,在空间进行长期飞行,地面不能进行实时遥控,所以必须具备自主导航能力;向太阳系外行星飞行,远离太阳,不能采用太阳能电池阵,而必须采用核能源系统;承受十分严酷的空间环境条件,需要采用特殊防护结构;在月球或行星表面着陆或行走,需要一些特殊形式的结构。

同类推荐
  • 食品工厂设计

    食品工厂设计

    食品工厂设计是一项复杂的工作,要想完成设计任务必须做好多专业人员的合作。因此,对于食品科学与工程专业设计人员来说,为了保证设计工作的规范性和建成投产后的食品的卫生安全,除了掌握食品工厂工艺设计的原则和基本方法步骤外,还必须了解其他相关专业设计方面的知识并做好与其他专业设计人员的沟通交流和配合工作。因此,本书以“食品工厂工艺设计”为中心,内容包括基本建设的概念、基本建设程序的相关知识,食品工厂建设前期的项目决策及可行性研究的重要意义和方法,食品工厂公用工程设计的原则和方法,食品工厂设计对厂址选择、总平面设计和卫生等方面的相关规范要求以及食品工厂建成后的经济技术分析等。
  • 人类最伟大与最糟糕的发明

    人类最伟大与最糟糕的发明

    科学技术的飞速发展为人类创造了无穷的物质财富,使人类享有人无法企及的巨大能量。这些卓越的成果改变了人类生产和生活的方式及质量,同时也深刻地更新了人类的思维观念和对世界的认知,改变并继续改变着世界的面貌。科学技术的发展极大地影响着社会的发展,人类发展的足迹在几个世纪的漫长历程中,有很多值得回忆的东西,比如文字的发明创造,以及天文、历法、数学等方面所取得的辉煌成就,不能不说这是人类文明史上最伟大的贡献,它使人类的生活发生了翻天覆地的变化。
  • 淡水水库温室气体状态的评价与测量方法

    淡水水库温室气体状态的评价与测量方法

    淡水水库可基于多种目的调节流量,包括:供水、灌溉、防洪减灾、抗旱、航运和水电。陆地表面积转换形成水体,和相关水面气体流量测量已经表明二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)排放可能和温室气体(GHG)交换的全球清单有关。研究表明寒冷和温和气候条件下的排放水平普遍较低,而较高的排放量似乎和持续缺氧的热带系统有关。然而,改进可用的信息和工具对于支持已有水库和新建水库的温室气体状态以及采取必要缓解措施的明智决策非常重要。
  • 生存与毁灭:长江上游及三江源地区生态环境考察纪实

    生存与毁灭:长江上游及三江源地区生态环境考察纪实

    本书以报告文学的形式、对三江源头和长江上游地区生态危机进行记述与表现,针对人类对大自然的破坏、作者对“人类与自然和谐相处”进行了呼吁。
  • 我跟师傅学工程管理

    我跟师傅学工程管理

    全书共分4章,旨在让工人了解装修的重要行业知识,为工人们提升自己,独立接恰装修项目提供知识储备。第一章,工程预算报价,介绍工程预算的基本方法;第二章,合同的拟定,介绍怎样拟定合同,并详细讲解工程中的甲乙双方各自承担的责任;第三章,施工现场流程管理,主要涉及装修工程中的成本、进度、质量和安全管理;第四章,装修中的法律法规及相关规定,是国家对装修行业的强制性法律法规,如在施工过程中出现的人身安全问题、合同纠纷问题等。并附录一套家装施工合同,以供参考。
热门推荐
  • 结婚向左,离婚向右

    结婚向左,离婚向右

    本是楼梯口一次意外的邂逅,却擦出了爱的火花,苦苦找寻中再次相遇,却发现他们拥有着无法靠近的身份,在这段不为世俗所接受的禁忌恋中,她进退维谷,他步步为营。当她终于鼓起勇气,倾心相许却惨遭误会的背叛,他,因恨远走他乡;她,为爱固守原地。三年之后,当她决定放弃这份无望的等待,为他人穿上嫁衣的时候,他却突然归来,爆出一个惊人的秘密……看狐狸学生如何用爱,画地为牢,俘获美女老师的芳心,演绎一场甜到忧伤的爱恋。
  • 空间灵泉之田园医女

    空间灵泉之田园医女

    本文为1V1宠文,种田养包子你值得拥有。※※※她只是想去见识一下那些刚出土的古老农具,谁知道就莫名其妙的来到了这么一个穷困的地方。家徒四壁不说,还有一大群亲戚忙着搬家里仅剩下的一点东西,说是已经给她找好了人家,让她赶紧改嫁。反正相公已经战死了,赶紧拿着抚恤费走人,家里这两个嗷嗷待哺的奶娃娃就交给瘦弱的小叔子照看。苍天啊,这都是些什么极品啊。好在她那个没见过面的相公给她留下了一个祖传的玉镯,竟然可以开启神秘的药师空间。灵泉、医术传承以及萌宠,看她如何利用这些发家致富,完虐极品亲戚,在古代过的风生水起。卖山货,做美食,养包子。买田地,雇长工,建庄园。开店铺,修航道,通海运。一切都是那么的完美,不过,她那个传说已经死了的相公怎么又出现了呢?※※※精彩片段一:"晴晴,为夫回来了。"一个满脸胡须的人穿着盔甲一脸兴奋的走回家,"咦?这还是我们家吗?变化好大啊。""娘亲,你快来看啊,家里来了一个怪蜀黍,宝宝好害怕。"小萝莉睁着大眼睛看着眼前的人,一副被吓坏了的模样。一个小正太挺起小胸脯,将其护在身后,冷静的说道"妹妹不要怕,哥哥会保护你的。"秦晴晴杀气腾腾的从厨房里拿把刀出来,道"我倒要看看,谁那么大胆,敢动我的娃。额,这位大叔,请问你是哪位"※※※精彩片段二:"娘亲,宝宝今天很乖哦,你要做什么好吃的奖励我啊。"一个打扮可爱的小萝莉可怜巴巴的看着秦晴晴,让人不忍心拒绝。秦晴晴捏了捏自己还有些酸痛的腰,想起了昨天晚上发生的事情,咬了咬牙关,有些咬牙切齿的道"因为你爹爹不乖,所以今天娘亲不打算做饭了。""嘤嘤嘤,爹爹是坏人,宝宝不喜欢她了。"一听没有美食,小萝莉的眼泪掉了下来。"妹妹乖,不要哭了,哥哥以后也不喜欢他了。"小正太一本正经的说道。在外面笑得春风得意的袁荣瑾猛的打了个喷嚏,不知道到底发生了什么。
  • 李欣颍重生之清朝格格

    李欣颍重生之清朝格格

    李欣颖现十六岁现代人,王俊凯的女朋友。由于王俊凯是个明星,因此李欣颖压力山大,因为两个人之间差别很大,所以两个人之间有很多误会。因此,女主含恨而终……没有女主的世界男主也觉得活着没意思于是,男主也随女主去了……之后,男主,女主再次重生相遇……重生在古代的他(她)们又会有怎样的邂逅呢!让我们拭目以待!!!!
  • 女人必读:爱情靠抢,婚姻靠养

    女人必读:爱情靠抢,婚姻靠养

    为什么相貌平平的女孩,会成为爱情的赢家,婚姻的“娇点”?而那些有小漂亮,小才华的高学历女孩,却容易华丽的变身为“齐天大剩”?这是一个蓝领女孩不愁嫁,白领女孩恨嫁的时代。为什么越高端的女孩,在婚恋市场里越“低迷”?情感咨询专家告诉你,风光大嫁的秘诀。爱情需要霸气,婚姻需要杀气,围追阻截,把“好桃花”绑架回你的洞房。“硬控制”,“软着陆”,抓个优质男风光大嫁。这个时代,智商毁人,情商活人。爱情,是女人最后一颗救命稻草。教你用最狠的智慧,完成最华丽的二次投胎。
  • 大涅磐

    大涅磐

    人生在世只有短短百年。修炼却可以不断的将人的寿命延长。然而,世上之人真的能达永生吗?一炼体:强筋炼骨,引气沸血,血肉凝聚,直至肉体圆满。二炼劲:威拳力,修拳势,达拳意,拳拳横行人世。三炼神:通达心志,明悟本心,直破人意,可达千年不灭。四炼虚:以身化虚,天人合一,踏碎虚空,游离天地之外。然天地亦灭,况人呼?天地不仁,则天地不永存;人道不正,则人不可永生。人道仍存,则人道需涅磐;强者横行,则强者亦涅磐;天地依在,天地焉能不涅磐?涅磐,涅磐,大涅磐……改人命,争气运,万物破而后立,谁人大涅磐重生?
  • 心痛你的心疼

    心痛你的心疼

    爱情,到底存不存在这样一种东西?如果它存在,它为什么长着不统一的脸。如果它不存在,那为什么有人为它哭,为它笑,为它放弃一切。爱情,归根结底是不是我们为了满足现实的需要而编造出的一个最大的谎言。
  • 珞伽谣

    珞伽谣

    ——“你喜欢薜荔还是蘼芜?”“我喜欢你。”——“这汉水只管往前流着,从来不回头,可见是世间最无情之物,你自己心里有情,偏偏要硬加在这无情之物上。”——“如果有来世,我们一定可以忘记彼此,我要化成一捧飞灰,这样你就不会来找我,不用受这颠沛流离的苦。”
  • 小生受不起啊

    小生受不起啊

    听说学校有八大怪闻,但是从来没有听说过晚上在走廊奔跑会被关进棺材里!!!那用着机械音鄙视人的系统是怎么回事,你只是一只人工智能啊亲!!!那坑爹的附带技能是怎么回事,都掉节操了啊亲!!!还有,那边的尸体能请你躺好吗,诈尸什么的太没有职业道德了!!!
  • 霸道三小只

    霸道三小只

    大家,都在舞台上看见过三小只,可是你们见过他们私底下是那样的霸道的吗?
  • 帝国风云之《圣武传》系列

    帝国风云之《圣武传》系列

    “古德拉斯”帝国所使用的语言,是“服斯通”语系。它的特点是结构比较复杂和紧凑,有很多的特殊定义词被用来表达一句话,或者是更多的内容。“古德拉斯”一词,在服斯通语中。它的意思是:众天神的居住之所。而这个国家也的确是一个有着众多另类风俗的神话传说的国度,在这个国度里最早的有关于神圣的传说就是:……在很久很久以前,上帝开辟了这片天地。上帝有两个儿子,于是他就让他的儿子在“神权”和“皇权”之中做出选择。上帝的大儿子做为哥哥,他就让他的弟弟先选择。上帝的小儿子毫不犹豫的就选择了“皇权”,当上帝的小儿子选择了“皇权”以后,上帝的大儿子自然就选择了“神权”……