*四、火 箭

火箭起源于中国,是我国古代的重大发明之一,我国早在宋代就发明了火箭(图 3—10),它的构造是在箭上扎一个火药筒,筒的前端是封闭的.点燃火药时,火药燃烧生成的燃气以很大的速度向后喷出,火箭就向前运动.

现代的火箭,原理同古代火箭相同,但构造要复杂得多.现代火箭用来发射探测仪器以及人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等空间飞行器.

火箭发动机工作时,燃料和氧化剂在燃烧室内燃烧,产生高温燃气, 燃气通过喷管向后高速喷出,对火箭产生推力,把火箭发射出去.火箭是热机的一种,工作时,燃料的化学能最终转化成火箭的机械能.

火箭用的燃料、氧化剂有液体和固体两种,分别叫做液体火箭和固体火箭.目前大多数空间运载火箭都是液体火箭.

不论是液体火箭还是固体火箭,燃料和氧化剂的质量要占整个火箭质量的 80%以上,因此,燃料和氧化剂几乎占满了整个火箭的容积.人们在设计制造火箭时,总是想办法减小火箭结构部分的质量,因为运载火箭的任务是把人造卫星等有效载荷送到空间轨道,之后,火箭结构本身就没有用处了,它们将坠入大气层焚毁.

现代的火箭,在技术上已经有了相当的发展.除了单级火箭外还出现了多级火箭,图 3—11 是三级火箭.当火箭的第一级完成工作后,就会与上面几级脱离开,接着第二级点火继续工作,直至第三级工作完毕,最后把航天器送入预定轨道.多级火箭及时地把对后面飞行没有用处的空壳脱掉,下一级火箭工作中要推动的总体质量就减少了,这样可以使火箭达到更高的速度.但是,多级火箭构造复杂,可靠性也较差,实际上使用的多级火箭都是二级的或三级的.

我国的火箭技术近十几年有了很大发展,已进入了世界的先进行列.具有世界先进水平的“长征二号 E”捆绑式火箭,全长 51 米,共有 8 个发动

机,起飞质量 460 吨,起飞推力 588 万牛,可将 8.8 吨的航天器送入地球轨道.本书封面是“长征二号 E”捆绑式火箭正在发射的情形.