三、现代火箭的发展历程

上面我们对古代火箭的产生和发展有了一个初步的认识。那么什么是现代火箭呢?它的整个发展历程又是怎样的呢?下面就来谈谈这个过程。

科学家是这样给现代火箭定义的。

靠火箭发动机喷射时产生的反作用力向前推进的飞行器,它自身携带全部推进剂,不依赖外界产生推力,可以在大气层内,也可以在大气层以外飞行。火箭的结构尽管多种多样,但其装置设备都有共同之处。任何一种火箭, 其主要组成部分都有箭体、一台或数台火箭发动机、推进剂储箱和有效载荷。

此外,可控火箭还装有控制系统。制造火箭的材料应在确保必需的强度和刚度条件下,使火箭具有最轻的重量,可采用轻金属合金、合金钢和各种塑料等。

古代火箭的发明和演进为现代火箭的发展奠定了基础。到了 16 世纪中叶,天文学家波兰人 N·哥白尼创立了科学的日心地动说,从而改变了人们对宇宙的认识。

到后来,天文学家第谷·布拉赫通过天文观测获得了大量有关行星运动的资料,经过 J·开普勒用数学方法对观测资料进行科学分析,发现了行星运动三定律,为经典天文学奠定了基础。

1609 年,伽利略用自制的望远镜观察星空,发现了自由落体定律和惯性原理,使人类对太空的认识产生了一次质的飞跃。1687 年,I·牛顿通过运动现象研究自然界的力,提出了万有引力定律和三大运动定律,创立立了天体力学。天体力学的创立,为航天先驱们克服地球引力进入太空奠定了理论基础。

近代自然科学的进步和航天理论的形成为进一步发展火箭技术创造了条件。

到了 19 世纪末,20 世纪初,由于航天理论基础的建立和现代工业的发展,在世界工业发达的国家中出现了以俄国的齐奥尔科夫斯基、美国的戈达德和德国的奥伯特为代表的航天理论先驱者,重点阐明了利用火箭进行航天飞行的基本原理。

1903 年,齐奥尔科夫斯基在从事利用火箭技术进行星际航行研究的过程中,首先建议使用具有更高能量的液体推进剂作为火箭发动机燃料。尔后戈达德和奥伯特也相继提出用液体推进剂火箭发动机作为航天推进动力的设想。

1926 年 1 月戈达德首先研制成功世界上第一枚液体火箭。液体火箭的首次飞行试验成功,不仅推动了近代火箭发展的历史,而且更主要的是为人类遨游太空找到了理想的运载工具。

近五十年来,火箭技术的应用日趋广泛,各国的航天事业蓬勃发展。 30 年代初期,世界上许多合金和航天爱好者自发的组织起来开展各种活

动,如前苏联的“反作用运动研究组”、美国和英国的“星际学会”、德国的“太空旅行学会”等等,希望把航天先驱们的理想变为现实。终于在 1942 年,世界上第一枚现代火箭试验成功,这是航天史上一块重要的里程碑。到了 1957 年 10 月,前苏联用“卫星”号运载火箭把世界上第一颗人造地球卫星送上了天,从而开创了人类航天新纪元。

现代人类社会生产活动,需要人们不断开拓新的天地。20 世纪 60 年代, 载人航天飞行的成功,标志人类已把自己的活动范围从陆地、海洋和大气层扩展到太空。加加林在太空飞行 108 分钟,绕地球轨道运行一圈后,安全返回地面。他是人类第一位进入太空的使者。

人类进入太空后,又计划登月。60 年代末,“阿波罗”工程开始组织实施。1969 年 7 月,美国宇航员 N·A·阿姆斯特朗和 E·E·奥尔德林乘“阿波罗”11 号飞船首次登月成功,创造了人类涉足地球以外另一个天体的新记录,实现了“奔月”的理想。

纵观历史进程,无论是从第一枚现代火箭——英国伦敦的 V2 火箭的成功发射,还是到第一颗人造卫星的上天,都标志着航天技术的迅猛发展。

自前苏联航天员加加林作为世界上第一位太空人被载入人类航天史册, 到美国“阿波罗”飞船的登月,人类航天史进入新的领域。

现代火箭品种之多,可谓万花筒,令人眼花缭乱,目不暇接,若按发动机所用的能源分类,可分成化学火箭、液体火箭、固体火箭、混合推进剂火箭、电火箭、带来辐射与污染威胁的核火箭、新型的太阳能火箭、未来的光子火箭。

若按用途分类,则分成探空火箭、旋转火箭、微调火箭、分离火箭、救生火箭和导弹以及运载火箭。

探空火箭又分为气象火箭、生物火箭、地球物理火箭、防雹火箭和气球发射火箭。

上述的探空火箭又被称之为造福人类的火箭。运载火箭目前主要有:

美国“大力神”号运载火箭;美国“德尔塔”号中型运载火箭;美国“土星”号巨型运载火箭;前苏联“东方”号运载火箭;前苏联“宇宙”号中型运载火箭;欧洲空间局“阿里安”号商用运载火箭;日本 N 号中型运载火箭; 中国“长征”号大型运载火箭,等等。