1.有關(guān)火箭的知識
火箭百科名片 火箭(rocket)是以熱氣流高速向后噴出,利用產(chǎn)生的反作用力向前運(yùn)動(dòng)的噴氣推進(jìn)裝置。它自身攜帶燃燒劑與氧化劑,不依賴空氣中的氧助燃,既可在大氣中,又可在外層空間飛行。現(xiàn)代火箭可用作快速遠(yuǎn)距離運(yùn)送工具,如作為探空、發(fā)射人造衛(wèi)星、載人飛船、空間站的運(yùn)載工具,以及其他飛行器的助推器等。如用于投送作戰(zhàn)用的戰(zhàn)斗部(彈頭),便構(gòu)成火箭武器。其中可以制導(dǎo)的稱為導(dǎo)彈,無制導(dǎo)的稱為火箭彈。有同名籃球隊(duì),因其所在城市休士頓為美國航天科技中心而得名。 目錄[隱藏] 基本簡介 【歷史由來】 【火箭的故鄉(xiāng)在中國】 【法規(guī)】 【分類與組成】 【現(xiàn)狀與發(fā)展】 【模擬火箭】 【世界各國發(fā)射紀(jì)錄】 【詞語解釋】 【運(yùn)載火箭】 【宇宙火箭】 【氣象火箭】 【現(xiàn)代火箭里程碑】 【火箭炮】 【多級火箭】 【NBA球隊(duì)】 【斯諾克選手】基本簡介 【歷史由來】 【火箭的故鄉(xiāng)在中國】 【法規(guī)】 【分類與組成】 【現(xiàn)狀與發(fā)展】 【模擬火箭】 【世界各國發(fā)射紀(jì)錄】 【詞語解釋】【運(yùn)載火箭】【宇宙火箭】【氣象火箭】【現(xiàn)代火箭里程碑】【火箭炮】【多級火箭】【NBA球隊(duì)】【斯諾克選手】 [編輯本段]基本簡介 火箭是目前唯一能使物體達(dá)到宇宙速度,克服或擺脫地球引力,進(jìn)入宇宙空間的運(yùn)載工具。火箭的速度是由火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作獲得的。早在1903年齊奧爾科夫斯基就推導(dǎo)出單級火箭的理想速度公式:V=ωLnMo/Mk,被稱為齊奧爾科夫斯基公式。ω為發(fā)動(dòng)機(jī)的噴氣速度,Mo和Mk,分別是火箭的初始質(zhì)量和發(fā)動(dòng)機(jī)熄火(推進(jìn)劑用完)時(shí)的質(zhì)量。Mo/Mk被稱為火箭的質(zhì)量比。 由這個(gè)公式可知,火箭的速度與發(fā)動(dòng)機(jī)的噴氣速度成正比,同時(shí)隨火箭的質(zhì)量比增大而增大。即使使用性能最好液氫液氧推進(jìn)劑,發(fā)動(dòng)機(jī)的噴氣速度也只能達(dá)到4.3~4.4公里/秒。因此,單級火箭不可能把物體送入太空軌道,必須采用多級火箭,以接力的方式將航天器送入太空軌道。 火箭用于運(yùn)載航天器叫航天運(yùn)載火箭,用于運(yùn)載軍用炸彈叫火箭武器(無控制)或?qū)棧ㄓ锌刂疲?。航天運(yùn)載火箭一般由動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成,有的還加遙測、安全自毀和其他附加系統(tǒng)。 多級火箭各級之間的聯(lián)接方式,有串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián)幾種。串聯(lián)就是把幾枚單級火箭串聯(lián)在一條直線上;并聯(lián)就是把一枚較大的單級火箭放在中間,叫芯級,在它的周圍捆綁多枚較小的火箭,一般叫助推火箭或助推器,即助推級;串并聯(lián)式多級火箭的芯級也是一枚多級火箭。 多級火箭各級之間、火箭和有效載荷及整流罩之間,通過連接一分離機(jī)構(gòu)(常簡稱為分離機(jī)構(gòu))實(shí)現(xiàn)連接和分離。分離機(jī)構(gòu)由爆炸螺栓(或爆炸索)和彈射裝置(或小火箭)組成。平時(shí),它們由爆炸螺栓或爆炸索連成一個(gè)整體;分離時(shí),爆炸螺栓或爆炸索爆炸,使連接解鎖,然后由彈射裝置或小火箭將兩部分分開,也有借助前面一級火箭發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后的強(qiáng)大射流分開的。 火箭技術(shù)是一項(xiàng)十分復(fù)雜的綜合性技術(shù),主要包括火箭推進(jìn)技術(shù)、總體設(shè)計(jì)技術(shù)、火箭結(jié)構(gòu)技術(shù)、控制和制導(dǎo)技術(shù)、計(jì)劃管理技術(shù)、可靠性和質(zhì)量控制技術(shù)、試驗(yàn)技術(shù),對導(dǎo)彈來說還有彈頭制導(dǎo)和控制、突防、再入防熱、核加固和小型化等彈頭技術(shù)。
2.火箭發(fā)射原理
火箭的原理當(dāng)然是著名的牛頓的第三定律。
但是,由于要飛出大氣層,所以阻力越小越好,就不用升力單翼,所以發(fā)動(dòng)機(jī)提供全部的反重力。需要垂直發(fā)射。
能發(fā)射衛(wèi)星的火箭一般為三級,第一級推力很大,垂直上升段可以獲得有效的速度和高度。然后火箭開始程序轉(zhuǎn)彎,使速度方向有切地球的分量,這是因?yàn)樾l(wèi)星想要不斷飛行,必須要有一定速度。
所以,火箭分垂直上升段——獲得速度和高度,程序轉(zhuǎn)彎后以彈道軌跡(洲際彈道導(dǎo)彈就同運(yùn)載火箭同樣)飛出大氣層,最后,發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī),衛(wèi)星因慣性入軌,同時(shí)微型發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整軌道。
火箭之所以能這樣,是因?yàn)樗玫幕鸺l(fā)動(dòng)機(jī)是通過噴射氣體來得到作用力,故可以有效地利用控制噴射氣體方向來轉(zhuǎn)向,這種技術(shù)稱為矢量推力技術(shù),戰(zhàn)機(jī)上的(如蘇35)的矢量推力比火箭的這種技術(shù)遲了很多時(shí)間。最早的彈道導(dǎo)彈(遠(yuǎn)程運(yùn)載火箭)V2就是有這技術(shù)了,它通過四個(gè)導(dǎo)流板,將一部分噴射氣體偏轉(zhuǎn),就實(shí)現(xiàn)了矢量推力。
現(xiàn)代的矢量推力技術(shù)是一種稱為擺動(dòng)噴管的結(jié)構(gòu),更先進(jìn),更精確,推力損失最小。
火箭之所以能夠?qū)崿F(xiàn)推力轉(zhuǎn)彎,是因?yàn)樗幸惶讓?dǎo)航系統(tǒng),通常是無線電或慣性導(dǎo)航系統(tǒng),這樣可以知道即時(shí)速度和高度,從而反饋給自動(dòng)駕駛儀,自動(dòng)駕駛儀就控制矢量推力系統(tǒng)進(jìn)行程序轉(zhuǎn)彎。
3.求火箭發(fā)射相關(guān)知識
火箭原理
發(fā)動(dòng)機(jī)
當(dāng)大多數(shù)人想到馬達(dá)或發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),會認(rèn)為它們與旋轉(zhuǎn)有關(guān)。例如,汽車?yán)锏耐鶑?fù)式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)能量以驅(qū)動(dòng)車輪。電動(dòng)馬達(dá)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)能量則用來驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇或轉(zhuǎn)動(dòng)磁盤。蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)也用來完成同樣的工作,蒸汽輪機(jī)和大多數(shù)燃?xì)廨啓C(jī)也是如此。
火箭發(fā)動(dòng)機(jī)則與之有著根本的區(qū)別。它是一種反作用力式發(fā)動(dòng)機(jī)。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是以一條著名的牛頓定律作為基本驅(qū)動(dòng)原理的,該定律認(rèn)為“每個(gè)作用力都有一個(gè)大小相等、方向相反的反作用力”?;鸺l(fā)動(dòng)機(jī)向一個(gè)方向拋射物質(zhì),結(jié)果會獲得另一個(gè)方向的反作用力。
開始時(shí)您可能很難理解“拋射物質(zhì),獲得反作用力”這個(gè)概念,因?yàn)檫@好像和真實(shí)情況不大一樣?;鸺l(fā)動(dòng)機(jī)似乎只會發(fā)出火焰和噪音,制造壓力,而與“拋射物質(zhì)”沒什么關(guān)系。我們來看幾個(gè)例子,以便更好地了解真實(shí)情況:
如果您曾經(jīng)使用過獵槍,特別是那種12鉛徑的大獵槍,那么您就知道它會產(chǎn)生巨大的“撞擊力”。也就是說,當(dāng)您開槍時(shí),獵槍會狠狠地向后“撞擊”您的肩膀。這種撞擊力就是反作用力。獵槍將31.1克的金屬以大約1120公里/小時(shí)的速度沿某個(gè)方向發(fā)射出去,同時(shí)您的肩膀會受到反作用力的撞擊。如果您開槍時(shí)穿著輪滑鞋或站在滑雪板上,槍會起到類似于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的作用,反作用力會使您向相反的方向滑動(dòng)。
如果您見過粗大的消防水管噴水的場景,可能會注意到消防員要花很大的力氣才能抓住它(有時(shí)您會看到有兩名或三名消防員手持同一根消防水管)。水管發(fā)生的情況與火箭發(fā)動(dòng)機(jī)類似。水管向一個(gè)方向噴水,消防員們則運(yùn)用自身的力量和重量來克服反作用力。如果他們放開水管,那么水管會勁頭十足地四處亂撞。如果消防員全都站在滑雪板上,水管將推動(dòng)他們以極快的速度向后移動(dòng)。
如果您吹起一個(gè)氣球,然后放開它,那么它會滿屋子亂飛,直到里面的空氣漏光為止,這就是您制造的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。在這種情況下,被拋射出去的是氣球中的空氣分子。與許多人的想法不同,空氣分子其實(shí)是有質(zhì)量的(請查看有關(guān)氦的頁面,以便更好地了解空氣質(zhì)量的問題)。如果您讓空氣從氣球的噴口中噴出來,氣球的其余部分則會向相反的方向運(yùn)動(dòng)。
火箭燃料
燃料是氮的氧化物有:CO,H2,C2H2,CH4,C2H4,CH3CH2OH,N2H4,高級硼硅烷(這都是火箭推進(jìn)器的燃料)。和2踢腳差不多的 點(diǎn)火和原理都一樣 只是上面的那層不是火藥 是火箭頭(里面是衛(wèi)星之類的東西) 航空煤油是無色透明的,聞上去和普通的煤油沒什么區(qū)別,而且不易揮發(fā)。燃點(diǎn)大約在300C左右,別說用打火石了,就算用明火也是點(diǎn)不燃的! 運(yùn)載火箭使用什么動(dòng)力把航天器送上太空的呢?早在運(yùn)載火箭發(fā)明前,人們使用油和汽作燃料,汽車、輪船和飛機(jī)就是靠這些燃料來行駛的。后來,科學(xué)家發(fā)明了靠化學(xué)能來產(chǎn)生動(dòng)力的運(yùn)載火箭。運(yùn)載火箭是用煤油、酒精、偏二甲肼、液態(tài)氫等作為燃燒劑,而用硝酸、液態(tài)氮等提供的氧化劑幫助燃燒的,人們習(xí)慣上把燃燒劑和氧化劑通稱為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料或推進(jìn)劑。
推進(jìn)劑
從物理形態(tài)上講,火箭發(fā)動(dòng)機(jī)使用的推進(jìn)劑有兩種形式,一種是液態(tài)物質(zhì),另一種是固態(tài)物質(zhì)。燃燒劑和氧化劑都是呈液體形態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)則稱為液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī),或稱為液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī),兩者都是呈固體狀態(tài),則稱為固體燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)或固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。如果在兩種燃料中,一種為固體,一種為液體,則稱為固-液火箭發(fā)動(dòng)機(jī)或直接稱其物質(zhì)名稱的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。如,氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。由于固態(tài)燃燒劑產(chǎn)生的能量比液體氧化劑發(fā)出的能量高,所以,目前研制的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)多是固-液火箭發(fā)動(dòng)機(jī),兩種燃料相遇燃燒,形成高溫高壓氣體,氣體從噴口噴出,產(chǎn)生巨大推力而把運(yùn)載火箭送上了太空。
4.航天的小知識
航空航天技術(shù) 為航空航天活動(dòng)的順利進(jìn)行而創(chuàng)立的一系列高級復(fù)雜的施工作業(yè)程序。它涉及人力資源配置,設(shè)備儀器搭配與安裝使用等艱深的學(xué)術(shù)作業(yè)。是國家,民族,乃至整個(gè)人類發(fā)展的高度追求。
航空航天電子技術(shù) 航空航天電子技術(shù)(electronics for aeronautics and astronautics)
[編輯本段]概述
應(yīng)用于航空工程和航天工程的電子與電磁波理論和技術(shù)。在現(xiàn)代航空和航天工程中電子系統(tǒng)是重要的系統(tǒng)之一。
[編輯本段]組成
它按功能分為通信、導(dǎo)航、雷達(dá)、目標(biāo)識別、遙測、遙控、遙感、火控、制導(dǎo)、電子對抗等系統(tǒng)。各種系統(tǒng)一般包括飛行器上的電子系統(tǒng)和相應(yīng)的地面電子系統(tǒng)兩部分,這兩部分通過電磁波傳輸信號合成為一個(gè)系統(tǒng)。和這些電子系統(tǒng)有關(guān)的電子理論和技術(shù)有通信理論、電磁場理論、電波傳播、天線、檢測理論和技術(shù)、編碼理論和技術(shù)、信號處理技術(shù)等,而微電子技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)則是提高各種電子系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)。它們的發(fā)展使飛行器上的電子系統(tǒng)進(jìn)一步小型化和具有實(shí)時(shí)處理更大量數(shù)據(jù)的能力,進(jìn)而使飛機(jī)的性能(機(jī)動(dòng)能力、火控能力、全天候飛行、自動(dòng)著陸等)大為提高,航天器的功能(科學(xué)探測、資源勘測、通信廣播、偵察預(yù)警等)日益擴(kuò)大。
[編輯本段]特點(diǎn)
一、航空航天飛行器上電子設(shè)備的特點(diǎn)是:
①要求體積小、重量輕和功耗?。虎谀茉趷毫拥沫h(huán)境條件下工作;③高效率、高可靠和長壽命。在高性能飛機(jī)和航天器上,這些要求尤為嚴(yán)格。飛機(jī)和航天器的艙室容積、載重和電源受到嚴(yán)格限制。衛(wèi)星上設(shè)備重量每增加1公斤,運(yùn)載火箭的發(fā)射重量就要增加幾百公斤或更多。導(dǎo)彈和航天器要承受嚴(yán)重的沖擊過載、強(qiáng)振動(dòng)和粒子輻射等。一些航天器的工作時(shí)間很長,如靜止軌道通信衛(wèi)星的長達(dá)7~10年,而深空探測器的工作時(shí)間更長。因此,航空航天用的電子元器件要經(jīng)過極嚴(yán)格的質(zhì)量控制和篩選,而電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要充分運(yùn)用可靠性理論和冗余技術(shù)。
二、航空航天電子技術(shù)的主要發(fā)展方向是:
①充分利用電子計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路,提高航空航天電子系統(tǒng)的綜合化、自動(dòng)化和智能化水平;②提高實(shí)時(shí)信號處理和數(shù)據(jù)處理的能力和數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?;③發(fā)展高速率和超高速率的大規(guī)模集成電路;④發(fā)展更高頻率波段(毫米波、紅外、光頻)的電子技術(shù);⑤發(fā)展可靠性更高和壽命更長的各種電子元器件。