《科学名家讲座：世界航天科技知识百科·火箭与卫星卷》第二章

的，这种燃料一旦点燃就无法控制。在星际航行中火箭的推力应该像油门一样可以调节，于是他大胆地设想用液氧做氧化剂，和燃料煤油一起作为推进剂，由一个泵调节进入燃烧室推进剂的分量。 这篇论文指出了人类的宇航之路，因此俄国人称他为“火箭之父”。由于当时的技术条件和时代背景的制约，这些理论成果并没有在试验方面得到支持，在他的有生之年也未能造出一枚具有现代特征的火箭。 20年后，才有一个名叫哥达的美国人开始试制**尔科夫斯基的液体火箭。1919年哥达发表了论文《到达真空的方法》，论述火箭可以在没有空气的宇宙间飞行。1920年开始试制液体火箭，这件工作难度极大，他费尽了心血。1926年3月16日他成功地发射了世界上第一枚液体火箭，这支火箭在25秒内升高了12米，飞行了56米。 在第二次世界大战中，由于战争对武器的需要，促进了火箭的发展。第二次世界大战中，法西斯德国首先研制了液体火箭，命名为V-2，火箭全长14米，直径1�65米，总重量为5�4吨。火箭的最前端是重达1吨的装着炸药的弹头，射程是330千米，飞行速度是6倍音速。 1944年9月的一个夜晚，德军从被占领的荷兰向英国伦敦发射了这种V-2火箭，不久伦敦市区警报声四起，火光冲天，巨大的爆炸声震耳欲聋。伦敦的防空部队打开了所有的探照灯，把黑夜照得如同白昼一样。奇怪的是空中没有一架敌机。后来才查明，这次袭击伦敦的不是德国的飞机，而是一种叫做V-2导弹的新式武器。它在荷兰海岸发射，几分钟就可以飞越英吉利海峡击中伦敦。 1945年5月7日，德国宣布无条件投降，德国被盟军和苏军占领。美军捷足先登，将德国的150名高级研究人员，以及整批V-2零件，迅速运回美国。前苏联也不甘示弱，但他们毕竟晚了一步，只带走了一些一般工作人员，不过他们带走了所有的设备。相当于搬走了一个完整的V-2工厂。后来美国和前苏联的巨型火箭，与V-2都有着密切的关系，也可以说得自V-2的真传。人们开玩笑说，“美国和前苏联的火箭在空中相遇时都用德语打招呼”，正形象地说明了这一历史。 自此之后，苏美两国展开了激烈的太空争夺战，这场战争的核心部分就是火箭的竞争。1955年前苏联制造了一种可以携带核武器的导弹，具有很大威力。这时前苏联的火箭技术已领先于美国。1957年10月4日，前苏联在科努尔发射场上，用一枚代号“T3A”的运载火箭成功地将一颗人造地球卫星送入轨道。 这些消息使美国震惊，也使美国最终批准了卫星计划。从那时起美国科学家迅速地研制出了一系列火箭。1969年7月登月计划成功实现。这无疑显示了美国火箭在飞行准确和安全方面的领先水平，也说明了美国在太空领域取得了优势。1971年，美国又成功地发射了绕火星飞行的人造卫星，此时人类已达到并能够准确地把握第二宇宙速度。1987年，“先锋者10号”成为第一颗飞离太阳系的人造天体，火箭对速度的超越才告一段落。 火箭要能在空中飞行，必须解决两个问题：燃烧时所需要的氧气何来?前进的推力由何而来? 燃烧是一种化学反应过程，必须有燃料和助燃剂。由于人们所熟悉的燃烧都是在空气中进行，无需提供特别助燃的氧气，于是便想当然地认为，只要有燃料就可以燃烧了，忽视了助燃剂的作用。飞机的喷气发动机只需携带汽油，发动机工作时从空气中获取助燃剂——氧气。那么要使这种发动机在真空中工作，必须自己携带氧气。 火箭的发动机既携带有燃料，又携带有助燃剂。两剂合在一起称作推进剂。火箭只有携带自己全部的“口粮”才能在太空中飞行。当然它也可以在大气层中飞行。 第二个问题是如何获得“推力”。牛顿第三定律告诉人们：当甲物体对乙物体施加一个作用力时，乙物体也必然同时对甲物体施加一个反作用力，这两个力大小相等，方向相反。自然界中最形象的例子是章鱼，当它遇到危险逃跑时，就急剧收缩自己身体内一个盛满液体的内套，液体受到挤压后，由身体后面的一个喷口射出，与此同时喷出的液体也给章鱼一个向前的推力，章鱼便像箭一样向前逃跑了。 火箭发动机的原理与此类似。推进剂在火箭发动机的燃烧室内燃烧生成高温高压的气体，气体由喷口高速向后喷出，与此同时，火箭受到一个向前的推力。燃烧持续进行，连续向后喷气，火箭便受到连续不断的推力，在此推力的作用下，火箭速度不断增大，竖直升空，冲出大气层。 运载火箭的分类和构成 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型式来分，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。串联型多级火箭级与级之间的连接分离机构简单，但串联后火箭总长较长、火箭的长细比