第29章 火箭的发明

作者:张一帆

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类型:都市·校园

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更新时间:2019-10-06 11:23

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本章字节:2496字

在很早很早以前,人类就希望能够到天上去,比如到月亮上去看看就是古时候很多人的梦想。但是如果建造一架可以从地球连通到月亮的梯子,那么这架梯子的长度将达到38万公里,这是根本不现实的事。于是人类发明了火箭。凭借火箭,人类就可以到太空去游览、飞翔。我们要给大家介绍的就是能够把人送到天上去的工具——火箭。


小朋友们,你们知道火箭的构造吗?


一般来讲,火箭身上有三大系统:结构系统、动力系统、控制系统。我们这样来作一个比喻,结构系统是它的躯壳;动力系统是它的心脏,由燃料部分和发动机部分组成;控制系统好比它的大脑,它的作用就是指挥火箭飞多快、怎样飞和飞到哪儿。


火箭是能够使人类进入宇宙空间的运载工具,一般都是多级的,是星际间航行的交通员。因为它是靠自身携带的燃料产生的喷气反作用力飞行,而不是像气球那样要靠空气的浮力,飞机那样要靠空气的升力飞行,所以有没有空气对它来讲无所谓,没有空气时它受到的阻力小,飞起来反而更自由更快捷。所以,执行到没有空气的宇宙空间去的任务,非它莫属。


火箭的速度是由火箭发动机工作获得的。火箭的速度与发动机喷气的速度成正比,同时随火箭的质量比增大而增大。但是,即使使用性能最好的燃料做推进剂,发动机的最大喷气速度也只能达到43~44公里秒。因此,单级火箭不可能把物体送入太空轨道,必须采用多级火箭,以接力的方式才能将航天器送入太空轨道。


现实中的运载火箭的任务很艰巨:要把人造地球卫星、载人飞船、空间站或空间探测器等,准确地送到科学家预定的轨道。它是怎么飞行的呢?


先来做一个小试验:把气球吹满气,猛一松手,它肯定会向前“飞”出一定距离后才落到地面。原来气球之所以能“飞”是因为受到它“肚子”里排放出来的空气的反作用力的推动。


火箭飞行的原理和气球“飞”的原理一样,都是利用了物体的反作用力。火箭的“肚子”里装有燃料,燃料点着后产生大量热量,变成急剧膨胀的气体,气体从火箭尾部猛烈喷出,火箭便在气体喷发产生的反作用力下向前飞行了。


火箭为什么能飞得那么快呢?我们知道,燃料产生的热量越多,喷射气体的速度越快,产生的推力就越大。如果要使火箭的最终速度达到气体喷射速度的2倍、3倍,那么就要相应地增加燃料。可是燃料一增加,火箭的体积、重量也就随之增加,而用同样的力推动轻重不同的物体,其速度也是不一样的。怎么解决增加燃料又不过多地增加火箭重量的矛盾呢?科学家们想了一个绝妙的办法,就是把火箭做成一级一级的,每一级都有燃料,烧完一级就扔掉一级,这样火箭就越飞越轻,速度也越来越快。再加上离地球越来越远,地心引力和空气阻力都随之减小等其他因素,火箭便可以达到超过其他任何交通工具的速度。


多级火箭在升空过程中,它的身体被一节一节地甩掉,最末的一节把卫星“顶”到预定轨道里。