| 词条 | 吸气式火箭 |
| 释义 | 吸气式火箭是由美国国家航空和航天局(NASA)研发的一种无需携带氧化剂的新型火箭发动机新型吸气式发动机,能从空气中吸取氧气来支持燃料的燃烧。 简介该发动机是世界上第一个基于火箭的极超音速复合循环发动机，由碳氢化合物和经过严格筛选的过氧化物推进剂添加燃料并进行冷却。吸气式发动机在使用时通过经特殊设计的火箭上的吸气管获取初始推进动力，同常规火箭相比，可提高15%的性能。一旦火箭加速到2倍音速以上，常规火箭发动机被关闭，发动机仅依靠大气层中的氧气来燃烧其氢燃料。当火箭加速到10倍音速以上时，发动机转为常规火箭推进系统，将航天器送入轨道。 吸气式火箭动力宇宙飞船可能是普通人进入太空的希望所在。 吸气式发动机在使用时通过经特殊设计的火箭上的吸气管获取初始推进动力，同常规火箭相比，可提高15%的性能。一旦火箭加速到2倍音速以上，常规火箭发动机被关闭，发动机仅依靠大气层中的氧气来燃烧其氢燃料。当火箭加速到10倍音速以上时，发动机转为常规火箭推进系统，将航天器送入轨道。 发动机吸气式火箭发动机又称火箭基组合循环发动机，这种发动机和喷气发动机非常类似。在喷气发动机中，首先由压缩机吸入空气。然后发动机对其进行压缩，并将其与燃料混合燃烧。燃烧后产生急剧膨胀的气体，从而提供助推力。喷气发动机的最大飞行速度只有3到4马赫，如果速度更高，则发动机部件将会过热。在超音速冲压式喷气发动机中，空气由进气口进入发动机。空气将在飞行器加速穿过大气层的过程中减速并被压缩。形成的超音速气流再与燃料混合并燃烧。吸气式火箭发动机最有可能使用的燃料是液氢或烃类燃料。 吸气式引擎的基本构造就是在飞行器的前端留有一入口用于呼吸空气。至于下一步如何运作，这将依赖于具体的设计方案。喷气引擎就是一种普通的引擎，它是利用引擎几何学来使得空气减速。但是，喷气引擎的不足之处在于它只适用于相对较低的速度。而在高超音速条件下，也就是相当于5倍的音速(即5马赫的速度)条件下，被减速的空气温度太高，无法用于燃料的燃烧。解决这一问题，流行的做法就是使用超音速冲压喷射装置。这种装置不会让空气减速太多，相反却可以迅速地将高速流动的空气与燃料相混合从而产生推进力。但是，超音速冲压喷射装置也只适用于5马赫的速度。这意味着，必须要有另外其他的系统来推动飞机达到高超音速。 在传统的火箭发动机中，液体氧化剂和燃料被同时灌入燃烧室里进行燃烧，从而产生高压、高速的热气流。这些气流流经一个喷嘴，速度得到进一步提升（喷射速度通常在8,000到16,000公里/小时），然后喷出发动机。这一过程为宇宙飞船提供了助推力。 NASA相信，如果能卸掉液态氧化剂，就很容易降低航天飞机的发射重量，因为这样做可以使航天飞机重量立刻降到约141万公斤。虽然减重后的航天飞机仍然很重，但已经可以大大降低将航天飞机发射至轨道所需的成本了。 吸气式发动机从大气层中吸取空气，而不是使用液体氧化剂。吸入的空气与燃料混合后，燃烧并产生助推力。吸气式火箭发动机又称火箭基组合循环发动机，这种发动机和喷气发动机非常类似。在喷气发动机中，首先由压缩机吸入空气。然后，发动机对其进行压缩，并将其与燃料混合燃烧。燃烧后产生急剧膨胀的气体，从而提供助推力。喷气发动机的最大飞行速度只有3到4马赫，如果速度更高，则发动机部件将会过热。在超音速冲压式喷气发动机中，空气由进气口进入发动机。空气将在飞行器加速穿过大气层的过程中减速并被压缩。形成的超音速气流再与燃料混合并燃烧。吸气式火箭发动机最有可能使用的燃料是液氢或烃类燃料。 发射吸气式火箭的效率虽高，但还无法提供飞船起飞所需的助推力。针对这个问题，目前有两个可供考虑的选择：NASA可以使用涡轮喷气发动机或吸气增强式火箭（air-augmented rocket）来执行发射任务。吸气增强式火箭就像一台常规火箭发动机，只是当飞行速度超过一定值（大约在2马赫到3马赫之间）时，它能够使燃料与大气层中的空气发生进一步氧化，并且速度可以达到10马赫，然后，它又重新变为常规火箭。吸气增强式火箭安放在进气管道中，其性能可比常规火箭高15%。另外，NASA正在制订利用磁悬浮轨来发射吸气式火箭的计划。借助于磁悬浮轨道，飞行器将在升空前获得最高960公里/小时的速度。 当飞行器升空并且速度达到声速的两倍以后，吸气增强式火箭将停止工作。此时，助推力将由吸气式火箭提供。该火箭将在大约一半航程中吸入氧气来燃烧燃料。这样做的好处是：宇宙飞船不必携带像传统宇宙飞船那么多的氧气，从而降低发射成本。当宇宙飞船的速度达到声速的10倍以后，它将重新变为由常规火箭推进的系统，直至进入预定轨道。因为这样做减轻了氧化剂的重量，所以这种宇宙飞船将比目前的宇宙飞船更容易操纵。这意味着，乘坐由吸气式火箭推进的飞行器旅行将变得更加安全。总有一天，普通人将可以乘坐这样的飞行器进行太空旅行。 马歇尔空间飞行中心和位于克利夫兰的NASA Glenn Research Cente计划在2005年以前，独立设计一台轻型吸气式火箭发动机以进行飞行示范。该项目将验证是否能够制造足够轻的吸气式火箭发动机，以供运载火箭使用。 进展目前，最先进的超高音速吸气式引擎体型很小，很适合作为火箭推进系统。历史上，飞行最快、体型最长的吸气式模式超高音速飞机是美国宇航局的X-43。X-43超高音速飞机大约长为5米，在2004年分别以7马赫和10马赫的速度试飞过两次，每次大约持续时间为10秒钟。2009年下半年，这一记录将可能发生变化。美国空军计划试飞X-51。采用B-52轰炸机将其送到15千米高空。预计飞行速度将达6马赫，持续时间大约4到5分钟。美国宇航局的技术专家相信，如果卸掉火箭的液态氧化剂，就能很地容易降低航天飞机的发射重量，因为这样做可以使航天飞机重量立刻降到约141万公斤。虽然减重后的航天飞机仍然很重，但已经可以大大降低将航天飞机发射至轨道所需的成本了。 火箭分类火箭可按不同方法分类。按能源不同，分为化学火箭、 核火箭、电火箭以及光子火箭 等。化学火箭又分为液体推进剂火箭、固体推进剂火箭和固液混合推进剂火箭。按用途不同分为卫星运载火箭、布雷火箭、气象火箭、防雹火箭以及各类军用火箭等。按有无控制分为有控火箭和无控火箭。按级数分为单级火箭和多级火箭。按射程分为近程火箭、中程火箭和远程火箭等。火箭的分类方法虽然很多，但其组成部分及工作原理是基本相同的。 固态火箭跟液态火箭便是现今比较常用的火箭。此外，还有混合火箭---就是用固体的燃料而用液体的氧化剂。另外，值得一提的是，现今运载火箭大多包含了液态火箭跟固态火箭，也就是说，一个火箭可能第一节是固态的而第二节却是液态的。 火箭的基本组成部分有推进系统、箭体和有效载荷。有控火箭还装有制导系统。 火箭推进系统是火箭赖以飞行的动力源。其中火箭发动机按其工质，可分为化学火箭发动机、核火箭发动机、电火箭发动机和光子火箭发动机等。广泛使用的是化学火箭发动机，它是依靠推进剂在燃烧室内进行化学反 应释放出来的能量转化为推力的。推力与推进剂每秒消耗量之比称为比冲，它是发动机性能的主要指标，其高低与发动机设计、制造水平有关，但主要取决于所选用的推进剂的性能。火箭发动机的推力，是根据其特点和用途选定的，其大小相差很大，小到微牛，如电火箭发动机；大到十几兆牛，如美国航天飞机的固体火箭助推器。 箭体用来安装和连接火箭各个系统，并容纳推进 剂。箭体除要求具有良好的空气动力外形外，还要求在既定功能不变的前提下，质量越轻越好，体积越小越好。在起飞质量一定时，结构质量轻，则可获得较大的飞行速度或射程。 运载火箭的有效载荷有人造卫星、飞船或空间探测器等航天器。火箭武器的有效载荷就是战斗部（弹头）。 为成功地发射火箭，还必须有地面发射设备和发射设施。地面发射设备有大有小。小的可手提肩扛，如便携式防空火箭和反坦克火箭的发射筒（架）；大的如卫星运载火箭，则需有固定的发射场和庞大的发射设施，以及飞行跟踪测控台站等。 模拟火箭（1）取两个金属小筒（最好是冰箱的废干燥过滤器）对称水平地固定在横杆两端，在筒的尾部钻一小孔，筒的下部要能放置酒精棉球，如图所示。用医用注射器通过筒的小孔向内部注射适量酒精，点燃筒下面的酒精棉球，很快就可以看到从小孔中喷射出火焰，火箭模型就会飞速转动，而且发出“呼呼”的响声，十分生动形象。 （2）也可以取眼药水玻璃瓶，在瓶盖中心插入一段去掉珠子的圆珠笔芯管，要使瓶塞紧紧套在瓶口，然后将两玻璃瓶对称水平地固定在横杆的两端，瓶下面要能安放酒精棉球，用注射器向小瓶内注射三分之一容积的水。当点燃酒精棉球后，很快看到横杆两端玻璃瓶口喷出蒸气，转架快速旋转。同样说明了火箭原理。 运载火箭yùn zǎi huǒ jiàn 运载火箭（运载火箭） -------------------------------------------------------------------------------- 运载火箭 yùnzài huǒjiàn [launch vehicle;carrier rocket] 用来携带某些物体的火箭飞行器 第一个人造地球卫星的运载火箭已经落后。 yùn zǎi huǒ jiàn 运载火箭（运载火箭） -------------------------------------------------------------------------------- 指运载人造卫星或其他人造星体的火箭。这种火箭具有很高速度，有的运送人造星体以后本身也在星际间按照一定轨道运转。《文汇报》1984.4.19：“他那二十多年航天事业的生涯，实地指挥过多次运载火箭的发射，把好几颗卫星送上太空。” 宇宙火箭-------------------------------------------------------------------------------- 可以脱离地球引力范围发射到其他星球或星系空间的火箭。 气象火箭qì xiànɡ huǒ jiàn 气象火箭 -------------------------------------------------------------------------------- 探测高层大气的物理特征(如气压、温度、湿度等)和现象的探空火箭。通常为小型无控制火箭，重10～100千克。探测高度30～100千米。 现代火箭里程碑V2是单级液体火箭，全长14米，重13吨，直径16.5米，最大射程320千米，射高96千米，弹头重1吨。V2采用较先进的程序和陀螺双重控制系统，推力方向由耐高温石墨舵片操纵执行。V2在工程技术上实现了宇航先驱的技术设想，对现代大型火箭的发展起了承上启下的作用。成为航天发展史上一个重要的里程碑。 火箭炮huǒjiànpào 火箭炮 -------------------------------------------------------------------------------- 火箭炮 huǒjiànpào [bazooka] 发射火箭弹的火炮。有多轨式、框架式和多管式。可一次发射一发至数十发火箭弹。发射速度快，火力猛,威力大，机动性能好。但射弹散布较大，发射时火光明显，阵地易暴露。 火箭弹 靠火箭发动机推进的非制导弹药。主要用于杀伤、压制敌方有生力量，破坏工事及武器装备等。按对目标的毁伤作用分为杀伤、爆破、破甲、碎甲、燃烧等火箭弹；按飞行稳定方式分为尾翼式火箭弹和涡轮式火箭弹。火箭弹通常由战斗部、火箭发动机和稳定装置3部分组成。战斗部包括引信、火箭弹壳体、炸药或其他装填物。火箭发动机包括点火系统、推进剂、燃烧室、喷管等。尾翼式火箭弹靠尾翼保持飞行稳定；涡轮式火箭弹靠从倾斜喷管喷出的燃气，使火箭弹绕弹轴高速旋转，产生陀螺效应，保持飞行稳定。火箭弹的发射装置，有火箭筒、火箭炮和火箭发射架等。由于火箭弹带有自推动力装置，其发射装置受力小，故可多管（轨）联装发射。单兵使用的火箭弹轻便、灵活，是有效的近程反坦克武器。 huǒjiànpào -------------------------------------------------------------------------------- 发射火箭弹的炮。炮弹上的火箭发生反冲力，把炮弹发射出去。 多级火箭duō jí huǒ jiàn 多级火箭 -------------------------------------------------------------------------------- 由两级或两级以上的火箭组合成的火箭。有串联、并联和串并混合三种组合方式。采用多级火箭能增加射程，提高有效载荷（弹头、卫星、宇宙飞船等）的最终速度。战略导弹和大型运载火箭通常采用多级火箭。 火箭发展20世纪50年代以来，火箭技术得到了迅速发展和广泛应用，其中尤以各类可控火箭武器(导弹)和空间运载火箭发展最为迅速。从火箭弹到反坦克导弹、反飞机导弹和反舰导弹以及攻击地面固定目标的各类战术导弹和战略导弹，均已发展到相当完善的程度，已成为现代军队不可缺少的武器装 备。各类火箭武器正在继续向提高命中精度、抗干扰能力、突防能力和生存能力的方向发展。此外，反导弹、反卫星等火箭武器也正在研制和发展之中，在地地弹道导弹基础上发展起来的运载火箭，已广泛用于发射卫星、载人飞船和其他航天器等。 20世纪80年代初，苏、美两国已经分别研制出六、七个系列的运载火箭。其中，美国载人登月的火箭，直径10米，长111米，起飞质量约2930吨，近地轨道运载能力为127吨。苏联的“能源”号火箭，起飞质量约2000吨，近地轨道运载能力约为100吨。中国的 ，采用了并联助推技术，不仅提高了运载能力，还为进一步发展更大运载能力的火箭奠定基础。运载火箭正向着高可靠性、低成本、多用途和多次使用的方向发展。可多次往返于太空和地球之间的航天飞机的问世就是这一发展趋势的体现。火箭技术的飞速发展，不仅可提供更加完善的各类导弹和推动相关科学的发展，还将使开发空间资源、建立空间产业、空间基地及星际航行等成为可能。 世界各国发射纪录序号 地区 发射次数 失败数 成功率 1 俄罗斯 1262 49 96.1% 2 美国 513 35 93.1% 3 欧盟 164 11 93.3% 4 中国 124 6 95.2%（其中1996年之后成功率100%） 5 日本 50 5 90% 6 印度 19 6 68.4% 7 以色列 6 2 66.7% 中国发射基地酒泉卫星发射基地酒泉卫星发射基地位于酒泉市东北210公里处的巴丹吉林沙漠深处，建于1958年，是规模最大的卫星发射中心，也是各种型号运载火箭和探空气象火箭的综合发射场，拥有完整、可靠的发射设施，能发射较大倾角的中、低轨道卫星。中心自1958年创建以来，曾为中国航天事业的发展创造过骄人的八个第一；1970年4月21日，中国的第一颗人造地球卫星在这里升起；1975年11月26日，第一颗返回式人造地球卫星在这里升空；1980年5月18日，第一枚远程运载火箭在这里飞向太平洋预定领空；1981年9月20日，第一次用一枚火箭将三颗卫星送上太空……至今,酒泉卫星发射中心已成功地发射了21颗科学试验卫星,其中,这里发射的8颗可收回卫星,成功率达100%。为中国著名的三大卫星发射基地之一。 ◆西昌卫星发射中心 西昌卫星发射中心西昌卫星发射中心始建于1970年，于1982 年交付使用，自1984年1月发射我国第一颗通信卫星以来，已发射国内外卫星28次。 主要担负广播、通信和气象等地球同步轨道（GTO）卫星发射的组织指挥、测试发射、主动段测量、安全控制、数据处理、信息传递、气象保障、残骸回收、试验技术研究等任务。发射场位置为东经102度、北纬28.2度。 太原卫星发射中心太原卫星发射中心是中国试验卫星、应用卫星和运载火箭发射试验基地之一。它位于山西省太原市西北的高原地区，具备了多射向、多轨道、远射程和高精度测量的能力，担负太阳同步轨道气象、资源、通信等多种型号的中、低轨道卫星和运载火箭的发射任务。发射中心始建于1967年。1968年12月18日，中国自己设计制造的第一枚中程运载火箭发射成功。到1988年该中心共成功发射了70多枚包括中近程、中远程、远程等各种类型的运载火箭。1988年9月7日和1990年9月3日，该中心用长征4号运载火箭成功地将中国第一颗和第二颗“风云”1号气象卫星送入太阳同步轨道。此外，它还进行过一系列运载火箭试验。1997年12月8日，该中心第一次执行国际商业发射，成功地将美国摩托罗拉公司制造的两颗铱星送入预定轨道。到1999年共为外国公司成功发射了10颗铱星。1999年5月10日，该中心用长征4号乙运载火箭成功地将风云一号气象卫星和实践五号科学实验卫星送入轨道高度为870公里的太阳同步轨道。这是该中心连续第七次成功地以一箭双星方式进行的航天发射。 文昌卫星发射中心海南文昌卫星发射中心位于中国海南省文昌市附近约北纬19度19分0秒，东经109度48分0秒，是中国以前的一个发射亚轨道火箭（如弹道导弹）的测试基地。现在正在扩张，将成为中华人民共和国的第四个卫星发射中心。由于此地点的纬度较低，离赤道只有19度，地球自转造成的离心力可以让火箭负载更多的物品。建设是为未来中国航天事业而发展。这中心将可以用来发射正在研制的重型长征五号系列火箭。 火箭原理发动机当大多数人想到马达或发动机时，会认为它们与旋转有关。例如，汽车里的往复式汽油发动机会产生转动能量以驱动车轮。电动马达产生的转动能量则用来驱动风扇或转动磁盘。蒸汽发动机也用来完成同样的工作，蒸汽轮机和大多数燃气轮机也是如此。 火箭发动机则与之有着根本的区别。它是一种反作用力式发动机。火箭发动机是以一条著名的牛顿定律作为基本驱动原理的，该定律认为“每个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力”。火箭发动机向一个方向抛射物质，结果会获得另一个方向的反作用力。 开始时您可能很难理解“抛射物质，获得反作用力”这个概念，因为这好像和真实情况不大一样。火箭发动机似乎只会发出火焰和噪音，制造压力，而与“抛射物质”没什么关系。我们来看几个例子，以便更好地了解真实情况： 如果您曾经使用过猎枪，特别是那种12铅径的大猎枪，那么您就知道它会产生巨大的“撞击力”。也就是说，当您开枪时，猎枪会狠狠地向后“撞击”您的肩膀。这种撞击力就是反作用力。猎枪将31.1克的金属以大约1120公里/小时的速度沿某个方向发射出去，同时您的肩膀会受到反作用力的撞击。如果您开枪时穿着轮滑鞋或站在滑雪板上，枪会起到类似于火箭发动机的作用，反作用力会使您向相反的方向滑动。 如果您见过粗大的消防水管喷水的场景，可能会注意到消防员要花很大的力气才能抓住它（有时您会看到有两名或三名消防员手持同一根消防水管）。水管发生的情况与火箭发动机类似。水管向一个方向喷水，消防员们则运用自身的力量和重量来克服反作用力。如果他们放开水管，那么水管会劲头十足地四处乱撞。如果消防员全都站在滑雪板上，水管将推动他们以极快的速度向后移动。 如果您吹起一个气球，然后放开它，那么它会满屋子乱飞，直到里面的空气漏光为止，这就是您制造的火箭发动机。在这种情况下，被抛射出去的是气球中的空气分子。与许多人的想法不同，空气分子其实是有质量的（请查看有关氦的页面，以便更好地了解空气质量的问题）。如果您让空气从气球的喷口中喷出来，气球的其余部分则会向相反的方向运动。 火箭燃料燃料是氮的氧化物有:CO,H2,C2H2,CH4,C2H4,CH3CH2OH,N2H4,高级硼硅烷(这都是火箭推进器的燃料)。和2踢脚差不多的 点火和原理都一样 只是上面的那层不是火药 是火箭头(里面是卫星之类的东西) 航空煤油是无色透明的，闻上去和普通的煤油没什么区别，而且不易挥发。燃点大约在300C左右，别说用打火石了，就算用明火也是点不燃的！ 运载火箭使用什么动力把航天器送上太空的呢？早在运载火箭发明前，人们使用油和汽作燃料，汽车、轮船和飞机就是靠这些燃料来行驶的。后来，科学家发明了靠化学能来产生动力的运载火箭。运载火箭是用煤油、酒精、偏二甲肼、液态氢等作为燃烧剂，而用硝酸、液态氮等提供的氧化剂帮助燃烧的，人们习惯上把燃烧剂和氧化剂通称为火箭发动机的燃料或推进剂。 推进剂从物理形态上讲，火箭发动机使用的推进剂有两种形式，一种是液态物质，另一种是固态物质。燃烧剂和氧化剂都是呈液体形态的发动机则称为液体燃料发动机，或称为液体火箭发动机，两者都是呈固体状态，则称为固体燃料火箭发动机或固体火箭发动机。如果在两种燃料中，一种为固体，一种为液体，则称为固－液火箭发动机或直接称其物质名称的火箭发动机。如，氢氧火箭发动机。由于固态燃烧剂产生的能量比液体氧化剂发出的能量高，所以，目前研制的火箭发动机多是固－液火箭发动机，两种燃料相遇燃烧，形成高温高压气体，气体从喷口喷出，产生巨大推力而把运载火箭送上了太空。 |
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