火箭推进器论文3000

火箭推进器论文3000

航空航天
　在过去半年中，接连发生了两起重大航天灾难。尽管人们备感痛惜，但这些挫折并不能阻挡人类进军宇宙的步伐。 既然航天活动风险如此之大，为什么人类依然不放弃进军宇宙的梦想呢？人点燃火箭。但是，随着一声巨响，他消失在火焰和烟雾中，人类首次火箭飞行尝试没有成功。 　　20世纪80年代，改革开放带来了航天技术的春天。1986年，中共中央、国务院批准了《高技术研究发展计划("863"计划)纲要》，把航天技术列为我国高技术研究发展的重点之一。"863"高技术航天领域的专家们对我国航天技术未来的发展进行了深入细致的论证，描绘了我国航天技术发展前景的蓝图，一致认为载人航天是我国继人造卫星工程之后合乎逻辑的下一步发展目标。1992年1月，党中央批准研制载人飞船工程。自此，我国的载人航天工程正式启动。1999年11月20日，我国成功发射了自行研制的第一艘飞船神舟1号，成为世界上第三个发射宇宙飞船的国家。此后，又分别把神舟2、3和4号送上九重天。在1992年开始研制载人飞船之前，我国"863"高技术航天领域的专家们曾为研制哪种运输器这个问题进行了几年的研究，即对从研制飞船起步和越过载人飞船直接发展航天飞机的多种技术方案进行了充分的论证、比较和分析，甚至还激烈地争论过。 　　2003年10月15日圆了万户的梦，因为在这一天中国人民期待已久的第一艘载人飞船神舟5号顺利升空并安全返回，实现了中华千年飞天的理想。它也打破了美国和苏联.俄罗斯在这一领域的多年垄断格局，成为世界第3个独立自主研制并发射载人航天器的国家，这对世界载人航天事业的发展和振兴中华会起到巨大的推动作用。

火箭推进器的火箭推进器的分类

介绍我国使用推进器主要是以液体火箭推进器为主，液体火箭推进器以偏二甲肼（C2H8N2）作为主要燃料，相比固体火箭推进器便宜且安全。液体火箭推进器的起源罗伯特·戈达德1882年生于美国。在中学时代，他阅读了《月球上的第一批人》等科幻小说，萌生了献身宇宙航行事业的念头。从1909年开始，他对火箭动力学进行了广泛的理论研究。1911年，他将一枚固体燃料火箭放在真空玻璃器内进行点火实验，证明火箭能在真空中工作。1919年，他写了一篇题为《达到极大高度的方法》的论文，论述了火箭运动的基本数学原理，并提出将火箭发往月球的方案，“制造重598.2千克的火箭，可以把0.9千克的镁送到月球，火箭撞月时将镁点燃，镁的明亮闪光可持续几秒钟，在地球上用望远镜可以看到它。”由于一些媒体的夸大宣传，褒贬纷至沓来，一时间，“月球火箭”成了戈达德的代名词。然而，戈达德不受社会舆论的影响。从1920年开始，他白天在克拉克大学任教，业余时间从事液体火箭研究和试验。在经历了无数次的失败挫折后，1925年11月，一台长0.6米、重5.5千克的小型液体燃料火箭发动机，以煤油和液氧为推进剂，成功地工作了27秒钟。 1926年3月16日，以这种发动机为动力、带有两个推进剂贮箱、高3.04米的火箭，从一个简陋的铁架子上发射成功。虽然火箭的飞行时间只有2.5秒，达到的高度只有12米，水平距离56米，但这次成功发射的第一枚液体燃料火箭，却是宇宙航行事业发展史上一个重要的里程碑。但戈达德的火箭事业得不到官方的投资。直到1929年11月戈达德结识了单机飞越大西洋的英雄查尔斯·林白后，才通过林白得到著名慈善家古根海姆的资助，在此后的几年中共获资助14.8万美元。有了资金，戈达德辞去了教学工作，潜心研究火箭，使液体火箭技术不断提高，取得了A、K、L、P系列火箭的许多试验成果。1930年12月30日，一枚新的液体火箭发射成功，高度达到610米，飞行距离300米，飞行速度达到800千米/小时。1931年，他在火箭发射试验中，首先采用了现代火箭目前仍然使用的程序控制系统。1932年，他首开先河，用燃气舵控制火箭的飞行方向。正当戈达德的研究试验取得累累硕果时，因全球经济大萧条，古根海姆于1932年7月中断了对他的资助。为取得资金，林白建议他向美国军方打报告，但陆军和海军都拒绝资助他研究液体火箭，直到丹尼尔—弗洛伦斯古根海姆基金会给他一笔补助金后，他才于1934年9月回到试验场继续试验。1935年，戈达德的液体火箭最大射程已达20千米，速度超过音速。二次世界大战爆发后，他到处写信，想把自己的研究成果用于反法西斯战争。但军方仍不愿把钱花在液体火箭上，而要他搞马上能使用的固体燃料火箭。1941年9月，戈达德获得一项6个月的合同，为海军和陆军航空部研制一种帮助飞机起飞的液体助推火箭。这年年底太平洋战争爆发。为了战争的需要，美国政府于1942年委任戈达德为海军研究局主任。他不仅圆满地完成了研制用于飞机起飞的助推火箭的合同任务，并进行了变推力液体火箭的研究。可惜，从小体弱多病的戈达德这时肺结核病已到晚期。他不顾朋友和医生的忠告，仍然忘我地工作，取得了许多研究成果。在日本投降的前两天，即1945年8月10日，戈达德逝世。戈达德一生获得212项火箭研究方面的专利，为火箭事业做出了重大贡献。然而，当时的美国政府却没有认识到他的贡献的重要意义，没有给予他应有的支持。1944年6月，戈达德从德国人的V-2导弹残骸中发现，德国人的火箭竟与他制造的火箭一模一样。虽然不能肯定V-2直接使用了他的研究成果，但至少可以证明，戈达德可以研制出与V-2同样先进的火箭。20世纪五六十年代，苏联在洲际导弹、发射人造地球卫星和载人航天等方面连连领先于美国，引起美国国民的强烈反响，在历史的检讨中，美国于1961年发表了30年来戈达德研究液体火箭的全部报告，使戈达德获得“美国火箭之父”的尊称。美国政府将航宇局的一个空间飞行中心命名为“戈达德空间飞行中心”。在这个空间中心的人口处建有一块纪念碑，碑上刻着戈达德的一句名言“很难说有什么办不到的事情，因为昨天的梦想可以是今天的希望，而且还可以成为明天的现实。”1959年，林白在观看火箭发射时想到30年前戈达德的多级火箭蓝图，他感慨地说：“我真不知道是他那时在做梦，还是我现在在做梦。”我们都熟悉齐奥尔科夫斯基的名言：“地球是人类的摇篮，但人类不会永远生活在摇篮里，首先，他们将小心翼翼地穿出大气层，然后便去征服整个太阳系。”比较这两位科学伟人，他们的事业理想如此一致，这绝不是偶然的。

火箭推进器原理

火箭推进原理
火箭推进理论是航天理论的基础之一。火箭发动机是一种推进工具，它能提供强大动力，使航天器达到所需要的宇宙速度。它的工作是基于直接反作用运动的原理，这一原理特别有利于高速航行。
那么什么是直接反作用运动呢？
按照牛顿力学基本定律，两个相互作用的物体，其作用力与反作用力总是同时存在，它们的大小相等，方向相反。因此，任何一种移动，广义地说，都是反作用运动。举两个例子：一是轮船，由于船的叶轮作用在水上，水的反作用力使船前进；二是喷气式（飞机）发动机，由于发动机中的燃料燃烧，膨胀的燃气高速向后喷出，发动机便得到与燃气喷出方向相反的推力而向前运动。
以最一般的观点去研究产生推力的现象时，上述两种运动没有任何区别，它们都是在反作用力的推动下运动的。但是，从反作用力产生的特征来看，二者是有区别的：在第一个例子中，发动机本身不能引起运动，它仅是个能源，若船上有发动机而没有叶轮，那么，发动机的功率再大，船也是不能运动的。因此，除了发动机（能源）外，有着一个介于发动机和外界某物体（如本例中的水）之间的中间机构，它与外界某物体相互作用，井承受由此产生的反作用力。这种中间机构，通常称为推进器（如本例中的叶轮）；在第二个例子中，没有中间机构，推力是由燃气对发动机本身的反作用产生的。我们把前一种类型的运动称为间接反作用运动，后一种类型的运动称为直接反作用运动。当然，也有直接与间接反作用运动并存的混合式，如：涡轮螺浆式发动机，发动机能量的一部分传给螺旋浆（推进器），另一部分，则产生燃气流的直接反作用运动。
喷气推进属于直接反作用运动。那么什么是喷气推进呢？将物质以气体喷射的形式从被推进的物体中喷出，这种推进方式称为喷气推进。
喷气推进所喷射的物质叫做推进剂；利用喷气推进产生推力的发动机，叫做喷气发动机。运动时，相互作用的物体，一个是发动机本身，另一个是从它内部喷出的高速气流。高速气流产生的反作用力作用于发动机本身，方向与气流方向相反，这就是推力。
喷气发动机分为两大类：
一是空气喷气发动机，它是利用大气来产生喷气射流的喷气发动机。例如：以大气中的氧气作为氧化剂，燃烧燃料产生燃气射流；或在核子热交换器中加热空气，然后由喷管排出；
二是火箭发动机，它是自身携带全部喷射物质的喷气发动机。例如：带有氧化剂和燃烧剂以产生燃气射流。
火箭发动机所达到的推力和速度远远超过了一般的推进方法。这种发动机不依赖周围介质条件，在空间环境也能工作，这一特点，保证了在不同飞行速度下，发动机产生的推力不受空气接受能力的影响，而是恒定的，这也使得火箭（发动机）所能达到的飞行速度比其它任何类型发动机要高得多；其次，由于是直接反作用运动，没有中间机构，在主要的喷射通道中不存在限制工作温度的运动机构，这就决定了火箭发动机的结构简单，而所产生的推力却很大。