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4.1运载火箭的家谱

11/04/2003/12:50
华夏经纬网

    人类的祖先,很早就有遨游太空的梦想,这个梦想只有当巨大的火炬成功冲向云霄时方变成了现实。中国是火箭的发源地,中国人也一直在为早日飞上太空而追索。新中国成立后,我国的航天事业在经历了从小到大的发展过程后,现在已拥有包括把“神舟”-5号送上太空的系列运载火箭,已光荣地跻身在世界航天的先进行列。

    运载火箭凭借着巨大的、向上向前的力量,把飞船按照预定的速度和方向送入太空。当火箭飞到足够高的时候,火箭和飞船就会自动分离,分离后的飞船按预定计划进入运行轨道继续飞行,而完成运输任务的火箭却像太空垃圾一样,坠落地面或摩擦消失在茫茫太空里。由于运载火箭在飞船升天或其他航天器发射中担负着“超级梯子”的作用,所以有人给它起了一个神话般的名字——“通天之梯”。科学地说,运载火箭的完整概念是:一种自身既带有燃料,又带有助燃用的氧化剂,用发动机作动力装置,可在大气层内飞行,也可在没有空气的大气层外飞行的飞行器。简单地说,就是从地球把航天器(包括宇宙飞船、卫星等)送入太空运行轨道的装置。由于运载火箭的主要任务和作用就是“运”和“载”,因此也可把运载火箭理解为专门运输航天器的运载工具。可以说,运载火箭是航天技术发展的重要基础之一,航天飞行的历史是从运载火箭技术开始的,没有运载火箭就没有航天飞行。

    由于航天器的种类不同,发射它们所用的运载火箭也不尽相同。也就是说,通常情况下,火箭是根据不同航天任务的需求研制的。

    目前,常用的运载火箭按其所用的推进剂(可简单地理解为燃料)来说,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”-3号运载火箭是一种三级液体火箭;“长征”-1号运载火箭则是一种固液混合型的三级火箭,其第一级和第二级是液体火箭,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。

    如果按级数来分,运载火箭又可分为单级火箭和多级火箭。其中多级火箭按级与级之间的连接形式来分,则可分为串联型(可简单地理解为:一级挨着一级地连接在一起,连接起来的形式成一条直线)、并联型(俗称捆绑式)、串并联混合型三种类型。

    在串联型多级火箭中,级与级之间的连接与分离机构十分简单,但串联后火箭长度较长、从外形上来看比较娇贵,似乎很容易折断(实际情况当然不是这样),给设计带来一定的困难,尤其是在发射时,这种火箭竖起来后太高,发射操作很不方便。同时,接近火箭顶部的那个级的发动机,大多都是在高空点火,点火的可靠性差。并联型多级火箭采用横向捆绑连接,其外形就像几个人围在一起抱着电线杆,这种火箭的级与级之间的连接与分离机构相对复杂,但它的中间芯级第一级火箭与旁边捆绑的火箭可在地面同时点火,避免了高空点火,点火的可靠性高。苏联人发射的世界上第一颗人造卫星的运载火箭,就是在中间芯级火箭的周围又捆绑了4枚火箭,这4枚捆上去的火箭习惯上又称助推器。助推器与芯级火箭在地面一起点火,工作一定时间后先关机,关机后与芯级火箭分离并抛掉。助推器因在第一级火箭飞行的半路上就关机了,“有始无终”,所以只能算它是半级火箭。发射世界上第一颗人造地球卫星的“卫星”号运载火箭为一级半火箭,而不称它为两级火箭。我国研制的主要用于商业发射的第一代大推力“长征”-2号E运载火箭则是一枚串并联混合型的两级半火箭,其第一级火箭周围捆绑了4枚助推器,在第一级火箭上面又串联了一枚第二级火箭。

  
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