液体火箭 _生活百科

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液体火箭液体火箭是以液体火箭发动机作动力装置的火箭。一般由动力装置、箭体结构和控制系统等部件组成。有单级火箭和多级火箭两种。液体火箭主要用作航天运载工具和飞弹核武器的推进部分。美国“土星” 5号多级火箭，长约111米，直径10米，总推力达33350千牛，运载能力达127吨，作为航天运载工具已先后把12名航天员送上月球。液体火箭加上弹头即构成武器，一种是无控火控火箭武器，另一种为有控火箭武器，即“飞弹” 。
【液体火箭】液体火箭的动力装置系统主要由推进剂输送和增压系统及液体火箭发动机两大部分组成。推进剂输送和增压系统是保证液体火箭发动机可靠工作的重要系统。
基本介绍中文名：液体火箭
外文名：Liquid rocket
发展历程航天学诞生和发展的一个重要特点是理论先行。从20世纪初航天学理论的出现到人造卫星发射成功，只经历了短短的50年。可以说，航天学理论的率先建立大大加速了航天时代的来临。在航天学理论和火箭运动理论建立的过程中，活跃着一批有卓越成就的航天先驱者。在理论方面最着名的是俄国的齐奥尔科夫斯基、美国的罗伯特·戈达德和德国的赫尔曼·奥伯特。理论先导利用火箭实现太空飞行的构想和理论是俄国航天先驱者齐奥尔科夫斯基首先明确阐述的。1896年，他开始从理论上研究星际航行问题，进一步明确了只有火箭才能达到这个目的。1897年，齐奥尔科夫斯基推导出了着名的火箭运动方程式。齐奥尔科夫斯基首先研究的问题是太空飞行用的运载工具。他认为，在宇宙空间没有空气的情况下，唯一能够使用的运输工具是火箭。齐奥尔科夫斯基经过几年潜心研究，于1898年完成了航天学经典论文《利用喷气工具研究宇宙空间》，但这篇论文直到1903年才在莫斯科的《科学评论》上发表。接着，齐奥尔科夫斯基又在《航空报告》上发表了多篇关于火箭理论和太空飞行的论文。这些出色的着作较为系统地建立起了火箭运动和航天学的理论基础。1919年，齐奥尔科夫斯基发表了关于多级火箭的论文《太空火箭列车》。他在这篇文章中指出：火箭列车可以达到很高的宇宙速度，同时也能把燃料的携带比率限制在可以实现的範围之内。美国的研究美国液体火箭创始人罗伯特·戈达德是一位喜好幻想的人。到1909年12月28日，他共写下了26种飞行方法的摘要，包括液体火箭、氢氧火箭、多级火箭，还有进入太空的意义。这些构想涉及到火箭及航天的各个方面，有的是航天新思想的首次阐述。他已经认识到火药火箭的固有缺陷。1909年2月2．8，戈达德在日记中写道：“只有用液体燃料才能提供星际航行所需要的能量。”在大学学习期间，戈达德花费大量精力研究和试验火药火箭，包括飞行速度、喷气速度和质量比等，同时探索提高性能和效率的办法。他通过试验认识到火药火箭性能差，并且很难有较大的提高。因此，他决定更深入地研究液体火箭。此后，戈达德把精力集中在液体火箭的研究上。他研究了液体燃料和液体氧化剂的贮存和输送方法，研究了各种可能的燃料，包括丙烷、乙醚和汽油，最后选择了汽油。1921年12月，戈达德完成了第一台液体火箭发动机的研製。1925年后，他又试製出了第三台发动机。1926年春，这台发动机连同火箭都已準备就绪。火箭总长约3米，顶部是0．6米长的发动机，它的下方连线了两个串向推进剂贮箱，用两个长约1．5米的细管将液氧和汽油高压挤压到燃烧室中。3月26日，戈达德和妻子以及两个助手在沃德农场进行了世界上第一枚液体火箭的发射试验，取得了很大成功。这次试验成功后，戈达德又对火箭结构进行了改进：把发动机放置在火箭的尾部，採取了保持火箭稳定飞行措施。同时，他对发动机的燃烧室进一步改进，使之能提供最大的燃烧效率。1929年7月29日，戈达德的3．36米长的新火箭进行了试验。它的头部装有气压计、温度计和照相机。这次试验火箭的飞行高度为32米，水平方向飞行了53米。1930年12月30日他设计的第五枚液体火箭飞行了600米高。1932年4月19日，他设计的首次採用陀螺控制燃气舵的火箭飞行试验成功。1935年3月8日，首次安装降落伞的火箭试验成功并超过了音速。1935年5月31日，他首次在火箭上安装了高度计，飞行高度达2330米。他研製的液体火箭发动机的推力达到了4．38千牛。由于战争等原因的影响，戈达德没有将火箭达到实用化。德国的研究德国的奥伯特也和其他航天先驱者一样，很小的时候就对火箭和太空飞行发生了浓厚的兴趣。1923年初，奥伯特出版了航天学理论着作《飞往星际空间的火箭》。在正文中，他描述了他构想的高空火箭B型，包括火箭的设计细节。他特彆强调採用液体燃料作为火箭的推进剂，指出用液氧和酒精作为火箭推进剂的优点，讨论了利用火箭进行高层大气研究的可能性，还对火箭技术的未来发展进行了展望。1928年，奥伯特担任了德国着名导演朗格执导的科幻故事片《月球女郎》的技术顾问。在拍摄电影期间，奥伯特利用朗格提供的一笔资金设计液体火箭。他设计的火箭大致呈鱼雷形，长约1．8米，用铝合金製造。发动机呈锥形，两侧各有一个斜孔，用于推进剂注入。推进剂採用汽油和液氧。这枚火箭的燃烧室为卵形，下面是一个锥形喷管。火箭在发射到达最大高度时，可以利用降落伞回收。由于在研製过程中遇到了不少困难，电影快完成拍摄时，火箭还远未达到发射状态。《月球女郎》1929年10月15日在柏林首次上演并取得很大成功，但火箭却没有研製出来。奥伯特决定简化设计。这次设计的火箭很小。在内贝尔、里德尔以及年轻的冯·布劳恩的帮助下，这枚小火箭终于製造成功。1930年7月30日，奥伯特的小火箭在地面试验时，在90秒时间内产生了68．3牛的推力。这幺小的推力还不足以使火箭离开地面。儘管如此，这次试验仍然是一次空前的成功。受齐奥尔科夫斯基、戈达德、奥伯特等航天先驱者的影响，20年代世界有许多国家都自发成立了致力于液体火箭和太空飞行研究的民间团体。这些团体在液体火箭研製方面取得了不同程度的成就。更为重要的是，通过实际研製工作的锻鍊，培养造就了一大批成就卓越的火箭专家，科罗廖夫、冯·布劳恩、格鲁什科、吉洪拉沃夫、马林纳、钱学森、盖特兰德、阿瑟·克拉克等就是其中的代表。而且，通过他们的广泛宣传和努力，使液体火箭深入人心并终于在第二次世界大战期间达到了实用化。发动机系统液体火箭发动机系统(图5—4)的主要组成为：发动机(发动机推力室)、推进剂及装载推进剂组元的贮箱和输送系统。发动机则由头部(装有注入式喷嘴)、燃烧室和喷管组成。推进剂液体火箭发动机通常使用的化学推进剂由燃料和氧化剂组成。