从古代火箭到现代火箭是如何来的?

2024-12-15 10:18:57
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飞机只能在地球表面有稠密空气的高度飞行,也就是说飞机一般只在1万多米以下的高度飞行。在地球的南极和北极上空只有七八千米以下的高度才适合于飞机飞行。再往上,空气就变得很稀薄了,飞机发动机在那样的高度寻找不到足够的空气来维护运转,发动机就无法正常地工作,即使飞机冲上了这样的高度也要往下降,不能平飞。

难道真的就没有办法飞往更高的地方吗?人类寻找到了登上九重天的“梯子”——火箭。

三国时期的火箭

中国是火箭的故乡,在遥远的古代,人们就发明了火箭。在我国,把火和箭结合起来使用,是在公元240年左右的三国时代,人们将燃烧的草梗绑在箭上,用弓发射出去去烧毁敌人的兵营、粮船和仓库。但现代火箭的雏形是在火药发明以后才出现的。

载着人类梦想飞向太空的火箭古代的时候,人们在逢年过节时,常常将竹子放在火上烧烤,一定的时间后,竹子就发出噼噼啪啪的响声,以示庆贺。为什么竹子在燃烧时会发出响声呢?原来,竹子的竹节之间是空的,里面有空气,当整根的竹子在火上一烧,里面的空气受热后,便会迅速地增大体积,膨胀起来,竹节内的压力也就随之增大了,竹节之间的空间不会增加,因而空气也就只能冲破竹筒而发出噼啪的声响了。今天,我们过年过节时放的鞭炮,它的另一名字“爆竹”便是由此而来的。

到了隋唐的时候,隋炀帝当政的时代,人们利用爆竹的原理,用火药做成了各式各样的烟花、爆竹,供人们玩赏。

小朋友爱玩的花炮“二踢脚”,就是利用火药第一次爆炸后的反作用推力,将花炮推到高空再引爆另一部分火药的原理而制作的。

11世纪以后,带火药的火箭在军事上被越来越多地使用。北宋人抵抗西夏入侵时,一次就使用了25万支古代火箭。

我们的祖先很早就萌发了用火箭载人上天的想法。14世纪时,有位名叫万户的人,将椅子的底下绑上了47支当时最大的火箭,“二踢脚”

他两手各持一个巨大的风筝,同时点燃所有火箭,试图借助火箭的推力和风筝的升力飞上天空。虽然这样的尝试失败了,但他却作为第一个想利用火箭上天的勇敢者被人们铭记在心。

为纪念这位传奇式的人物,全世界的科学界一致同意将月球上的一个环形山,以“万户”的名字命名。

由于千百年来我国一直是封建王朝,人的聪明才智被束缚,火箭发明后,一直停留在非常原始的形式上,没有发展。而作为帝王将相的玩具——烟花却利用这一发明发扬光大,品种甚多。

现代火箭是在火药和火箭经过印度和阿拉伯世界传入欧洲以后,在西方世界迅速发展起来的。

19世纪70年代,英国人康格里夫设计并制造出了射程可达3000米远的火箭,这在当时可是一个了不起的事情,将这种火箭用于多次大的战役中,取得了非常明显的效果。

1942年,被誉为“现代火箭之父”的德国人冯·布劳恩研制成功了V-2火箭。虽然德国法西斯曾用这种武器杀害了很多无辜的平民百姓,但他们终究给人类研制出更先进的火箭,为人们进入梦寐以求的“天国”带来了黎明前的曙光。

第二次世界大战以后,前苏联和美国在V-2火箭的基础上竞相发展了各自的火箭。从攻克柏林开始,前苏联人和美国人的情报、谍报机关为收集德国的火箭技术情报资料和寻找以布劳恩为首的火箭专家们,展开了明争暗斗。美国人首先将布劳恩等一批科学家接到了美国,并带走了一批资料,这些人后来成为美国火箭发展的主力。前苏联人也收罗了一批人马。

前苏联人依靠自己的力量,日夜奋战,于1956年开始,每月发射数枚中程导弹。1957年8月又试验成功了可以飞行上万千米的洲际导弹。这些成就让美国人大为吃惊,拚命寻找对策。美国于1955年11月开始研制两种中程导弹“雷神”和“丘比特”,同时发展“宇宙神”和“大力神”两种洲际导弹,以缩小与前苏联的差距,无奈他们的导弹技术总也过不了关。尽管美国从1957年初就组织了约4万人进行研制,但洲际导弹发射屡遭失败,“雷神”中程导弹也没有研制出来,眼睁睁地看着前苏联人捷足先登,于1957年10月4日,利用运载火箭将第一颗人造地球卫星送入了太空。

面对前苏联人的优势,美国人既羞辱,又感到愤怒。为挽回面子,在军备竞赛中争取主动,美国人一下子就增加了4倍导弹研制经费,后来又增加3倍,终于在1958年将一颗8千克多重的小卫星用运载火箭送入了太空。

作为火箭发源地的我国,在新中国成立后,迅速发展了自己的火箭导弹事业,目前已有了大小型各类导弹,也有了自己的洲际导弹。我国利用“长征”系列运载火箭,已成功地将21颗各类卫星送上了太空,让“东方红”的乐曲在无垠的太空迥响。火箭又回到了自己的故乡,在我国现代化建设中起着日益重要的作用。

知识点

热胀冷缩

空气受热的时候为什么会膨胀呢?原来,热胀冷缩是物体的一种基本性质,物体在一般状态下,受热以后会膨胀,在受冷的状态下会缩小。所有物体都具有这种性质。物体之所以会出现热胀冷缩的现象,是由于物体内的粒子(原子)运动会随温度改变,当温度上升时,粒子的振动幅度加大,令物体膨胀;但当温度下降时,粒子的振动幅度便会减少,使物体收缩。

不过,自然界中也存在一些例外,水在4℃以上会热胀冷缩,而在4℃以下会冷胀热缩。水结成冰,体积就会增大,密度比水要小,这就是装满水的瓶子常常在结冰后被涨破、冰浮在水上的原因。