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火箭(燃气推进装置)

火箭(rocket)靠火箭发动机喷射工质(工作介质)产生的反作用力向前推进的飞行器。它自身携带全部推进剂,不依赖外界工质产生推力,可以在稠密大气层内,也可以在稠密大气层外飞行。火箭是实现航天飞行的运载工具。 [1]

火箭有很多种,原始的火箭是用引火物附在弓箭头上,然后射到敌人身上引起焚烧的一种箭矢。起初只是用于过年过节放烟火用。现代的火箭是以热气流高速向后喷出,利用产生的反作用力向前运动的喷气推进装置。它自身携带燃烧剂与氧化剂,不依赖空气中的氧助燃,既可在大气中,又可在外层空间飞行。现代火箭可作为快速远距离运输工具,可以用来发射卫星和投送武器战斗部(弹头)。

[Rocket] 由装有易燃混合物的壳体组成的装置,燃烧生成的气体向后排出,从而产生反作用力把它发射到空中。用于燃烧弹或者爆破弹,或者作为发射装置,以及用火箭把卫星带回来(如发射救生索或者捕鲸鱼叉)

举例:

连放火箭。《广东军务记》

火箭频发。

炮火火箭纷纷打射。

1.古代用引火物附在弓箭头上,然后射到敌人身上引起焚烧的一种箭矢。《三国志魏书明帝纪》“ 诸葛亮围 陈仓 , 曹真 遣将军 费曜 等拒之”裴松之注引 三国 魏 鱼豢 《魏略》:“ 昭 (郝昭)于是以火箭逆射其云梯,梯燃,梯上人皆烧死。” 宋司马光《涑水记闻》卷十二:“知州 苗继宣 ,拍泥以涂,积备火箭射贼。”清顾炎武《汝州知州钱君行状》:“贼以火箭射城上,城上发应之。” [2]

2.现代火箭利用反冲力推进的飞行装置。用以发射人造卫星、人造行星、宇宙飞船等,也可装上弹头制成导弹。在一般用语中,火箭也作为火箭发动机的简称。1926年3月16日,美国火箭专家戈达德在马萨诸塞州沃德农场发射了世界上第一枚现代液体火箭。美国是现代火箭技术真正起步的地方 [3]

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。

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。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。

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。固态氢、固态氧,作为火箭动力。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,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。常用推进剂有:1、液氢(燃料)液氧(氧化剂),燃烧效率很高,多用于航天飞机及运载火箭末级,价格昂贵、不易储存。

2、肼-50(燃料)四氧化二氮(氧化剂),燃烧效率一般,多用于中型火箭,价格适中、较易储存。

3、RP-1高精炼煤油(燃料)液氧(氧化剂),燃烧效率一般,多用于火箭第一级,价格适中、不易储存。

4、肼(燃料)、四氧化二氮(氧化剂),燃烧效率一般,多用于卫星,容易自燃、价格相对便宜、腐蚀性极强。

早期的火箭武器,发射出去之后都不再进行控制。这种称为火箭弹的无控火箭武器,其命中目标的精度差,作战效率不高,发挥的威力有限。随着战争的需要,迫切要求提高武器的命中精度,于是一种在火箭上装上控制设备以控制其飞行的武器应运而生。这种武器我们称之为“导弹”。德国是最早研制导弹的国家。1931年5月,德国科学家赫尔曼奥伯特领导的宇宙航行协会试验成功了欧洲的第一枚液体火箭。到了1932年,德国军方在参观该协会研制的液体火箭发射试验之后,意识到火箭武器在未来战争中具有的巨大潜力,便开始组织一批科学家和工程技术人员,集中力量秘密研制火箭武器。采用火箭发动机作动力装置。

由于最早出现的一些导弹是用火箭来推进的,有人就把它称之为火箭,因此火箭与导弹这两个名词有时常常混为一谈。其实这两者在概念上是有差别的:

导弹是指依靠自身的动力装置推进,由控制系统控制其飞行并导向目标的一种武器。

而火箭则是一种依靠火箭发动机产生的反作用力推进的飞行器。

一枚导弹是由两个主要部分组成,一是战斗部,二是运载器。真正直接用来作战的是战斗部。有些导弹的战斗安排在导弹的最前端,称之为弹头。战斗部内装的可以是炸药,也可以是核武器、化学武器或其他装置。运载器则是用来把战斗部送向目标的一种可控制的飞行器,由结构系统、动力装置系统和控制系统等组成。运载器可以是有控的火箭,也可以是其他类型的飞行器。弹道式导弹都用有控火箭作运载器,而在大气层内飞行的巡航导弹,其运载器则是一种用空气喷气发动机(涡轮喷气发动机或冲压喷气发动机)作动力装置,类似无人驾驶飞机一类的的飞行器。 [4]

用有控火箭作运载器,这种运载器亦称之为运载火箭。

运载火箭不但可以用来运送战斗部,并使其击中目标构成导弹;而且可以用来运送各种类型的航天器,例如,人造地球卫星、载人飞船、空气站和空间探测器等,并使他们准确进入轨道。早期运送航天器的运载火箭就是从导弹运载派生出来的。苏联发射世界上第一颗人造地球卫星的卫星号运载火箭,就是用苏联最早研制成功的P-7洲际战略导弹的运载器改制而成。我国的长征二号运载火箭也是在我国研制的第一代洲际战略导弹的运载器基础上改制而成。以后,随着航天器类型与数量的增多,航天发射范围的扩大,发射航天器的运载火箭开始独立发展并自成系列。我国的长征三号系列、长征四号系列运载火箭就是专为发射不同轨道的航天器而研制的专用运载火箭。

由于运载火箭可以在大气层外飞行,所以它已成为人类进行航天活动必不可少的工具。运载火箭技术亦已成为一个国家航天技术的重要基础。当前,世界上航天技术先进的国家都在为研制高可靠、低成本、大推力、无污染、多用途以及可以重复使用的运载火箭而不懈努力。 [4]

中国是古代火药火箭的故乡。由中国古代军事家最早运用火药创制的火箭,方法是将引火物附在弓箭头上,然后射到敌人身上引起焚烧的一种箭矢,或用于过年过节放烟火使用。火箭这个词在公元三世纪的三国时代就已出现。在公元228年的三国时期,魏国第一次在射出的箭上装上火把,当时蜀国丞相诸葛亮率军进攻陈仓(今陕西宝鸡东)时,魏国守将郝昭就用火箭焚烧了蜀军攻城的云梯,守住了陈仓。"火箭"一词自此出现。不过当时的火箭只是在箭头后部绑附浸满油脂的麻布等易燃物,点燃后用弓弩射至敌方,达到纵火目的的兵器。

中国古代火箭有箭头、箭杆、箭羽和火药筒四大部分。火药筒外壳用竹筒或硬纸筒制作,里面填充火药,筒上端封闭,下端开口,筒侧小孔引出导火线。点火后,火药在筒中燃烧,产生大量气体,高速向后喷射,产生向前推力。其实这就是现代火箭的雏形。火药筒相当于现代火箭的推进系统。锋利的箭头具有穿透人体的杀伤力,相当于现代火箭的战斗部。尾端安装的箭羽在飞行中起稳定作用,相当于现代火箭的稳定系统。而箭杆相当于现代火箭的箭体结构。中国古代火箭外形图,首次记载于公元1621年茅元仪编著的《武备志》中。

火箭出现后,在中国被迅速地用于军事行动和民间娱乐中。10~13世纪,在宋、金、元的战争中,已应用了火枪、飞火炮、震天雷炮等火药武器。那时的飞火炮和现代的火焰喷射器相似,是一种原始的火箭武器。北宋后期,在民间盛行的烟火戏中,人们利用火药燃气的反作用力,制成了能够高飞和升空的“流星”(或称“起火”)、"爆竹"为节日增添了喜庆的气氛。从工作原理看,流星、爆竹已具有火箭的特点。

地球引力,进入宇宙空间的运载工具。火箭的速度是由火箭发动机工作获得的。早在1903年齐奥尔科夫斯基就推导出单级火箭的理想速度公式:V=ω*Ln(Mo/Mk),被称为齐奥尔科夫斯基公式。ω为发动机的喷气速度,ln为对数表达式,表示以自然对数e为底数的对数,Ln(Mo/Mk)就是表示为以e为底Mo/Mk的对数,Mo和Mk,分别是火箭的初始质量和发动机熄火(推进剂用完)时的质量。Mo/Mk被称为火箭的质量比。

由这个公式可知,火箭的速度与发动机的喷气速度成正比,同时随火箭的质量比增大而增大。即使使用性能最好液氢液氧推进剂,发动机的喷气速度也只能达到4.3~4.4公里/秒。因此,单级火箭不可能把物体送入太空轨道,必须采用多级火箭,以接力的方式将航天器送入太空轨道。

火箭用于运载航天器叫航天运载火箭,用于运载军用炸弹叫火箭武器(无控制)或导弹(有控制)。航天运载火箭一般由动力系统、控制系统和结构系统组成,有的还加遥测、安全自毁和其他附加系统。

多级火箭各级之间的联接方式,有串联、并联和串并联几种。串联就是把几枚单级火箭串联在一条直线上;并联就是把一枚较大的单级火箭放在中间,叫芯级,在它的周围捆绑多枚较小的火箭,一般叫助推火箭或助推器,即助推级;串并联式多级火箭的芯级也是一枚多级火箭。多级火箭各级之间、火箭和有效载荷及整流罩之间,通过连接一分离机构(常简称为分离机构)实现连接和分离。分离机构由爆炸螺栓(或爆炸索)和弹射装置(或小火箭)组成。平时,它们由爆炸螺栓或爆炸索连成一个整体;分离时,爆炸螺栓或爆炸索爆炸,使连接解锁,然后由弹射装置或小火箭将两部分分开,也有借助前面一级火箭发动机启动后的强大射流分开的。

火箭技术是一项十分复杂的综合性技术,主要包括火箭推进技术、总体设计技术、火箭结构技术、控制和制导技术、计划管理技术、可靠性和质量控制技术、试验技术,对导弹来说还有弹头制导和控制、突防、再入防热、核加固和小型化等弹头技术。

19世纪80年代,瑞典工程师拉瓦尔发明了拉瓦尔喷管,使火箭发动机的设计日臻完善。19世纪出现了几项重大技术进步:燃料容器的纸壳改为金属壳,延长了燃烧的持续时间;火药推进剂的配方标准化;制造出发射台;发现了自旋导向原理等等。19世纪末,火箭开始用于非军事目的,如用火箭携带救生索飞向海上遇难船只。19世纪末20世纪初,液体火箭技术开始兴起。

1903年,俄国的К.E.齐奥尔科夫斯基提出了制造大型液体火箭的设想和设计原理。1926年3月16日美国的火箭专家、物理学家R. H.戈达德试飞了第一枚液体火箭。1944年,德国首次将V2导弹用于战争。弹道式导弹,采用火箭发动机作动力装置第二次世界大战以后,苏联和美国等相继研制出包括洲际弹道导弹在内的各种火箭武器。 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。

最常见的火箭燃烧的是固体或液体的化学推进剂。推进剂燃烧产生热气,通过喷口向火箭后部喷出气流。火箭自带燃料和氧化剂,而其他各种喷气发动机仅须携带燃料,燃料燃烧所须的氧取自空气中。所以,火箭可以在地球大气层以外使用,而其他喷气发动机不能。火箭发射时产生巨大的推力使火箭在很短的时间内迅速升入高空,随着燃料不断减少,火箭自身质量逐渐减小,在与地球距离增大的同时,质量和重力影响不断下降,火箭速度也因此越来越快。

20世纪70年代,美国研制出全新的火箭动力航天运载工具即航天飞机。它主要分3个部分:机身后部装有3台主发动机的轨道飞行器;装有液氢和液氧推进剂的外挂燃料箱(5分钟后脱落),保证主发动机工作;装有2台可分离的固体燃料火箭发动机(2分钟后脱落),它们与轨道飞行器主发动机同时启动,提供初始升空阶段的推力。1981年4月12日,人类第一架航天飞机“哥伦比亚”号发射升空。“土星”5号火箭启程登月时,5台发动机每秒钟消耗近3吨煤油,它们产生的推力相当于32架波音747的起飞推力。无法确定火箭发明的确切时间。大部分专家认为中国人早在13世纪就研制出了实用的军用火箭。

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。

中国于20世纪50年代开始研制火箭。1958年6月中国仿制成功前苏联的C-75型(SA-2)地空导弹武器系统,仿制半固定式中高空、中近程地空导弹武器系统。这就是中国的第一枚导弹,中国以此为基础,创建了人类历史上第一个导弹部队。1970年4月24日,用“长征”1号三级运载火箭发射了‘东方红’人造卫星。1975年11月26日,用更大推力的“长征”2号运载火箭发射了可回收的重型卫星。1980年5月18日,向南太平洋海域成功地发射了新型火箭。1982年10月,潜艇水下发射火箭又获成功。1984年4月8日,用第三级装液氢液氧火箭发动机的“长征”3号运载火箭成功地发射了地球同步试验通信卫星。1988年9月7日,用“长征”4号运载火箭将气象卫星成功地送入太阳同步轨道。1992年8月14日,新研制的“长征”2号E捆绑式大推力运载火箭又将澳大利亚的奥赛特B1卫星送入预定轨道。这些都表明火箭发源地的中国,在现代火箭技术领域已跨入世界先进行列,并已稳步地进入国际发射服务市场。

在发展现代火箭技术方面,美国的物理学家R. H.戈达德,俄国的К.E.齐奥尔科夫斯基,德国的冯布劳恩,中国的钱学森,苏联的S.P.科罗廖夫等都做出了杰出的贡献。

美国航空航天博物馆的照壁上第一句话就是:最早的飞行器是中国的风筝和火箭。

美欲打造未来核子火箭以巩固其空间技术地位。据美国宇航局的核工程师马克豪斯介绍:“前往火星之旅需要核子火箭,尤其是载人的火星探索任务,因此这个项目的启动吸引了多项深空载人计划。”鉴于核子火箭具有强大的运载能力,比传统的化学能火箭更能胜任火星载人探索,这很明显是一个更具成本效益的选择。美国宇航局目前正在着手研究这种新型火箭技术,马克豪斯正是负责领导核子火箭的研究人员,在硬件和承包商的预算上为300万美元。新型核子火箭发动机将使用纯净的氢气,在理想情况下,燃烧的温度可以达2800开尔文,大约为2526摄氏度,工作时可以迅速产生推力。研究团队在美国宇航局的马歇尔空间中心测试不同的燃烧组件,模拟火箭发动机的工作环境。科学家认为,核子火箭拥有较高的安全系数,可避免出现危险状态下的核反应,避免空间核事故的发生。 [5]

为了能够在未来大规模的将人类送入太空,不可能依赖传统的火箭和飞船。未来的建筑将与火箭一体化,成为移动式建筑。通过建筑底部的推进器,人类随时都可以将建筑和大量的人类送入其它星球。离我们最近的星球月球,如果想大规模的在月球上建造筑是极其困难的方式,通过将建筑之间送入太空,减少了人力物力。

国际法规定,发射载具的拥有者的国籍决定了那个国家必须为任何造成的损害负责。因此有些国家要求火箭制造者及发射者遵循特定法令去补偿及保护人员及财产可能受到的影响。

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。

(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。

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。”

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。

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。

V2是单级液体火箭,全长13.5米 [8] ,重13吨 [8] ,直径1.65米 [8] ,最大射程322千米 [8] ,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。

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。

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。

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。

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%

5

日本

50

5

90%

6

印度

19

6

68.4%

7

以色列

6

2

66.7%

8

朝鲜

4

3

25%

9

伊朗

1

0

100%

10

韩国

1

1

0%

(2012年12月)

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

西昌卫星发射中心始建于1970年,于1982 年交付使用,自1984年1月发射中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。

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。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。

“长征一号”运载火箭是一种三级火箭,主要用于发射近地轨道小型有效载荷。火箭全长29.86米,最大直径2.25米,起飞重量81.6吨,起飞推力112吨,能把300千克重的卫星送入440公里高的近地轨道。1970年4月24日,长征1号运载火箭成功地将“东方红一号”卫星送入预定轨道,奠定了长征系列火箭发展的基础。

“长征一号乙”:也被称作“长征一号马杰”。是长征一号的第一个改进方案。方案提出使用意造马杰火箭的第三级意丽丝固体火箭发动机来替换国产的第三级GF-02固体火箭发动机。火箭的一、二级没有更变。但当时因缺乏资金所以没有向意大利购买马杰火箭的第三级,长征一号乙也没有投入生产。

“长征一号丙”:它也没有投入生产。第一、二级使用长征一号的发动机,保留不变,而第三级使用更先进的四氧化二氮偏二甲肼固体燃料,使火箭的近地运载能力提高到半吨。1984年首次成功测试第三级发动机,但因种种原因,中国运载火箭技术研究院于1988年取消了长一丙工程。

“长征一号丁”:“长征一号丁”运载火箭是“长征1号”火箭的改进型。主要的改进有:提高一子级发动机推力;提高二、三子级性能;采用“平台-计算机”全惯性制导。经过改进,“长征1号D”火箭可以发射各种低轨道卫星,并已投入商业发射。

“长征2号”火箭是一种两级火箭,全长31.17米,最大直径3.35米,起飞重量190吨,能把1.8吨的卫星送入距地面数百公里的椭圆形轨道。1975年11月26日,“长征2号”火箭完成了中国第一颗返回式卫星的发射任务。长征二号运载火箭于1974年11月5日在酒泉卫星发射中心进行了首次发射。由于控制系统的一根导线断裂,致使火箭的姿态失控而使试验失败。1975年11月26日长征二号火箭再度发射并成功将中国第一颗返回式卫星送入预定轨道。长征二号运载火箭是中国航太运载器的基础型号。在长征二号的技术基础上,发展了长征二号系列运载火箭、长征三号系列运载火箭和长征四号系列运载火箭。长征二号火箭共进行了4次发射,除首次发射失败外,另外三次均圆满成功。

长征二号甲运载火箭,大体就是长征二号运载火箭,但准确指示在1974年长征二号首发失败后,对长征二号使用的风暴一号火箭第二级的陀螺控制系统作了微小改进后的火箭型号。1975年首发成功后,又成功地发射两次。按照国际惯例,对火箭发动机做多么微小的改进都需要注册,改进后第二级的“YF-22/23”火箭发动机改称“YF-22A/23A”(22、23甲),火箭的型号也同时改作“CZ-2A”(长征二号甲)。这个型号又因与年后的长征二号丙(为提供国际运载服务而更名)完全一致,所以常常造成混淆。所以一些列表会用“长征二号”或“长征二号甲”来标示1974年11月5日的发射失败,而1975年11月26日、1976年12月7日、1978年1月26日的三次发射与后期的长二丙发射任务一并收录为“长征二号丙”的发射任务。

“长征二号丙”火箭是在“长征二号”火箭基础上改进设计研制的,采用了大推力液体火箭发动机,箭长为35.15 米,近地轨道的运载能力增加到2.4吨,火箭的可靠性也大大提高。在“长征二号丙”火箭基础上研制的“长征二号丙”改进型火箭是一种三级火箭,箭长增加为43.027米。“长征二号丙”系列运载火箭自1982年9月首次成功发射以来,至今发射成功率为100%。1987年,“长征二号丙”火箭被授予“全国质量金质奖”。1999年,“长征二号丙”火箭被中国航天工业总公司授予“优质液体运载火箭”称号,至今发射成功率为100%。

长征二号丙/SD运载火箭:1997年12月8日首次发射,是一种商业卫星发射器,即在长征二号丙的二级火箭上安装一个上面级的智能分配器(Smart Dispenser)。

长征二号丙/SM运载火箭:2003年首次发射,安装了改进版的固体上面级。

长征二号丙/SMA运载火箭:2008年首次发射,用于发射太阳同步轨道卫星。

“长征二号丁”火箭是一种两级火箭,全长38.3米,起飞重量232 吨。主要是在“长征二号” 火箭的基础上采取增加推进剂加注量和增大起飞推力的办法,使运载能力进一步提高。1992年8月首次发射,至今发射成功率为100%。  “长征二号E”捆绑火箭,是以加长型“长征二号丙”为芯级,并在第一级周围捆绑四个液体助推器组成的低轨道两级液体推进剂火箭。火箭总长49.68米,直径3.35米。每个液体助推器长为15.4米,直径2.25米,芯级最大直径4.2米。总起飞重量461吨,起飞推力600吨,能把8.8吨至9.2吨有效载荷送入近地轨道;经适当适应性修改后,还可以用来发射小型载人飞船。该型号火箭已退役。

“长征二号F”火箭是在“长征二号E”火箭的基础上,按照发射载人飞船的要求,以提高可靠性、确保安全性为目标研制的运载火箭。CZ-2F是中国第1种为载人航天研制的高可靠性、安全性运载火箭,是载人航天工程的重要组成部分之一。它在CZ2E基础上增加了2个新系统,即逃逸系统和故障检测处理系统。火箭全长58.343m,起飞质量479.8t,芯级直径3.35m,助推器直径2.25m,整流罩最大直径3.8m。火箭的芯级和助推器发动机均使用四氧化二氮和偏二甲肼作为推进剂。它可把8t重的有效载荷送入近地点高度200km、远地点高度350km、倾角42.4°-42.7°的轨道。火箭由四个液体助推器、芯一级火箭、芯二级火箭、整流罩和逃逸塔组成,是目前中国所有运载火箭中起飞质量最大、长度最长的火箭。运载火箭有箭体结构、控制系统、动力装置、故障检测处理系统、逃逸系统、遥测系统、外测安全系统、推进剂利用系统、附加系统、地面设备等十个分系统,为兼顾卫星的发射,保留了有效载荷调姿定向系统的接口和安装位置。故障检测处理系统和逃逸系统是为确保航天员的安全而增加的,其作用是在飞船入轨前,监测运载火箭状态,若发生重大故障,使载有航天员的飞船安全地脱离危险区。长征二号F”运载火箭先后成功发射了神舟一号至神舟七号飞船,为中国成功实现载人航天飞行做出了历史性贡献,至今发射成功率为100%。 “长征二号F/G”运载火箭为长征二号F火箭的无人改进状态。它在载人航天工程后续任务中将完成发射货运飞船的任务,“天宫一号”目标飞行器由长征二号F/G承担发射。

长征二号F/H(开发中)运载火箭为长征二号F火箭的载人改进状态。它在载人航天工程后续任务中将完成发射载人飞船的任务,“神舟十号”载人飞船预计将由长征二号F/H火箭承担发射任务,与太空实验室进行载人对接。

“长征三号”运载火箭是三级火箭,其一、二级是在“长征二号丙”火箭的基础上研制的,其三子级采用了低温高能液氢液氧发动机。火箭全长44.86米,一、二级直径3.35米,三级直径2.25米,起飞重量204.88吨,地球同步转移轨道运载能力为1.6吨。“长征三号”火箭的成功发射,标志着中国运载火箭技术跨入世界先进行列,是中国运载火箭发展上的一个重要里程碑:它首次采用了液氢、液氧作火箭推进剂,首次实现火箭的多次启动。该型号火箭已退役。

长征三号甲运载火箭是目长征三号系列火箭的基础型号。“长征三号甲”火箭是三级火箭,它继承了“长征三号”火箭的成熟技术,采用了新设计的液氢液氧三子级。火箭全长 52.52米,最大直径3.35 米,起飞质量240吨,主要发射地球同步转移轨道的有效载荷,也可以发射低轨道、极轨道或逃逸轨道的有效载荷,首次将有效载荷送入地球同步转移轨道。其地球同步转移轨道的运载能力为2.6吨。自1994年2月8日首次发射成功以来,至今发射成功率为100%。2007年6月被中国航天科技集团公司授予“金牌火箭”称号。

“长征三号乙”火箭是在 “长征三号甲”和“长征二号E”火箭的基础上研制的三级大型液体捆绑式运载火箭,其芯级与“长征三号甲”火箭基本相同,一子级壳体捆绑4个标准液体助推器。火箭全长54.84米,起飞质量426吨,主要发射地球同步转移轨道的重型卫星,亦可进行轻型卫星的一箭多星发射或发射其它轨道的卫星。其地球同步转移轨道的运载能力为5.1吨。

长征三号乙/E(增强型)运载火箭由中国航天科技集团公司所属中国运载火箭技术研究院研制,其运载能力在长征三号乙标准型火箭的基础上适度提升,达到标准地球同步转移轨道运载能力5500千克。长征三号乙增强型至今发射成功率为100%.

“长征三号丙”火箭是在 “长征三号乙”火箭的基础上, 减少了两个助推器并取消了助推器上的尾翼。火箭全长54.84米,起飞质量345吨,主要发射地球同步转移轨道的有效载荷,可以进行一箭多星发射或发射其它轨道的卫星。其地球同步转移轨道的运载能力为3.8吨,至今发射成功率为100%.

“长征四号”系列运载火箭包括“风暴一号”、“长征四号”、“长征四号甲”、“长征四号乙”等火箭。“长征四号”是在“风暴1号”基础上研制的三级常规运载火箭,作为发射地球同步转移轨道卫星运载火箭的另一方案,其后改型为“长征4号A”,用于发射太阳同步轨道卫星。火箭长41.9米,最大直径3.35米。

风暴一号火箭于1972年8月首次进行遥测试验火箭发射,取得了成功;在1973年9月18日和1974年7月12日的两次发射科学实验卫星时遭到失败;1975年7月该火箭成功将中国第一颗质量超过1吨的卫星送上太空;1981年9月该火箭将3颗卫星同时送上太空,这是中国首次用一枚火箭同时发射3颗卫星。风暴一号火箭在中国酒泉卫星发射中心共进行了11次飞行,取得了7次成功,共发射了6颗低轨道卫星和成功地进行了两次低弹道发射实验。该火箭于1982年停用。(该型号火箭发射记录不计入长征火箭发射历史)

“长征四号甲”火箭是三级火箭,一、二、三级均采用常规推进剂,主要用于发射太阳同步轨道卫星。火箭全长41.9米,最大直径3.35 米,起飞质量248.9吨,起飞推力约300吨。1988年9月首次发射,发射成功率为100%。长征四号乙运载火箭 “长征四号乙”火箭是在“长征四号甲”火箭基础上发展的一种运载能力更大的运载火箭,主要用于发射太阳同步轨道卫星。火箭全长45.58米,最大直径3.35米,起飞质量249吨,起飞推力约300吨,900千米高度极轨的运载能力为1.45吨。1999年5月首次发射,至今发射成功率为100%。

“长征四号丙”火箭是在“长征四号乙”火箭的基础上,三级发动机采用二次启动技术,大幅提高了有效载荷的运载能力。长征四号丙(CZ-4C)运载火箭是由中国航天科技集团公司第八研究院抓总研制的常温液体推进剂三级运载火箭,是在原长征四号乙(CZ-4B)运载火箭的基础上经大量技术状态改进设计而成,以全面提高火箭的任务适应性和测试发射可靠性为目标进行研制。CZ-4C火箭可以满足多种卫星在发射轨道、重量和包络空间等方面更高的要求,同时采取新的测发控模式,可以显著的提高火箭测试和发射的可靠性,缩短发射场工作周期。首发改进型运载火箭于2006年4月27日在太原卫星发射中心成功发射,将中国首颗遥感卫星准确送入预定轨道,并实现了首发火箭发射场测试零故障,至今发射成功率为100%。 [9]

长征五号系列运载火箭(英文:Long March 5 Series Launch Vehicle),又称“大火箭”,是中华人民共和国为了满足进一步航天发展需要[3],并弥补中外差距[4-6]而在2006年立项研制的一次性大型低温液体捆绑式运载火箭,也是中国新一代运载火箭中芯级直径为5米的火箭系列。

长征五号系列由中国航天科技集团公司研制[8],设计采用通用化、系列化、组合化思想[9]。系列由二级半构型的基本型长征五号运载火箭(代号:CZ-5)、不加第二级的一级半构型长征五号乙运载火箭(代号:CZ-5B)以及添加上面级的长征五号/远征二号运载火箭(代号:CZ-5/YZ-2)组成,地球同步转移轨道和近地轨道运载能力将分别达到13吨、23吨[1]。中国未来天宫空间站、北斗导航系统的建设,探月三期工程及其它深空探测的实施都将使用该火箭系列。[10-11]

长征五号已经完成了发射场合练[12],长征五号/远征二号预计于2016年9月底至10月初在文昌卫星发射中心首飞。[13-14]首飞成功后长征五号将成为中国运载能力最大的火箭。[15 [10] ]


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