兒童故事火箭升空

火箭發(fā)射原理：1、力的反作用力2、通過不斷地減少自身重量，3、慣性的存在。

火箭是以熱氣流高速向后噴出，利用產生的反作用力向前運動的噴氣推進裝置。它自身攜帶燃燒劑與氧化劑，不依賴空氣中的氧助燃，既可在大氣中，又可在外層空間飛行?；鸺陲w行過程中隨著火箭推進劑的消耗，其質量不斷減小，是變質量飛行體。

火箭是一種靠發(fā)動機噴射產生的反作用力而向前推進的飛行器，是實現(xiàn)衛(wèi)星上天和航天飛行的運載工具，故又稱運載火箭。可以說，沒有火箭技術的發(fā)展，就沒有空間科學蓬勃發(fā)展的今天，火箭技術為人類打開了探索宇宙的大門。

在人類的航天活動中，飛機是依靠機翼上、下兩面產生的壓力差上升飛行的，其噴氣發(fā)動機燃燒煤油，利用空氣中的氧氣燃燒，所以飛機離不開大氣，而且飛機發(fā)動機的推力也不足以把飛行器加速到擺脫地球引力所需的第一宇宙速度。所以人類飛離大氣層就必須依靠火箭。

火箭發(fā)動機所消耗的燃燒劑和氧化劑(兩者統(tǒng)稱推進劑）都是由火箭自身攜帶的，因此火箭可以在真空中飛行?；鸺l(fā)射時產生巨大的推力使火箭在很短的時間內迅速升入高空，隨著燃料不斷減少，火箭自身質量逐漸減小，在與地球距離增大的同時，質量和重力影響不斷下降，火箭速度也因此越來越快。運載火箭通常為三級以上的多級火箭，各級火箭依次點火并依次自動與主體火箭分離，通過一級級加速來提高火箭速度。

火箭可應用在軍用和民用兩大方面。按不同任務，大致可以分為三類：探空火箭，用于高空大氣測量；彈導式導彈，是帶戰(zhàn)斗部的有控火箭；衛(wèi)星(飛船)運載器，把衛(wèi)星或飛船送上軌道。目前世界上最大的運載火箭是美國的“土星五號”，直徑10米，高85米，起飛時重量近3 000噸，第一級火箭裝有5臺發(fā)動機，推力3 000多噸，點火后150秒即可把2 000多噸液氧和煤油燒光。第二級裝有450噸高能推進劑(液氧和液氫)，推力525噸。第三級裝有106噸推進劑，推力100噸?！鞍⒉_”登月飛船就是由它運載并送入軌道的。

隨著火箭技術的進步，它的運載能力越來越大，在人類的航天探索中發(fā)揮著越來越重要的作用。不過，雖然現(xiàn)代火箭技術已經發(fā)展到很高水平，但是其有效載荷只占運載火箭起飛重量的1%—2％，如發(fā)射一顆1噸重的衛(wèi)星，運載火箭必須重50—100噸，運輸效率太低。另外，若用目前的化學推進劑，運載火箭實現(xiàn)恒星際載人航行，到達最近的恒星也要幾萬年，這對載人航行是不可想象的?？茖W家們正在為研制電子火箭、核火箭甚至光子火箭提出種種設想，并進行探索。

火箭和飛機都能夠飛上天，但其獲得升力的原理卻完全不一樣。飛機能飛上天，主要歸功于其特殊的翼型設計，當飛機具有一定速度和迎角時，便可以獲得 “浮起來”的升力，也就是說，飛機能飛起來靠的是空氣動力。

而火箭則是由發(fā)動機的噴氣獲得反作用力，其工作的基本原理是牛頓的第三運動定律：相互作用的兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。理解這個定律并不難，射擊時會有后坐力，這正是子彈給槍的反作用力；滑冰場上你推自己的同伴，發(fā)現(xiàn)自己也會往后退，這是同伴給自己的反作用力。而火箭之所以能飛，是因為火箭燃料燃燒所生成的熾熱氣體，通過火箭尾部的尾噴管向后快速噴出，這樣向后噴的燃氣就會對火箭產生反作用力，它推動著火箭向前飛，這就是火箭推力的來源。當這個推力大于火箭自身重力時，火箭就起飛了。

作用力與反作用力的定律是牛頓提出來的，率先將這個原理應用于火箭上的是被譽為“航天之父”的齊奧爾科夫斯基。1882年，齊奧爾科夫斯基自學了牛頓第三定律，這個看似簡單的作用力與反作用力原理使他豁然開朗。他在日記中寫道："如果在一只充滿高壓氣體的桶的一端開一個口，氣體就會通過這個小口噴射出來，并給桶產生反作用力，使桶沿相反的方向運動。"這是對火箭飛行原理的形象描述。

然而火箭僅僅能飛起來還是遠遠不夠的，要想抵達目的地，不會轉彎可不行。那么火箭是如何轉彎的呢？飛機轉彎靠的是空氣舵，火箭轉彎靠的是燃氣舵。燃氣舵位于發(fā)動機尾噴管處，從外面看不出來。它能夠適當改變火箭尾焰的方向，從而改變火箭獲得的反作用力方向，這樣火箭就能轉彎了。當然，火箭轉彎還有其他的方法，比如采用矢量噴管，與燃氣舵原理一樣，即通過調整火箭發(fā)動機軸對稱噴管的方向，從而改變火箭尾焰的方向，進而改變火箭發(fā)動機的推力方向使火箭轉彎。

值得一提的是，中國人民自古以來就有飛天的夢想，嫦娥奔月的故事已經家喻戶曉，而在現(xiàn)實生活中，世界上第一個嘗試飛天的當屬明朝的萬戶。萬戶用47支火箭捆綁在座椅的背后，把自己綁在座椅的前邊，試圖借助火箭向前推進的力量使自己飛天。不幸的是飛向天空的過程中火箭爆炸了，萬戶也因此獻出了生命。萬戶雖然犧牲了，但他是“世界上第一個想利用火箭飛行的人”，后人為了紀念他，將月球上的一座環(huán)形火山命名為“萬戶山”。