通向太空的列車

林寬雨/供稿

自從天舟一號升空后，關(guān)于它的報道就頻繁地出現(xiàn)在各大媒體的頭條上。什么“天舟一號成功升空”“天舟一號和天宮二號對接成功”“天舟一號完成首次推進劑補加試驗”，等等。可以說天舟一號的一舉一動都被億萬人關(guān)注著，儼然成了一個聚光燈下的大明星?？吹教熘垡惶栠@么出名，不知道送它上天的長征七號遙二火箭會不會心里不平衡。要知道，擁有太空通行證的火箭家族都不簡單。下面,小編就給大家介紹一下以“遙二”為首的被大家忽略的火箭家族。

聽說我現(xiàn)在曝光率很高。

我們的爸爸

在介紹火箭之前,我們先來認(rèn)識一個人——羅伯特·哈金斯·戈達德，他是公認(rèn)的現(xiàn)代火箭發(fā)明家之一。戈達德有許多頭銜：工程師、教授、物理學(xué)家和發(fā)明家。在1926年3月16日，他發(fā)射了世界上第一枚液體火箭。為了讓自己的“孩子”更加優(yōu)秀，戈達德付出了很多努力，并取得了優(yōu)異成果。戈達德?lián)碛?14項發(fā)明專利，其中多級火箭和液體燃料火箭更是航天歷史上的重要里程碑。為了紀(jì)念戈達德的巨大貢獻，1959年設(shè)立的美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心和月球上的戈達德環(huán)形山都以他的名字命名。在火箭發(fā)明史上，還有很多像戈達德一樣優(yōu)秀的“爸爸媽媽”，通過他們的共同努力，火箭家族才有了今天的成就。

大家好，我是火箭的爸爸。

與眾不同的心臟

都說發(fā)動機是飛機的心臟,靠著這顆心臟，飛機才能像小鳥一樣在天空中飛翔。在火箭家族里，發(fā)動機同樣擁有很高的地位。沒有發(fā)動機的幫助，龐大的火箭想在遙遠(yuǎn)的太空翱翔簡直是天方夜譚。火箭里的發(fā)動機不僅相當(dāng)重要，還很“另類”。我們平時接觸到的很多發(fā)動機都是通過轉(zhuǎn)動產(chǎn)生能量使其前進的，比如汽車，但火箭發(fā)動機卻是利用牛頓第三定律，靠著反作用力飛進太空的。在火箭升空時，會有高壓氣體從火箭的噴口噴出，以此獲得一個相反方向的反作用力。如果同學(xué)們覺得有點難理解，可以想想我們平時玩的氣球。當(dāng)我們松開氣球的口子時，立刻會有大量氣體從里面跑出來，氣球在這些氣體的作用下會到處亂竄，就像一個“暈頭轉(zhuǎn)向”的火箭。

知識小貼士

牛頓第三定律是牛頓1687年在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中提出的三大定律之一。內(nèi)容為：互相作用的兩個質(zhì)點之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反，并且作用在同一條直線上。

火箭發(fā)動機的專屬食物

在火箭通向太空的路上，需要不斷有高溫氣體噴出推動火箭前進。因此，想要飛到遙遠(yuǎn)的太空，火箭不僅要有一個大肚子，還要吃飽了才行?；鸺l(fā)動機吃的食物叫推進劑，由燃料和氧化劑兩部分組成。其中，燃料的作用是通過燃燒產(chǎn)生火箭行進所需的熱氣，氧化劑的作用是在沒有空氣的外太空保證燃料可以充分燃燒。根據(jù)狀態(tài)不同，發(fā)動機的推進劑分為固體推進劑、液體推進劑和混合推進劑三種。

填飽肚子，我才能自由地翱翔。

固體推進器

固體推進劑由油灰或橡膠狀的可燃材料組成，本身包括燃料和氧化劑，可以在室溫環(huán)境中儲存。

液體推進器

液體推進劑由液態(tài)的燃料和液態(tài)的氧化劑組成，比如液氫和液氧的組合。相比于固體推進劑，液體推進劑對儲存環(huán)境要求比較高，需要保存在超低溫的存儲箱中。

混合推進劑

混合推進劑主要包括固體燃料＋液體氧化劑、液體燃料＋固體氧化劑、準(zhǔn)固體＋液體氧化劑、三元固體＋液體氧化劑，固液搭配給火箭提供動力更方便。

復(fù)雜的火箭心臟

能夠把龐大的火箭送上太空，火箭發(fā)動機自然功不可沒?？纱蠹矣袥]有想過，如此大的推力是如何產(chǎn)生的呢？其實，這是發(fā)動機內(nèi)部幾大部件齊心合力、共同工作的結(jié)果。下面，就讓我們以液體火箭發(fā)動機為例，看看它們是如何工作的。

我的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。

NO.1 食物貯存箱

想在遙遠(yuǎn)的太空中遨游，不多準(zhǔn)備點食物可不行。為了避免“餓肚子”，在火箭的發(fā)動機上配有兩個貯存箱，一個用來存放燃料，一個用來存放氧化劑。

NO.2 噴注器

在火箭發(fā)動機工作時，儲存在兩個箱子中的食物首先要在這里合體，經(jīng)過噴注器形成細(xì)小的液滴，為自己的變身做好準(zhǔn)備。

NO.3 點火用燃?xì)獍l(fā)生器

這個燃?xì)獍l(fā)生器是用來幫助小液滴變身的，它會加熱小液滴，讓它們氣化并劇烈燃燒，變身成高溫高壓燃?xì)狻?/p>

NO.4 燃燒室

燃燒室顧名思義就是小液滴變身的地方，小液滴會在這里燃燒。燃燒室的體型大致分為球形、接近球形和圓柱形三種。因為圓柱形的燃燒室結(jié)構(gòu)和制造都比較簡單，所以是最常用的一種。

NO.5 噴管

噴管是高溫高壓燃?xì)獾膶倥艿溃邷馗邏喝細(xì)庠谶@里會不斷提速，變成超音速氣流，然后從出口噴出來，推動火箭前進。

除此以外，發(fā)動機上還有調(diào)節(jié)器、管路、安裝在不同部位的閥門等很多部件，想讓火箭上天，需要它們共同的配合。由此可見，想讓大大的火箭自由地在太空遨游可不是一件容易的事。

火箭家族大盤點

跟路上跑的汽車一樣，在太空中漫游的火箭也有很多種。比如，按照用途可分為氣象火箭、衛(wèi)星火箭、防雹火箭等；按照射程可分為近程火箭、中程火箭、遠(yuǎn)程火箭和洲際火箭等；按照能源又可分為化學(xué)火箭、核火箭、光子火箭等。因為火箭家族的成員眾多，出現(xiàn)了很多的劃分標(biāo)準(zhǔn)。同學(xué)們還能列舉出幾種關(guān)于火箭的分類標(biāo)準(zhǔn)嗎？