什么是火箭和导弹

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火箭技术的发展简史

提起火箭来，并没有什么神秘的。全世界都公认，火箭是我们伟大的祖国发明的。在唐朝初年(公元682年)炼丹家发明了火药，以后在试验火药的过程中就发明了火箭。图1所示就是我国古代的火箭。宋、金、元都曾经把火箭广泛地应用在军事上，而且直到现在我国劳动人民还经常把火药火箭做为娱乐器，这就是有名的烟火(起花)。

图1我国古代的火箭

13世纪元兵远征把火箭传到了西方，以后在欧洲也出现了火药火箭。

19世纪中叶，俄国卓越的科学家康斯坦丁诺夫对火箭技术的发展有很大贡献。在俄国军队中曾经把火箭做为常备武器。以后火箭在发展过程中不断和火炮展开了竞争，由于火炮采用了当时科学技术的新成就，制造出了有炮膛线的火炮，因而大大提高了火炮的射程和准确度，所以火箭武器曾经一度落在后面，火箭的生产几乎出现了停顿的状态。但是火箭的研究和实验工作仍然在蓬勃地发展着。

苏联伟大的科学家乔尔可夫斯基是现代火箭技术的奠基者，他被称为宇宙飞行之父，他第一个提出利用液体燃料的火箭，并建立了宇宙飞行的理论。

第二次世界大战期间，火箭技术重新得到了发展。法西斯德国为了侵略的目的制造了大量的火箭，其中最著名的是液体弹道式火箭V－2，它的射程是270公里，最大飞行速度是每小时5720公里，总重是13吨，推力是25吨。这一时期火药火箭也有很大发展，像苏联有名的“喀秋莎”就是火药火箭，在战场上曾经发挥了很大的威力。

第二次世界大战以后，特别是最近几年，火箭技术有飞跃的发展。可操纵的火箭即导弹已经成为威力最大的新型武器。另一方面，火箭技术在和平用途上也有很大成就，利用火箭可以发射人造卫星，可以征服宇宙空间。

火箭发动机

火箭为什么能飞得那么快，那么高，那么远呢？这就是因为火箭上装置了火箭发动机。火箭发动机的工作原理和喷气发动机类似，也就是反作用原理。在发动机燃烧室内燃料点燃后猛烈地燃烧膨胀，燃气流从尾喷管以极大的速度向后喷出，于是就产生了巨大的作用力。根据牛顿第三定律：有作用力必须有大小相等方向相反的反作用力，所以燃气流给火箭的反作用力就是使火箭向前运动的推力(图2)。

图2火箭发动机的工作原理

采用固体燃料的火箭发动机叫做固体火箭发动机，如图3所示，这种发动机比较简单，燃料就放在燃烧室内。

图3固体火箭发动机

使用液体燃料的火箭发动机叫做液体火箭发动机，如图4所示，这种发动机比较复杂，燃料(包括燃烧剂和氧化剂)必须存放在专门的贮箱里。为了把燃料输送至燃烧室，还必须有专门的输送系统，此外，还有冷却系统。图中：①燃烧室，②喷管，③冷却套，④喷嘴。

图4液体火箭发动机

导弹的类型和构造

我们把装置火箭发动机的航空器叫做火箭航空器，通常就简称为火箭。自然也就会出现相应的名称——液体火箭和固体火箭。现代火箭都是无人驾驶的。

那么，什么是导弹呢？导弹就是可操纵的火箭，它可以按照人的意志改变飞行轨迹。这样说来，导弹就像有“脑子”，有“眼睛”，有“耳朵”的航空器一样，它可以自动地飞向目标。

导弹的类型很多，首先可以分为用于和平方面的和用于军事方面的两大类。

军用导弹按射程可分为近程的，远程的，超远程的三种，射程在100公里以内的属于近程，射程在100公里到1000公里之间的属于远程，大于1000公里的属于超远程(包括洲际导弹)。

按发射点和攻击目标的不同可分为四大类：

1.地对空：由地面发射攻击空中目标，也称为防空导弹，图5所示为液体防空导弹的构造图，图中：①操纵仪表，②起飞发动机，③操纵舵，④战斗部，⑤发动机。

图5防空导弹构造图

2.空对地：由空中(由飞机上)发射攻击地面上或海面上的目标，也称为滑翔炸弹和空中鱼雷。图6所示为空中鱼雷的外形，图中：①发动机，②战斗部，③仪表舱，④副翼，⑤升降舵，⑥方向舵，⑦曳光管。

图6空中鱼雷的外形

3.空对空：由空中发射攻击空中目标，也就是从飞机上发射攻击敌方的飞机，也称为航空导弹。图7所示为航空导弹的外形。

图7航空导弹的外形

4.地对地：由地面或海面发射攻击地面或海上的目标。在这一类导弹中包括的范围最广，属于近程的有反坦克导弹。属于远程和超远程的有两大类型：即弹道式的和飞机式的(亦称飞弹)。弹道式导弹的飞行航迹如图8所示。在发动机停车后，导弹靠惯性飞到预定目标，这种导弹的优点是大部分飞行时间在大气层以外，所以不容易受到外界干扰，目标命中率高。图9所示为弹道式导弹的外形和构造。图中：①战斗部，②仪表舱，③和④是燃料贮箱，⑤燃料舱外壳⑥火箭发动机，⑦尾段，⑧舵面。

图8弹道式导弹飞行航迹

图9弹道式导弹的外形和构造

飞弹的飞行航迹如图10所示，这种导弹装有涡轮喷气发动机或冲压式发动机，所以只能在大气层内飞行。它的优点是利用了大气中的氧气做为氧化剂，所以经济性很好，但飞行速度较低，命中率较差。图11所示为飞弹的外形。

图10飞弹的飞行航迹

图11飞弹的外形

要想获得更大的速度和射程，必须采用多级火箭，多级火箭的工作原理就像跑“接力”一样，第一级的发动机工作完毕后，第一级被抛掉第二级接着工作。第二级工作完毕后，第二级被抛掉第三级接着工作……一直传到最后一级。洲际导弹是二级或三级的，发射人造卫星的运载火箭是三级的或四级的。图12所示为三级火箭示意图(最下面的一级称为第一级)。

图12三级火箭示意图

导弹的操纵

导弹的操纵方法很多，归纳起来可分三大类，即自动操纵，远距离操纵和自动瞄准。

自动操纵是在导弹上装置一套操纵机构，在发射前把机构调整好，离开地面后导弹就按预定航迹飞行，假使受到外界的干扰，例如受到风的影响，自动操纵机构就发出信号来修正飞行方向。图13所示为利用自动操纵的导弹飞行示意图。

图13自动操纵的导弹飞行示意图

远距离操纵是在地面上由无线电发射台发出指挥信号，导弹上的无线电收报机接收命令后就飞向指挥站规定好的目标。图14所示为无线电操纵导弹的示意图。

图14无线电操纵飞行示意图

自动瞄准是在导弹上装置一种能感受目标所发出的或反射的能源的仪表，来自动寻找目标，例如感受声音、热、红外线、光、电等等。也可以利用天文来导航，也就是利用预先选好的有足够亮度的星星做为考参点，导弹上的望远镜和光电管感受星光的影响来控制操纵仪表，使导弹飞向预定地点。图15是天文导航的示意图。

图15天文导航示意图

实际上可以把两种操纵方法结合在一起使用，这样就可使导弹更准确地飞向目标了。

结束语

火箭技术的发展真是一日千里，首先是伟大的苏联在火箭技术方面取得了惊人的成就。1957年8月26日苏联成功地发射了洲际弹道式导弹。这种导弹性能是非常优越的。美国的火箭技术是远远地落在苏联的后面了，吹嘘了好几年的美国洲际导弹一直没有试验成功。

导弹不仅在军事上是新型武器，在和平事业上也有很大用途。利用导弹可以探测气象、窥探宇宙的奥秘。1957年10月4日和11月3日苏联发射了第一和第二颗人造卫星，1958年5月15日苏联又把重量更大的第三颗人造卫星送上了天。人造卫星的上天，使人类开始进入了征服宇宙的新纪元，这是人类的和平福音，也是东风压倒西风的明证。

我们可以满怀信心地说，人类拜访月宫的日子快要来临了，人类正处在征服宇宙空间的新时代。