淺談火箭發(fā)射技術(shù)及其在航空航天工程上的應(yīng)用

林子翔

摘 要：我國航空航天事業(yè)捷報頻傳，科技創(chuàng)新成果斐然，探月工程、衛(wèi)星導航、空間交會對接等方面取得重大進展。航天航空、火箭推進與萬有引力定律有機結(jié)合的問題頻繁出現(xiàn)在中學物理考試中。本文從火箭及火箭發(fā)射技術(shù)介紹出發(fā)，論述火箭發(fā)射技術(shù)及其在軍事武器裝備及在航空航天上的應(yīng)用進行分析。

關(guān)鍵詞：火箭發(fā)射技術(shù)、導彈、空間交會、航空航天

1.火箭及火箭發(fā)射技術(shù)

火箭有很多種，原始火箭是用引火物附在弓箭頭上，然后射到敵人身上引起焚燒的一種箭矢。而現(xiàn)代火箭以熱氣流高速向后噴出，利用產(chǎn)生的反作用力向前運動的噴氣推進裝置。火箭在飛行過程中隨著火箭推進劑的消耗，其質(zhì)量不斷減少，是變質(zhì)量飛行體。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。

現(xiàn)代火箭可作為快速遠距離運輸工具，可以用以發(fā)射人造衛(wèi)星、人造行星、宇宙飛船等，也可以裝上彈頭制成導彈。火箭發(fā)射技術(shù)在火箭、反艦導彈、反飛機導彈以及攻擊在面固定目標的戰(zhàn)術(shù)導彈和戰(zhàn)略導彈上均得到發(fā)展和完善。

2.火箭發(fā)射技術(shù)在軍事武器裝備的應(yīng)用

2.1火箭彈

火箭彈通常由戰(zhàn)斗部、發(fā)動機和穩(wěn)定裝置三部分組成，按飛行穩(wěn)定方式分為尾翼式火箭彈和渦輪式火箭彈。尾翼式火箭彈尾翼保持飛行穩(wěn)定;渦輪式火箭彈從傾斜噴管噴出燃氣，使火箭彈繞彈軸高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生陀螺效應(yīng)，保持飛行穩(wěn)定。由于火箭彈帶有自助推動力裝置，其發(fā)射裝置受力小，故單兵使用輕便、靈活。其主要運用于殺傷、壓制敵軍有生力量，破壞敵對勢力工事及武器裝備等。

2.2導彈和垂直發(fā)射技術(shù)

垂直發(fā)射技術(shù)可以縮短反應(yīng)時間，提高發(fā)速速率，導彈在發(fā)射箱內(nèi)處于待發(fā)狀態(tài)，不需進行裝填作業(yè)和瞄準目標，接到命令即可發(fā)射擊，可極大提高軍隊戰(zhàn)斗效率。導彈垂直發(fā)射擊技術(shù)有效利用了空間，增大了儲彈量，艦艇可以根據(jù)具體情況對導彈數(shù)量進行靈活配置。導彈垂直發(fā)射后，可有效消除上層建筑盲區(qū)，實現(xiàn)全方位發(fā)射，易于實現(xiàn)標準化，通用化，系統(tǒng)化。由于垂直發(fā)射擊系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，使發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)簡單，可靠性大大增強。

2.3在洲際彈道導彈的應(yīng)用

洲際彈道導彈通常是指射程大于8000KM的導彈，其構(gòu)成為液體或固體推進裝置、二級或多級助推火箭、慣性制導系統(tǒng)、一個或多個載入飛行器，每個載入飛行器含有一枚彈頭。其中的推進系統(tǒng)是其重要的核心部件之一，因為中有多級推進裝置才能使有效載荷達到洲際射程。推進器有液體燃料推進器和固體燃料推進器。如今多數(shù)助推器使用的是固體燃料推進器，固體燃料可以在彈體中存放的時間較長，穩(wěn)定性高。而早期使用的液體燃料則因其性質(zhì)不太穩(wěn)定并且有一定的腐蝕性，無法長時間儲存在彈體中，當需要發(fā)射導彈時，需先注入燃料且注入燃料時間長而影響導彈反應(yīng)時間，目前大多數(shù)國家都以固態(tài)燃料作為推動動力來源。

3.火箭發(fā)射技術(shù)在航空航天上的應(yīng)用

先進火箭發(fā)射系統(tǒng)是一種載人垂直起飛，水平著陸的兩極航天運輸系統(tǒng)。

EARL族由可重復使用的帶翼第一級和根據(jù)不同任務(wù)而匹配的兩種不同的上面級組成，一種是帶翼的可重復使用的上面級，它用于載人;另一種是用于運送大型有效載荷的上面級。EARL基本型具有可重復使用性，全部使用液氫液氧推進劑，載人上面級又稱軌道器，主要用于空間站和共軌平臺進行日常補給，設(shè)備更換及回收專門有效載荷，而重型有效載荷不需要回收，可采用廉價的上面級。

3.1航天運輸上的載人登月，深寶探測

2004年1月，美國總統(tǒng)布時發(fā)布了太空探測計劃新藍圖。重新提出返回月球，登陸火星的太空探測新構(gòu)想。開始了新一輪激勵創(chuàng)新，發(fā)現(xiàn)之旅，歐空局也提出了曙光太空探索計劃，明確了太空探索時間表。

3.2可重復使用運載器

可重復使用運載器是指能夠重復使用，往返于地球和空間的航天運輸系統(tǒng)，其主要的目的是實現(xiàn)重復使用，可以是一級的，也可以是二級的，可重復使用運載器要求所使用的液體火箭發(fā)動機具備可重復使用的功能。

3.3大推力火箭發(fā)動機

與國外相比中國的液體火箭發(fā)動機推力相差一個數(shù)量級，發(fā)展大推力液體火箭發(fā)動機是中國發(fā)展重型，巨型火箭的基礎(chǔ)，而固體火箭發(fā)動機以其年度的沖高，可靠性高，使用維護簡單，研制成本低等優(yōu)點在國外航天運輸系統(tǒng)中得到廣泛運用。在國外民用航天的發(fā)展以及中國運載火箭的發(fā)展趨勢來看，大團體火箭發(fā)動機將是中國火箭發(fā)動機發(fā)展的一個方向。

4.總結(jié)語

隨著火箭發(fā)射技術(shù)的不斷發(fā)展，火箭發(fā)射技術(shù)在軍事、航空、航天等領(lǐng)域得到了廣泛的發(fā)展。中國大推力固體助推發(fā)動機技術(shù)基礎(chǔ)逐步壯大，研保條件不斷提升，發(fā)展時機已經(jīng)成熟。為推進中國火箭發(fā)射技術(shù)的發(fā)展中，中國應(yīng)開展以大推力火箭發(fā)動機發(fā)展高比沖，高推質(zhì)的液體火箭發(fā)動機技術(shù)。繼續(xù)推進大推力火箭發(fā)動機的研發(fā)，在技術(shù)、需求和成本層面有所考量，重點發(fā)展可火箭發(fā)動機等。

參考文獻

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