探索宇宙的助跑器

前言

科技進(jìn)步是人類文明發(fā)展的原動(dòng)力?；仨祟愇拿鞯拿恳淮沃卮筮M(jìn)步無(wú)不與科技的重大突破緊密相連。三次科技革命，更是使人類文明發(fā)生了徹底改變。我們不得不贊嘆科技，它猶如魔法師手中的魔杖，使人類插上了想象的翅膀，將人類從頭到腳都武裝起來(lái)。望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明讓人類視覺得到了延伸，使“千里眼”不再是神話故事中的虛擬人物；電話是人類聽覺的“順風(fēng)耳”，它讓即使遠(yuǎn)隔重洋的親人也能像就在面前一樣述說(shuō)家長(zhǎng)里短；汽車、飛機(jī)等交通工具是人類腳步的延伸，日行千里、日行萬(wàn)里不再是人類遙不可及的夢(mèng)想；計(jì)算機(jī)是人腦的延伸，當(dāng)人的智慧得到延伸的時(shí)候，人的創(chuàng)造力被無(wú)限放大；互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入發(fā)展更是推動(dòng)了人類文明的巨大進(jìn)步，改變了人類的生活方式……    科技的發(fā)展不但在物質(zhì)上推動(dòng)著人類文明的進(jìn)步，同時(shí)在人類的意識(shí)形態(tài)上也徹底改變了人們對(duì)世界的認(rèn)識(shí)，不斷形成新的、更加科學(xué)的世界觀。哥白尼提出的日心說(shuō)推翻了長(zhǎng)期以來(lái)居于宗教統(tǒng)治地位的地心說(shuō)，地球不再是宇宙的中心。而這僅僅是人類世界觀的一個(gè)變化，諸如此類的認(rèn)識(shí)變化實(shí)在太多了。    今天我們?cè)谌鐣?huì)倡導(dǎo)建設(shè)社會(huì)主義精神文明，社會(huì)主義精神文明建設(shè)的核心內(nèi)容是科學(xué)的世界觀、為人民服務(wù)的人生觀及集體主義的價(jià)值觀?？茖W(xué)的世界觀是最為基本的出發(fā)點(diǎn)。如果沒有正確的科學(xué)思想來(lái)指導(dǎo)行為，就難免會(huì)走彎路，所以科學(xué)知識(shí)的宣傳和普及是精神文明建設(shè)的最根本的環(huán)節(jié)。    英國(guó)哲學(xué)家弗蘭西斯·培根曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“知識(shí)的力量不僅取決于其本身的價(jià)值大小，更取決于它是否被傳播以及被傳播的深度和廣度?！?   我們說(shuō)的科普是指采用讀者比較容易理解、接受和參與的方式，普及自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)知識(shí)，傳播科學(xué)思想，弘揚(yáng)科學(xué)精神，倡導(dǎo)科學(xué)方法，推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用。這對(duì)于廣大讀者來(lái)說(shuō)，可以了解一定的科學(xué)知識(shí)，有利于樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。對(duì)于科技工作者和文化工作者來(lái)說(shuō)，在全社會(huì)開展科普知識(shí)教育是參與建設(shè)社會(huì)主義文化的重要渠道。    我們知道，中國(guó)是一個(gè)擁有5000多年悠久歷史的文明古國(guó)，雖然曾經(jīng)在科技上長(zhǎng)時(shí)間走在世界的前列，取得了許多舉世矚目的科技成果，但是由于長(zhǎng)期的封建思想統(tǒng)治，廣大民眾的科學(xué)意識(shí)比較單薄。所以在我國(guó)民眾中開展廣泛的科學(xué)技術(shù)普及教育具有特別重要的意義。    科普的形式是多種多樣的，譬如建科技館、自然博物館，舉辦各種科技講座等，但是相對(duì)來(lái)說(shuō)，圖書出版無(wú)疑是所有科普活動(dòng)中最為重要和易于實(shí)施的途徑。有關(guān)科普教育和科普讀物出版發(fā)行工作，多年來(lái)得到中央和地方各級(jí)黨和政府部門以及相關(guān)社會(huì)團(tuán)體的廣泛支持。2002年6月29日，《中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)普及法》正式頒布實(shí)施，標(biāo)志著我國(guó)科普事業(yè)進(jìn)入法制化的軌道。為持續(xù)開展群眾性、社會(huì)性科普活動(dòng)，中國(guó)科協(xié)決定從2005年起，將每年9月第三周的公休日定為全國(guó)科普日。2003年以來(lái)，為支持老少邊窮地區(qū)文化事業(yè)發(fā)展，由文化部、財(cái)政部共同實(shí)施送書下鄉(xiāng)工程。2009年2月，中國(guó)科協(xié)等單位五年內(nèi)在全國(guó)城鄉(xiāng)建千所科普?qǐng)D書室的活動(dòng)舉行了啟動(dòng)儀式。2003年以來(lái)，由民政部、中央文明辦、文化部、新聞出版總署、國(guó)家廣電總局、中國(guó)作家協(xié)會(huì)聯(lián)合舉辦的“萬(wàn)家社區(qū)圖書室援建和萬(wàn)家社區(qū)讀書活動(dòng)”，已經(jīng)援建城鄉(xiāng)社區(qū)圖書室16．2萬(wàn)個(gè)，援建圖書5600萬(wàn)冊(cè)，其中三分之一以上為科普?qǐng)D書，約3．5億城鄉(xiāng)居民從中受益，對(duì)廣大社區(qū)居民的科技普及起到了一定作用，提升廣大社區(qū)居民的科技素質(zhì)。    為了幫助廣大讀者特別是青少年讀者系統(tǒng)、全面、準(zhǔn)確、深入地學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)自然科學(xué)方面的基礎(chǔ)知識(shí)，用科學(xué)發(fā)展觀引領(lǐng)他們愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的能力，中國(guó)社會(huì)出版社按照國(guó)家確定的學(xué)生科普知識(shí)標(biāo)準(zhǔn)，編輯出版了《探究式科普叢書》。    該套叢書是一套百科全書式的科普系列讀物，共100本，分為物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球物理科學(xué)、現(xiàn)代科技4個(gè)系列。與其他科普類圖書相比，該套叢書最大的特點(diǎn)是其全面性，幾乎囊括了自然科學(xué)領(lǐng)域的各個(gè)方面，通過(guò)閱讀這套叢書，可以“上知天文下知地理”；其次這套叢書的叢書名也很有特色，“探究式科普叢書”從題目上就滿足了廣大讀者對(duì)科學(xué)技術(shù)_的興趣，注重探究性，讓讀者帶著問(wèn)題去了解科學(xué)、學(xué)習(xí)科學(xué)，從而真正讓閱讀融入人們對(duì)世界的認(rèn)識(shí)當(dāng)中，讓人們通過(guò)閱讀樹立科學(xué)的世界觀。    黨的十七屆六中全會(huì)通過(guò)的《中共中央關(guān)于深化文化體制改革推動(dòng)社會(huì)主義文化大發(fā)展大繁榮若干重大問(wèn)題的決定》，為我們描繪了一幅社會(huì)主義文化建設(shè)的宏偉藍(lán)圖。我相信這套科普?qǐng)D書的出版必將在一定程度上滿足廣大讀者對(duì)科普知識(shí)的全面需求，為讀者樹立科學(xué)的世界觀打下一定的基礎(chǔ)。    是為序。

內(nèi)容概要

對(duì)于火箭，由于其結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用較為復(fù)雜，也許了解的人并不多。為《探究式科普叢書?探索宇宙的助跑器:火箭》引人入勝地描述了與太空科技有關(guān)的歷史事件以及重要的科學(xué)原理。通過(guò)閱讀《探究式科普叢書?探索宇宙的助跑器:火箭》，希望廣大青少年朋友可以從中學(xué)習(xí)到一些具有實(shí)用價(jià)值的航空航天知識(shí)。

書籍目錄

第一章高空中的神鷹——火箭 第一節(jié)火箭歷史概述 1.火箭來(lái)源 2.火箭的發(fā)源地——中國(guó) 第二節(jié)火箭的分類 第三節(jié)固態(tài)火箭和液態(tài)火箭的比較 第四節(jié)火箭的結(jié)構(gòu)組成 1.火箭的基體——箭體結(jié)構(gòu) 2.有效載荷艙和整流罩 3.儀器艙 4.級(jí)間段 5.段尾 6.推進(jìn)劑貯箱 7.分離系統(tǒng) 8.動(dòng)力系統(tǒng) 第二章神鷹急速——火箭的原理與宇宙速度 第一節(jié)反作用力與火箭推進(jìn) 1.反作用力 2.火箭推進(jìn) 第二節(jié)萬(wàn)有引力和宇宙速度 1.萬(wàn)有引力 2.三種宇宙速度 第三章神鷹凌霄——火箭的發(fā)射與飛行 第一節(jié)火箭的發(fā)射基地 第二節(jié)火箭的發(fā)射飛行 第三節(jié)火箭的飛行試驗(yàn) 第四章遨游太空——各國(guó)運(yùn)載火箭巡禮 第一節(jié)中國(guó)“長(zhǎng)征”系列火箭 1.“長(zhǎng)征1號(hào)”運(yùn)載火箭 2.“長(zhǎng)征1號(hào)D”火箭 3.“長(zhǎng)征2號(hào)”運(yùn)載火箭 4.“長(zhǎng)征2號(hào)D”火箭 5.“長(zhǎng)征2號(hào)E”火箭 6.“長(zhǎng)征2號(hào)F”火箭 7.“長(zhǎng)征3號(hào)”運(yùn)載火箭 8.“長(zhǎng)征3號(hào)A”火箭 9.“長(zhǎng)征3號(hào)B“火箭 10.“長(zhǎng)征3號(hào)c”火箭 11.“長(zhǎng)征4號(hào)”運(yùn)載火箭 12.“長(zhǎng)征5號(hào)”火箭 第二節(jié)美國(guó)運(yùn)載火箭 1.“大力神”系列火箭 2.“德爾塔”系列火箭 3.“偵察兵”系列火箭 4.“雷神”系列火箭 5.“土星”系列火箭 6.“宇宙神”系列火箭 第三節(jié)俄羅斯運(yùn)載火箭 1.“東方號(hào)”火箭 2.“質(zhì)子號(hào)”火箭 3.“能源號(hào)”火箭 4.“宇宙3M號(hào)”火箭 第四節(jié)歐洲“阿麗亞娜”系列火箭 第五章身兼數(shù)職——火箭的其他應(yīng)用 第一節(jié)高空探測(cè)火箭 第二節(jié)生物試驗(yàn)火箭 第三節(jié)氣象預(yù)報(bào)火箭 第六章火箭趣味小知識(shí)——有問(wèn)必答 第一節(jié)運(yùn)載火箭 1.運(yùn)載火箭的研制復(fù)雜性有多大 2.什么是“一箭多星”發(fā)射 3.第一個(gè)成功發(fā)射載人飛船的運(yùn)載火箭是哪個(gè) 4.運(yùn)載火箭的地面試驗(yàn)及其作用是什么 5.運(yùn)載火箭發(fā)射前要做哪些準(zhǔn)備工作 第二節(jié)從發(fā)射到返回 1.運(yùn)載火箭的發(fā)射涉及哪些方面的內(nèi)容 2.運(yùn)載火箭發(fā)射前的倒計(jì)時(shí)階段是如何進(jìn)行的 3.為什么發(fā)射航天器要用多級(jí)火箭 4.火箭發(fā)射窗口指的是什么 第三節(jié)世界上有哪些著名的航天器發(fā)射基地 1.肯尼迪航天中心 2.西部航天和導(dǎo)彈試驗(yàn)中心 3.拜科努爾發(fā)射基地 4.普列謝夫茨克基地 5.酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心 6.西昌衛(wèi)星發(fā)射中心 7.種子島航天中心 8.庫(kù)魯發(fā)射場(chǎng) 9.圣馬科發(fā)射場(chǎng) 10.斯里哈里科塔發(fā)射場(chǎng) 第四節(jié)有問(wèn)必答 1.哪種運(yùn)載火箭發(fā)射次數(shù)最多 2.發(fā)射一次運(yùn)載火箭需要多大成本 3.液體火箭主要都采用哪些推進(jìn)劑 4.大型運(yùn)載火箭為什么多采用捆綁式結(jié)構(gòu) 5.導(dǎo)彈可以改成運(yùn)載火箭嗎 6.為什么說(shuō)“長(zhǎng)征二號(hào)”是“長(zhǎng)征”系列火箭的靈魂 7.歐洲“阿麗亞娜”火箭為什么能取得巨大成功 8.如何判斷飛船是否按“預(yù)定軌道”飛行 9.發(fā)射載人飛船的火箭為什么要求特別高 10.世界最大的運(yùn)載火箭是哪一種 11.為什么火箭發(fā)射場(chǎng)多選擇低緯度地區(qū) 12.火箭組裝后運(yùn)往發(fā)射臺(tái)時(shí)為什么多采用垂直運(yùn)輸方式 13.俄羅斯主要運(yùn)載火箭有哪些 14.火箭發(fā)動(dòng)機(jī)有幾種類型 15.日本H—2火箭為什么研制初期問(wèn)題特別多 16.為什么固體彈道導(dǎo)彈受青睞

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：    第一節(jié)火箭歷史概述 1.火箭來(lái)源 早在公元3世紀(jì)（大約三國(guó)時(shí)代）“火箭”一詞就已經(jīng)在中國(guó)出現(xiàn)了，距今已有1700多年的歷史了。當(dāng)時(shí)在兩軍的殘酷戰(zhàn)爭(zhēng)中，一方把一種頭部帶有易燃物的箭點(diǎn)燃后射向另一方，以達(dá)到助攻的目的。之后，人們就把這種發(fā)射時(shí)帶火的箭叫做火箭。這是一種用來(lái)火攻的武器，實(shí)質(zhì)上，僅僅是一種帶“火”的箭，在含義上與我們現(xiàn)在所謂的火箭相差甚遠(yuǎn)。人類自火藥發(fā)明以來(lái)，人們把裝有火藥的筒綁在箭桿上，或在箭桿內(nèi)裝上火藥，點(diǎn)燃引火線后射出去，箭在飛行中借助火藥燃燒向后噴火所產(chǎn)生的反作用力飛得更遠(yuǎn)，人們又把這種向后噴火利用反作用力助推的箭叫做火箭。這種火箭已具有現(xiàn)代火箭的雛形，稱之為原始的固體火箭。 那么，現(xiàn)代火箭究竟是什么樣子呢？我們現(xiàn)在所說(shuō)的“火箭”，是指一種自身既帶有燃料、帶有助燃用的氧化劑、用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置，不僅可在大氣層內(nèi)飛行，而且也可以在大氣層外的太空中飛行的各類航天飛行器。 說(shuō)起現(xiàn)代火箭的發(fā)展，還要?dú)w功于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展和液體火箭的誕生呢！早在19世紀(jì)80年代中期，瑞典工程師拉瓦爾就發(fā)明了拉瓦爾噴管，使火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)日臻完善。1925年11月，美國(guó)科學(xué)家羅伯特·戈達(dá)德研制的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)成功。不久，他又于1926年3月16日進(jìn)行了世界上第一枚液體火箭的發(fā)射試驗(yàn)，火箭成功地飛行了50多米。多次實(shí)驗(yàn)表明，液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)比固體火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)的性能更優(yōu)越，而且可以多次啟動(dòng)。因而，液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的成功試驗(yàn)和液體火箭的誕生，標(biāo)志著現(xiàn)代火箭的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)全新的階段。 無(wú)論是原始火箭，還是現(xiàn)代火箭，都是最先應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，作為一種武器來(lái)使用的。在我國(guó)，早在10～11世紀(jì)的宋代，就在敵我雙方交戰(zhàn)中頻繁把原始火箭當(dāng)作武器使用；到了明代，火箭武器得到了更廣泛的運(yùn)用。從14世紀(jì)開始，中國(guó)的火箭技術(shù)經(jīng)印度、阿拉伯等地逐漸傳入歐洲。于是，火箭技術(shù)在歐洲一些國(guó)家得到了一定的應(yīng)用和發(fā)展。 1931年5月，德國(guó)科學(xué)家赫爾曼·奧伯特領(lǐng)導(dǎo)的宇宙航行協(xié)會(huì)通過(guò)試驗(yàn)成功發(fā)射了歐洲第一枚液體火箭。1932年，德國(guó)軍方在參觀了該協(xié)會(huì)研制的液體火箭發(fā)射試驗(yàn)之后，意識(shí)到火箭武器在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中具有巨大的潛力，于是便開始組織一批科學(xué)家和工程技術(shù)人員，集中力量秘密研制火箭武器。40年代初，德國(guó)在第二次世界大戰(zhàn)中期，先后成功研制出能用于實(shí)戰(zhàn)的V-1、V-2兩種導(dǎo)彈。其中V-1是一種飛航式有翼導(dǎo)彈，采用了空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)作動(dòng)力裝置V-2是一種彈道式導(dǎo)彈，采用了火箭發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置。自此，世界各國(guó)都在火箭的研制上拉開了序幕。中國(guó)歷史的遺憾。 眾所周知，古代火箭、火藥是中國(guó)人發(fā)明的，但由于長(zhǎng)期得不到重視，古代火箭技術(shù)未能在中國(guó)發(fā)展為現(xiàn)代火箭技術(shù)，而僅僅用于節(jié)假日燃放的煙花爆竹。在中國(guó)發(fā)明火箭幾百年之后，歐洲人才開始學(xué)會(huì)使用火箭，但現(xiàn)代火箭技術(shù)最終還是從歐洲發(fā)展起步，因此成為中國(guó)歷史的遺憾。但是，近幾年中國(guó)的神六、神七紛紛追訪太空，中國(guó)的航天技術(shù)有很大的提高，讓世界矚目。 2.火箭的發(fā)源地——中國(guó) 自古以來(lái)中國(guó)就是世界上最早使用火箭和火箭技術(shù)最高的國(guó)家。大約在南宋時(shí)期，人們用球狀火藥包裝在箭頭桿附近，點(diǎn)著引線之后，用弓箭射出去殺傷敵人：后來(lái)人們將火藥裝填在竹筒里，火藥背后裝著細(xì)小的“定向棒”，用來(lái)點(diǎn)燃引火管上的火硝，使筒里的火藥迅速燃燒起來(lái)，從而產(chǎn)生向前的推力，使之飛向敵陣，然后爆炸，殺傷力很大。這就是世界上最早的火藥火箭，它與現(xiàn)代火箭發(fā)射原理基本是相同的。說(shuō)到火箭的發(fā)展，不得不從火藥說(shuō)起！我國(guó)是最早發(fā)明火藥的國(guó)家，關(guān)于火藥的起源，大約可以追溯到晉代。晉代有位著名的道士，叫葛洪。在他撰寫的《抱樸子·仙藥篇》里記載有用雄黃、硝石、豬大腸油和松脂共煉丹藥的記載。雄黃含有大量的硫。硝石是強(qiáng)化劑，豬大腸油和松脂含有炭。硫、硝、炭是火藥的基本成分，這實(shí)際上已經(jīng)是一種火藥了。迄今為止，最早的火藥配方，保存在唐元和三年（公元808年）清虛子撰寫的《鉛汞甲庚至寶集成》卷二之中，稱“伏火礬法”。其內(nèi)容為：“硫二兩，硝二兩，馬兜鈴（草藥，燒燃即炭）三錢半?！胨幱诠迌?nèi)與地平。將熟火一塊、彈子大，下放里面，煙漸起?！敝刑茣r(shí)期的《真元妙道要略》一書里記載，“以硫黃、雄黃合硝石并密燒之，焰火燒手面及燼屋舍者”；“硝石……生者不可合三黃（即硫黃、雄黃和雌黃）等燒，立見禍?zhǔn)隆?。由此可見，?dāng)時(shí)人們已經(jīng)掌握了火藥燃燒和爆炸的性能。 自火藥發(fā)明以來(lái)，很快就應(yīng)用于軍事方面，相繼出現(xiàn)了一系列火藥武器，其中之一就是火箭。公元969年，北宋軍事機(jī)關(guān)曾經(jīng)試驗(yàn)過(guò)火箭；公元975年，宋太祖滅南唐，作戰(zhàn)時(shí)就用到了火箭；公元1000年，北宋神衛(wèi)水軍隊(duì)長(zhǎng)唐福曾因制造火箭等武器受到朝廷嘉獎(jiǎng)。 火藥武器的出現(xiàn)，受到軍事家們的高度重視。宋朝的火箭全是單發(fā)的，點(diǎn)燃一根火繩發(fā)射一支火箭，叫單發(fā)箭。明代出現(xiàn)了多發(fā)火箭，點(diǎn)燃一根火繩，可以發(fā)射出幾支、幾十支，甚至上百支火箭。多發(fā)火箭種類很多，例如，虎出穴箭（5支）、火弩流星箭（10支）、火龍箭（20支）、長(zhǎng)蛇破敵箭（30支）、一窩蜂（32支）、群豹橫奔箭（40支）、百虎齊奔箭（100支）、神火箭牌（100余支）等等。 16世紀(jì)中期，人們又發(fā)明了一種新式火箭，名叫“火龍出水”。關(guān)于“火龍出水”，在明代后期出版的《武備志》、《火龍經(jīng)》等兵書中都有記載。這種新式火箭采取傳說(shuō)中龍的形象，目的在于壯大聲勢(shì)，以達(dá)到驚嚇敵人的目的。據(jù)《武備志》介紹，其制造方法如下：先截取一根五尺長(zhǎng)的毛竹，然后去節(jié)，刮薄，作為龍身；再用木頭雕成龍頭、龍尾，分別安裝在龍身前后，這樣就成為一條龍。龍腹內(nèi)裝有幾支單發(fā)式火箭，把它們的引火繩連在一起，從龍頭下面的孔洞中引出來(lái)。接著在龍身的前、后兩部，分別斜安上兩支大火藥箭，引火繩仍連在一起。最后，把龍腹內(nèi)引出的總引火繩連在前部?jī)蓚€(gè)火藥筒的底部。這樣，就制造出了一個(gè)火龍出水的新式武器。

編輯推薦

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