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维基少年:事物如何运作/火箭

来自维基教科书,开放世界中的开放书籍
土星五号火箭第一级的一部分返回地球。

火箭是一种由快速移动的流体或气体推进的车辆。带有制导系统,能够在飞行中校正其航线的火箭被称为导弹。

美国太空计划的先驱,维尔纳·冯·布劳恩博士站在土星五号发射载具的五台F-1发动机旁边。

谁发明了它?

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在宋代(960-1279),中国人发明了第一种类型的火箭:烟花。传说一位厨师发现,硫磺、硝石和木炭(火药)的完美混合物极易燃烧,如果封闭在一个小空间内,就会爆炸;这就是为什么在烟花中,火药被封闭在管子里。中国人很快就发现,这种黑火药可以以极快的速度射向天空。这标志着火箭技术的开始。火药是由熟练的工匠开发和商业化的,他们还制作烟花用于娱乐。

虽然中国人发明了第一枚火箭,但今天使用的强大火箭直接起源于美国和欧洲。罗伯特·戈达德展示了一枚由液体燃料燃烧的火箭。他的火箭能够到达高空。此后,俄罗斯和德国科学家在第二次世界大战前创造了火箭武器,取得了进步。

一枚火箭。

它是如何获得动力的?

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火箭通常由火箭本身内部的化学反应或爆炸提供动力。火箭可以使用不同类型的燃料:早期的中国火箭使用火药,后来人们使用汽油和其他石油产品来为火箭提供燃料。火箭燃料通常需要保持冷冻状态以避免爆炸。一些火箭将氢气和氧气结合起来,产生剧烈的化学反应。一些火箭,例如俄罗斯的N1,使用煤油。土星五号有三个级,使用石油燃料(第一级)和氢燃料(第二级和第三级)。

有史以来建造的最强大的火箭是土星五号,它被用来将人类送上月球。但有史以来建造的最强大的火箭发动机是航天飞机的火箭助推器。(土星五号更强大,因为它使用了五个发动机,而不是航天飞机使用的两个发动机。)航天飞机助推器由固体燃料混合物提供动力,这种燃料混合物主要是铝和高氯酸铵。

它有多危险?

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火箭通过造成巨大的受控爆炸来工作,这可能非常危险。由于它们非常危险,安全是使用火箭时的一个主要关注点。尽管如此,事故还是发生了,成为一名宇航员是一项非常危险的工作。即使用于将有效载荷送入轨道或访问空间站的火箭也携带可能导致巨大爆炸的燃料,如果不非常谨慎地处理,这些燃料可能会导致巨大爆炸。

火箭被军事力量用作武器。这些类型的火箭旨在将爆炸性炸药送往远离发射点的区域。有史以来设计的最危险和最致命的武器是由使用火箭技术的导弹运送的。

即使是孩子们和成年人用于娱乐的小型爱好火箭,如果不正确处理也会造成严重的灼伤。决不对着人或动物发射火箭。儿童应始终在成年人的帮助下发射火箭。

注意
在某些地方,可能存在关于发射火箭的法律和安全限制。咨询您当地的消防部门,了解任何特殊要求或限制,以书面形式获取信息并通过签名进行验证,这将确保您免受任何问题的影响。您也可以在当地社区论坛上发布这些信息,以阐明其他爱好者。

它是如何变化的?

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有些火箭巨大;有些则很小。有些可以携带333公吨的货物(其中305公吨是燃料),而另一些只有几克重。有一些小型模型火箭,有些只有几英寸长。空间计划中使用的巨型火箭高超过200英尺。

它们的形状也各不相同。大多数火箭是圆柱形的,顶端有一个锥体,底部有鳍。用于烟花的火箭通常是球形的,并从管子里发射出来。

另一个不同之处是它们使用的推力类型。大多数使用高压气体。当这种气体释放时,它会像气球中的空气一样从火箭的喷嘴中喷出。烟花使用火药将火箭推进到空中。

另一个不同之处是火箭飞越的不同地形。有些在陆地和水上低空飞行,能够达到非常高的速度。另一些,如土星五号,则飞入太空。还有一些可以在水下“飞行”。

有史以来建造的一些最强大的火箭是航天飞机的助推器。两个固体助推器正在发射。

它如何改变了世界?

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当您打电话给几千英里之外的人时,您使用的是卫星。太空中的卫星接收电话,然后几乎立即将其反射回地面。卫星是由火箭送入太空的。科学家们使用太空中的望远镜,因为地球的大气层会扭曲我们的一些光线和视野。将一颗卫星或望远镜送入太空需要一个超过100英尺高的巨型火箭。

火箭将宇航员送入太空。由于宇航员的实验和观察,我们比以往任何时候都更加了解地球和宇宙。宇航员在太空种植晶体,并完成太空工作。在太空中使用的发明现在被人类使用,这些创新为我们提供了许多新技术,例如防火服或帮助盲人阅读印刷品的词语振动器。

火箭彻底改变了世界,为我们提供了观察宇宙的新眼睛。

在它被发明之前,哪些想法和发明需要被开发出来?

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必须制造一个强大的金属底座来支撑它所利用的强大反应。然后,必须制造固体燃料以防止其泄漏并造成灾难。科学家们必须设计一个结构来执行反应。还有燃料,在任何事情都完成之前,它必须被制造出来!

火箭技术的未来

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火箭技术迄今为止已经彻底改变了我们的生活,并且它将永远继续下去。自从它在宋代(960-1279)发明以来,它就给人类带来了好处。人类现在比以往任何时候都更加了解太空。

每天都在讨论新的火箭技术,人们正在考虑用核能为火箭提供动力的计划。核能具有成本效益,并且体现了强大的、提供推力的经济燃料。火箭将我们带到了月球,并且肯定会将我们带到更远的地方。科学家们建议使用将我们送入太空并送回地球的火箭。它们将可重复使用,这意味着这些火箭可以在地球上补充燃料,这样我们就可以使用同一枚火箭返回太空。这是一个好计划,因为我们可以节省很多钱,我们可以将这些钱用于未来的太空旅行。

最近,航天飞机对火箭的存在构成了威胁,因为它们在火箭助推器上节省了数百万美元。然而,科学家们现在正在设计火箭,将物资运送到地球的火星殖民地。也许这对火箭来说是新生?

一些科学家指出,火箭在未来可能只充当助推器和协调推进器。

参考文献

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事物如何运作:火箭科学 [1]

美国国家航空航天局 - 发射运载工具摘要 [2]

工作原理:烟火的历史

华夏公益教科书