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維基少年:事物如何運作/火箭

來自華夏公益教科書
土星五號火箭第一級的一部分返回地球。

火箭是一種由快速移動的流體或氣體推進的車輛。帶有制導系統,能夠在飛行中校正其航線的火箭被稱為導彈。

美國太空計劃的先驅,維爾納·馮·布勞恩博士站在土星五號發射載具的五臺F-1發動機旁邊。

誰發明了它?

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在宋代(960-1279),中國人發明了第一種型別的火箭:煙花。傳說一位廚師發現,硫磺、硝石和木炭(火藥)的完美混合物極易燃燒,如果封閉在一個小空間內,就會爆炸;這就是為什麼在煙花中,火藥被封閉在管子裡。中國人很快就發現,這種黑火藥可以以極快的速度射向天空。這標誌著火箭技術的開始。火藥是由熟練的工匠開發和商業化的,他們還製作煙花用於娛樂。

雖然中國人發明了第一枚火箭,但今天使用的強大火箭直接起源於美國和歐洲。羅伯特·戈達德展示了一枚由液體燃料燃燒的火箭。他的火箭能夠到達高空。此後,俄羅斯和德國科學家在第二次世界大戰前創造了火箭武器,取得了進步。

一枚火箭。

它是如何獲得動力的?

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火箭通常由火箭本身內部的化學反應或爆炸提供動力。火箭可以使用不同型別的燃料:早期的中國火箭使用火藥,後來人們使用汽油和其他石油產品來為火箭提供燃料。火箭燃料通常需要保持冷凍狀態以避免爆炸。一些火箭將氫氣和氧氣結合起來,產生劇烈的化學反應。一些火箭,例如俄羅斯的N1,使用煤油。土星五號有三個級,使用石油燃料(第一級)和氫燃料(第二級和第三級)。

有史以來建造的最強大的火箭是土星五號,它被用來將人類送上月球。但有史以來建造的最強大的火箭發動機是太空梭的火箭助推器。(土星五號更強大,因為它使用了五個發動機,而不是太空梭使用的兩個發動機。)太空梭助推器由固體燃料混合物提供動力,這種燃料混合物主要是鋁和高氯酸銨。

它有多危險?

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火箭透過造成巨大的受控爆炸來工作,這可能非常危險。由於它們非常危險,安全是使用火箭時的一個主要關注點。儘管如此,事故還是發生了,成為一名宇航員是一項非常危險的工作。即使用於將有效載荷送入軌道或訪問空間站的火箭也攜帶可能導致巨大爆炸的燃料,如果不非常謹慎地處理,這些燃料可能會導致巨大爆炸。

火箭被軍事力量用作武器。這些型別的火箭旨在將爆炸性炸藥送往遠離發射點的區域。有史以來設計的最危險和最致命的武器是由使用火箭技術的導彈運送的。

即使是孩子們和成年人用於娛樂的小型愛好火箭,如果不正確處理也會造成嚴重的灼傷。決不對著人或動物發射火箭。兒童應始終在成年人的幫助下發射火箭。

注意
在某些地方,可能存在關於發射火箭的法律和安全限制。諮詢您當地的消防部門,瞭解任何特殊要求或限制,以書面形式獲取資訊並透過簽名進行驗證,這將確保您免受任何問題的影響。您也可以在當地社群論壇上釋出這些資訊,以闡明其他愛好者。

它是如何變化的?

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有些火箭巨大;有些則很小。有些可以攜帶333公噸的貨物(其中305公噸是燃料),而另一些只有幾克重。有一些小型模型火箭,有些只有幾英寸長。空間計劃中使用的巨型火箭高超過200英尺。

它們的形狀也各不相同。大多數火箭是圓柱形的,頂端有一個錐體,底部有鰭。用於煙花的火箭通常是球形的,並從管子裡發射出來。

另一個不同之處是它們使用的推力型別。大多數使用高壓氣體。當這種氣體釋放時,它會像氣球中的空氣一樣從火箭的噴嘴中噴出。煙花使用火藥將火箭推進到空中。

另一個不同之處是火箭飛越的不同地形。有些在陸地和水上低空飛行,能夠達到非常高的速度。另一些,如土星五號,則飛入太空。還有一些可以在水下“飛行”。

有史以來建造的一些最強大的火箭是太空梭的助推器。兩個固體助推器正在發射。

它如何改變了世界?

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當您打電話給幾千英里之外的人時,您使用的是衛星。太空中的衛星接收電話,然後幾乎立即將其反射回地面。衛星是由火箭送入太空的。科學家們使用太空中的望遠鏡,因為地球的大氣層會扭曲我們的一些光線和視野。將一顆衛星或望遠鏡送入太空需要一個超過100英尺高的巨型火箭。

火箭將宇航員送入太空。由於宇航員的實驗和觀察,我們比以往任何時候都更加了解地球和宇宙。宇航員在太空種植晶體,並完成太空工作。在太空中使用的發明現在被人類使用,這些創新為我們提供了許多新技術,例如防火服或幫助盲人閱讀印刷品的詞語振動器。

火箭徹底改變了世界,為我們提供了觀察宇宙的新眼睛。

在它被髮明之前,哪些想法和發明需要被開發出來?

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必須製造一個強大的金屬底座來支撐它所利用的強大反應。然後,必須製造固體燃料以防止其洩漏並造成災難。科學家們必須設計一個結構來執行反應。還有燃料,在任何事情都完成之前,它必須被製造出來!

火箭技術的未來

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火箭技術迄今為止已經徹底改變了我們的生活,並且它將永遠繼續下去。自從它在宋代(960-1279)發明以來,它就給人類帶來了好處。人類現在比以往任何時候都更加了解太空。

每天都在討論新的火箭技術,人們正在考慮用核能為火箭提供動力的計劃。核能具有成本效益,並且體現了強大的、提供推力的經濟燃料。火箭將我們帶到了月球,並且肯定會將我們帶到更遠的地方。科學家們建議使用將我們送入太空並送回地球的火箭。它們將可重複使用,這意味著這些火箭可以在地球上補充燃料,這樣我們就可以使用同一枚火箭返回太空。這是一個好計劃,因為我們可以節省很多錢,我們可以將這些錢用於未來的太空旅行。

最近,太空梭對火箭的存在構成了威脅,因為它們在火箭助推器上節省了數百萬美元。然而,科學家們現在正在設計火箭,將物資運送到地球的火星殖民地。也許這對火箭來說是新生?

一些科學家指出,火箭在未來可能只充當助推器和協調推進器。

參考文獻

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事物如何運作:火箭科學 [1]

美國國家航空航天局 - 發射運載工具摘要 [2]

工作原理:煙火的歷史

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