人类在航空领域内的发展历程经历了从气球到气艇,再从滑翔机到动力飞机,继而又到活塞式发动机的发明和现代超音速的喷气机,至今航空技术已达到了相当完善的水平。
但航空和航天却是不同的范畴,不可混为一谈。从空间上讲,航空仅指在大气层内的,而航天指的是大气层以外的更加广阔、神秘的太空世界。从飞行原理上说,飞机升力的产生离不开空气的作用,而航天器却是在太空的真空环境下,依靠自身携带的燃料和助燃剂的燃烧反作用推力而航行。所以说尽管到20世纪中叶,飞机技术已渐走向成熟,人类已能离开地面像鸟儿一样自由自在地飞翔在蓝天上,但人类仍被拒之于太空的门槛之外,“嫦娥奔月”的神话仍未能成为现实。
航天技术的发展,主要是在20世纪50年代以后。它建立在航空科学技术基础之上,但远远超出了它的范围。
大家知道,航天器航行离不开动力,而动力来源是火箭,利用反作用推进原理前进的火箭是为世人公认的我国古代的一项重要发明。
唐朝发明了火药后,人们利用火药燃烧作用产生的反推力现象在娱乐方面造出不少玩物,后来便逐渐演变发展成为了火箭。正如许多先进事物一样,火箭一出现很快便被应用在战场上,反过来,由于战争的需要,火箭的性能也得到大幅度的提高。随后又有了并联式火箭、两级火箭,更有趣的是还出现了一种可回收式的两级火箭的雏形。这些充分体现了我国古代人民的聪明才智。
我国古代的这些火箭,虽然构造比较原始、简单,但具有现代火箭的基本组成部分,较成功地解决了点火、飞行稳定等问题,已算是现代火箭的最初模型,称之为火箭的鼻祖,当之无愧。
火箭发明以后,其巨大的潜力逐渐被世人所认识。人们自然地把人类向往多年的航天理想与火箭技术联系起来了。传说15世纪末,我国有一位叫“万户”的人制作了一只火箭飞行器,用47个当时最大的火箭捆绑在一起,并装在一个座椅背后而组成。发射时,他坐在椅上被绑牢,手拿两个大风筝,由别人点燃47个火箭,想以此借助火箭的推力飞上天去。可惜这位火箭载人航天的先驱把问题想得太简单,导致了火箭爆炸而勇敢献身。为了表彰传记中这位人类开拓航天之路的勇士,“万户”的名字出现在月球面的一座环形山上。(www.xing528.com)
以后直至19世纪末,火箭的性能一直未有本质性的突破,仍然停留在简单的固体火箭水平上。从20世纪初起,一大批科学家和学者对火箭的理论进行了深入细致的研究,并应用于实践当中,使火箭技术发生了质的飞跃。
世界上首先提出火箭理论并与宇宙航行相联系的,当推俄国学者齐奥尔科夫斯基,在1903年,他在《科学观察》杂志上发表了论文“利用喷气工具研究宇宙空间”。在这篇文章里,提出了许多重要的极有价值的理论和设想,为后来的航天活动奠定了坚实的基础,这位学者被后人尊称为“航天之父”。1926年3月,世界上最早制成液体推进剂火箭的美国科学家罗伯特·哥达德,成功地发射了由他自己研制的液体火箭,写下了火箭发展的新篇章。
这一阶段里,德国的赫尔曼·奥伯特对火箭技术发展的贡献最突出。他于1923年发表的《飞向星际的火箭》一书中,对液体燃料火箭、人造卫星、宇宙飞船和空间战等都有很好的构想和大胆的预言。1931年,由奥伯特领导的德国火箭研究小组设立,专门从事液体推进剂火箭的研究工作。两年后希特勒上台,由于政治野心和军事扩张的原因,德国军事装备不断扩大,并不惜拨巨款研制强大的弹道导弹。年轻的冯·布劳恩当了总设计师,1942年10月,V—2导弹试射成功,宣告了现代火箭时期的到来。
1945年,第二次世界大战结束,德国战败,美国和前苏联分别得到了德国的一大批火箭专家、技术人员和V—2火箭,以此为基础,在各自原有的技术水平上,开始了现代火箭发展腾飞的新阶段。特别是在前苏联,火箭技术的发展得到高度重视,进展神速。
从仿制V—2导弹成功,到自行设计,从改进完善到洲际弹道导弹研制成功,现代火箭技术有了长足的进步。
时至20世纪中期,由于火箭和弹道技术的发展,苏美两国均已具备了向外空发射人造卫星的能力。前苏联抢先一步,摘走了人类发射第一颗人造地球卫星的桂冠。从这个时候起,地球的外层空间增加了许多明亮的星星。
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