6．火箭

火箭是目前唯一能使物体达到宇宙速度，克服或摆脱地球引力，进入宇宙空间的运载工具。火箭的速度是由火箭发动机工作获得的。早在1903年齐奥尔科夫斯基就推导出单级火箭的理想速度公式：V=ωLnMo/Mk，被称为齐奥尔科夫斯基公式。ω为发动机的喷气速度，Mo和Mk，分别是火箭的初始质量和发动机熄火（推进剂用完）时的质量。Mo/Mk被称为火箭的质量比。

由这齐奥尔科夫斯基公式可知，火箭的速度和发动机的喷气速度成正比，并且随火箭的质量比的增大而增大，即发动机的质量减少时，火箭的速度会越来越大。即使使用性能最好液氢液氧推进剂，发动机的喷气速度也只能达到4.3～4.4公里／秒。因此，单级火箭无法将物体送到太空轨道，必须用多级火箭才能完成太空发射任务，即用接力式原理的火箭将航天器送往太空轨道。

用来发射航天器的火箭称为运载火箭，用于运载军用炸弹叫火箭武器（无控制）或导弹（有控制）。航天运载火箭一般由动力系统、控制系统和结构系统组成，有的还加遥测、安全自毁和其他附加系统。

多级火箭各级之间的联接方式，有串联、并联和串并联几种。串联就是把几枚单级火箭串联在一条直线上；并联就是把一枚较大的单级火箭放在中间，叫芯级，在它的周围捆绑多枚较小的火箭，一般叫助推火箭或助推器，即助推级；串并联式多级火箭的芯级也是一枚多级火箭。

各级火箭之间、火箭和有效载荷及整流罩之间，通过连接分离机构实现连接和分离。分离机构由爆炸螺栓和弹射装置组成。平时，它们由爆炸螺栓或爆炸索连成一个整体；分离时，爆炸螺栓或爆炸索爆炸，使连接解锁，然后由弹射装置或小火箭将两部分分开，也有借助前面一级火箭发动机启动后的强大射流分开的。

火箭技术是一项十分复杂的综合性技术，主要包括火箭推进技术、总体设计技术、火箭结构技术、控制和制导技术、计划管理技术、可靠性和质量控制技术、试验技术，对导弹来说还有弹头制导和控制、突防、再入防热、核加固和小型化等弹头技术。

火箭的故乡在中国

中国是最早使用火箭的国家，在清朝以前，中国曾经是火箭技术最发达的国家。在明朝的时候一度是世界上唯一掌握火箭武器技术和大规模应用火箭技术的国家。大约在南宋时期，人们用球状火药包装在箭头杆附近，点着引线之后，用弓箭射出去杀伤敌人，这就是后来的“万人敌”。之后，人们将火药装填在竹筒里，火药背后装着细小的“定向棒”点燃引火管上的火硝，引起筒里火药迅速燃烧，产生向前的推力，使之飞向敌阵爆炸，这就是世界上第一种火药火箭。在明朝旧火箭技术达到高峰并广泛应用于实战，从明朝初年的靖难之役，到万历时期的援朝抗日战争，再到后来对英国人的战斗中都有大规模使用的记载，《武备志》一书中更是记载了当时琳琅满目的火箭类武器，从单发的简单火箭，到多管连发的一窝蜂等火箭炮，在到多级火箭出水火龙，基本已经形成了现代火箭的所有门类，根据《明史》记载在当时明朝同蛮族的战争中，一场战斗动用几万支火箭是司空见惯的。更有一位叫万户（可能是官名）的人将47支大型火箭绑在椅子上，同时点燃，想利用反推原理飞上太空，但可惜最后以失败告终。这是世界上可考的第一次载人火箭的发射。在当时的科技背景下，可想而知，先人的科学探索精神是多么勇敢。而当时在华的窦玛丽等人也都部分记载了相关史料，参见《窦玛丽杂记》，对中国的火箭技术也有一定得记载。

后来，在满清后期的残暴统治下，中国采用闭关锁国的思想。统治者为了防止汉族和民间武装力量发展，从而抑制火箭技术的发展，中国的火箭技术从此日益倒退并停滞不前。直到1958年才制造出第一支现代火箭，不但晚于当时的两大强国，还晚于日本等国，这都是中国科学史上的损失和教训。

美国航空航天博物馆的照壁上第一句话就是：最早的飞行器是中国的风筝和火箭。 WEzKsAmOXCob7JjJNuPGGI27qNNoJJTmXAaE/ErNAc55LWPR9aB9aBNzPFJrgaaf