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1、第五節(jié) 火箭,火箭的起源,火箭的起源在中國(guó),火箭是我國(guó)古代的重大發(fā)明 例如宋代的神火飛鴉等,現(xiàn)代火箭,現(xiàn)代火箭的原理與古代火箭的原理相同 火箭工作的能量轉(zhuǎn)化:燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾膬?nèi)能,燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能,火箭的原理,火箭使用的是噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。它的燃料在燃燒室內(nèi)燃燒后產(chǎn)生高溫、高壓的氣體,這種氣體從尾部以極高的速度噴出,同時(shí)產(chǎn)生很大的反作用力推動(dòng)機(jī)身向前運(yùn)動(dòng)。由于它不需要像活塞、曲軸那樣的傳動(dòng)裝置,從而減少了能量的損失,大大的提高了機(jī)身的飛行速度。,噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的分類(lèi),噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)分為空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。前者只攜帶燃料,它需要利用外界空氣來(lái)助燃,飛行高度受一定限制。后者
2、本身帶有燃料和氧化劑,不需要依靠外界空氣來(lái)助燃,因此,飛行高度不受限制。,火箭的結(jié)構(gòu),現(xiàn)代的火箭使用的燃料多為液體燃料。液體燃料火箭主要由燃料箱、氧化劑箱、輸送裝置、燃燒室和尾部噴口組成。輸送系統(tǒng)按時(shí)按量地把燃料和氧化劑輸送到燃燒室中,最初用電火花點(diǎn)燃,產(chǎn)生高溫、高壓氣體,隨后進(jìn)入燃燒室內(nèi)的燃料和氧化劑,由于燃燒室內(nèi)的溫度已高,從而可以自行燃燒。燃燒產(chǎn)生的氣體已很大的速度從噴口噴出,同時(shí)對(duì)火箭產(chǎn)生很大的反沖推力,使火箭前進(jìn)。,,,,,,,整流罩,燃燒箱,燃燒室,氧化 劑箱,輸送 裝置,,噴口,,火箭的結(jié)構(gòu):,現(xiàn)代火箭的特點(diǎn),現(xiàn)代火箭的特點(diǎn)是功率巨大,不僅可以在高空飛行,而且可以飛出大氣層。多級(jí)
3、火箭可以作為星際航運(yùn)的運(yùn)載工具。,G O O D B Y E !,多級(jí)火箭,現(xiàn)代火箭在很多時(shí)候使用的是多級(jí)火箭 每一級(jí)火箭完成工作后就會(huì)被拋掉,點(diǎn)燃下一級(jí)火箭,中國(guó)的火箭,長(zhǎng)征號(hào)火箭,長(zhǎng)征一號(hào)是為發(fā)射我國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅一號(hào)而研制的三級(jí)運(yùn)載火箭。它的一、 二級(jí)火箭采用當(dāng)時(shí)的成熟技術(shù),并為發(fā)射衛(wèi)星做了適應(yīng)性修改,第三級(jí)是新研制的以固體燃料為 推進(jìn)劑的上面級(jí)。1967年11月, 決定由中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院負(fù)責(zé)研制。1968年初,完成了 火箭的總體設(shè)計(jì),之后又用了兩年左右的時(shí)間完成了各種大型的地面試驗(yàn)。1970年4月24日,長(zhǎng) 征一號(hào)火箭首次發(fā)射,將中國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅一號(hào)順利送入
4、軌道,發(fā)射獲得圓滿(mǎn)成 功。1971年3月3日,長(zhǎng)征一號(hào)火箭第二次發(fā)射,把實(shí)踐一號(hào)科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星準(zhǔn)確送入軌道,又一次 取得圓滿(mǎn)成功。相對(duì)于70度傾角、440公里高的圓軌道,長(zhǎng)征一號(hào)火箭的運(yùn)載能力為300公斤,此 火箭共進(jìn)行了兩次發(fā)射,均獲得成功。 長(zhǎng)征一號(hào)的研制成功,揭開(kāi)了我國(guó)航天活動(dòng)的序幕,長(zhǎng)征二號(hào) 在長(zhǎng)征一號(hào)成功飛行之后,中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院又成功研制了我國(guó)的第一個(gè)大型液體 運(yùn)載火箭長(zhǎng)征二號(hào)。長(zhǎng)征二號(hào)火箭共兩級(jí),推進(jìn)劑采用四氧化二氮/偏二甲肼,低軌道的運(yùn)載能 力為1800公斤。 1974年11月5日,長(zhǎng)征二號(hào)火箭首次發(fā)射。但由于一根控制信號(hào)導(dǎo)線(xiàn)折斷,火箭在起飛20 秒以后姿態(tài)失穩(wěn),火箭
5、自毀。一年以后,長(zhǎng)征二號(hào)火箭第二次發(fā)射,火箭工作正常,衛(wèi)星準(zhǔn)確入, 發(fā)射取得圓滿(mǎn)成功。這也是我國(guó)發(fā)射的第一顆返回式衛(wèi)星。后來(lái),在1976年12月7日以及1978年 1月26日,長(zhǎng)征二號(hào)火箭又進(jìn)行了兩次發(fā)射,均獲得成功。 長(zhǎng)征二號(hào)共進(jìn)行了4次發(fā)射,除了第一次發(fā)射失敗以外,其余3次均獲得圓滿(mǎn)成功。長(zhǎng)征二 號(hào)的成功,使我國(guó)成為世界上繼美國(guó)和前蘇聯(lián)之后第三個(gè)掌握衛(wèi)星返回技術(shù)和航天遙感技術(shù)的國(guó) 家。,,,助推器,,一級(jí)火箭,,二級(jí)火箭,整流罩,,,逃逸塔,長(zhǎng)征二號(hào) 型運(yùn)載火箭,F,長(zhǎng)征三號(hào),長(zhǎng)征三號(hào)是在長(zhǎng)征二號(hào)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的三級(jí)火箭,可以把1600公斤的有效載荷直接送 入地球同步轉(zhuǎn)移軌道。長(zhǎng)征三號(hào)
6、充分繼承了已有長(zhǎng)征火箭的成熟技術(shù),它的一、二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)采用 長(zhǎng)征二號(hào)丙的一、二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī),三級(jí)則采用世界上最先進(jìn)的液氫/液氧發(fā)動(dòng)機(jī)。長(zhǎng)征三號(hào)是我國(guó) 首次使用液氫/液氧發(fā)動(dòng)機(jī)的火箭。為了解決液氫/液氧發(fā)動(dòng)機(jī)的高空二次啟動(dòng)等技術(shù)難題,負(fù)責(zé) 火箭設(shè)計(jì)的中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院在正式發(fā)射前進(jìn)行了。,長(zhǎng)征四號(hào),作為發(fā)射地球同步軌道衛(wèi)星的備份方案火箭,上海航天局自1979年起用了10年的時(shí)間研制 成功了長(zhǎng)征四號(hào)火箭。它的3級(jí)全都采用常溫液體推進(jìn)劑(四氧化二氮與偏二甲肼)。1988年9月 7日,長(zhǎng)征四號(hào)在太原發(fā)射中心成功發(fā)射了我國(guó)的第一顆試驗(yàn)氣象衛(wèi)星;兩年之后,長(zhǎng)征四號(hào)又 一次成功發(fā)射了氣象實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。長(zhǎng)征四號(hào)火箭
7、共發(fā)射兩次,均取得成功。,課堂練習(xí),1、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),燃料在( )的作用下在( )內(nèi)燃燒,產(chǎn)生( )通過(guò)尾部噴口向后噴出,對(duì)火箭產(chǎn)生( )把火箭發(fā)射出去。 2、火箭是熱機(jī)的一種,工作時(shí)燃料燃燒時(shí)的( )能轉(zhuǎn)化為火箭的( )。 3、在火箭的使用中采用多級(jí)火箭的好處是( ) A、使火箭的總質(zhì)量增大。 B、使火箭的體積變大,增大推力。 C、為了美觀(guān)大方。 D、為了在一級(jí)火箭燃料用盡后,下一級(jí)火箭工作時(shí)把沒(méi)用的空殼脫掉,使火箭的總質(zhì)量減小,加快飛行速度。 4、當(dāng)火箭由地面騰空而起加速上升的過(guò)程中( ) A、機(jī)械能減少,內(nèi)能增加 B、機(jī)械能增加,內(nèi)能減少 C、機(jī)械能和內(nèi)能都增加 D、機(jī)械能不變,內(nèi)能增加,小結(jié),1、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的原理: 燃料在燃燒時(shí)內(nèi)燃燒,產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?,從尾部噴口高速?lài)姵?,產(chǎn)生很大的反作用力,推動(dòng)機(jī)身向前運(yùn)動(dòng)。 2、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的分類(lèi): 空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī):只攜帶燃料,需外界空氣助燃,飛行高度受限制。 火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī):攜帶燃料和氧化劑,不需要外界空氣助燃,飛行高度不受限制。 3、液體火箭的主要組成: 燃料箱 氧化劑箱 輸送裝置 燃燒室 尾部噴口 4、現(xiàn)代火箭的特點(diǎn):功率巨大。 5、火箭中能量的轉(zhuǎn)化:燃料的化學(xué)能燃燒時(shí)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,推動(dòng)火箭做功時(shí),把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。,