航天科技.doc

物理校本课程之——
航天科技——
烟台开发区高级中学

目录
火箭篇
卫星篇
精英篇
序
欢迎同学们选读这本《航天科技》的小册子。在这里我们将向同学们介绍一些有关于航天方面的一些常识性知识。这里分为以下几个部分的内容
梦想------介绍关于人们历史上出现的航天的梦想
火箭——介绍火箭家族的成员及历史
探索月球——介绍探索月球的阿波罗登月计划,嫦娥一号、嫦娥二号和嫦娥三号
星光——人造卫星,神州飞船,妙趣横生的宇航员“太空生活”
航天精英——介绍科学家的生平,从中品味人生,感悟生命的价值。
梦想
希腊神话
雅典的建筑师和雕塑家代达罗斯,因为谋杀了自己的学生,逃到了克里特岛,受到国王的重用,在岛上建造了雄伟的宫殿和神奇的迷宫。后来,国王一再信任他,他决心逃回故乡。可是,面对茫茫大海,怎么逃出克里特岛呢?他苦思冥想,最终决定从天上飞回去。
他用麻线和蜜蜡将许多鸟的羽毛连结起来,做成两只彩色的翅膀,绑在身上偷着试飞,结果象鸟儿一样****翔起来。于是,他又给儿子伊卡洛斯做了两只美丽的小翅膀。
逃跑前,代达罗斯告诫儿子不要飞得太高,否则翅膀会被太阳烤化。可是,飞着飞着,回乡心切的伊卡洛斯忘记了父亲的话,一个劲地鼓翼高飞,结果翅膀真的被太阳烤化,掉到海里
淹死了。后来,那个海被人们称为伊卡洛斯海。
牛顿的设想
在牛顿发现了万有引力定律之后,他就猜想,如果在高处把一个物体用力抛出去,物体就可能永远不会再落回地球。
下图依次为火龙出水,震天雷,神火飞鸦和原始火箭
火箭篇
在人类的航天活动中,火箭扮演着极为重要的角色。本篇内容为主要介绍火箭的发展历史及世界各国几种型号的火箭。
1、追寻历史
神话中的“飞天术”是古人的梦想,真正使人类进入太空的“登天梯”是近代的火箭技术。在这个过程中人类经历了一千多年。
最原始的火箭是我国发明的,真是一种带火的箭,那是“以箭送火”。到***出现后,促使箭和火的有机结合,即“以火送箭”。到宋朝时,出现的“***箭”应是真正的原始火箭了。12—13世纪,是我国火箭发展全盛时期,“神火飞鸦”是最早的并联式火箭,能飞行300多米;“火龙出水”是最早的二级火箭,可以飞行3000多米;“火弩流星箭”一次发射10枚;而“百虎齐奔箭”一次可发100多枚。这些火箭在蒙古军队西征的过程中,帮助他们横扫保加利亚、基辅、莫斯科、波兰、德国、直指意大利和奥地利。在西征的过程中,火箭技术也传到了欧洲,各班纷纷研制以用于军事。但这些以固体***为燃料的火箭,其精确度差,所装***性能低,不易控制。
2、太空火箭之父——柴奥尔科斯基
柴奥尔科斯基1857年9月4日生于俄国莫斯科西北一个乡村,10岁时得病成为聋子,但他并不因此而气馁,反而常到图书馆自修,1886年写了《飞往地球之外》一书,这本书叙述了二十位科学家乘火箭到地球轨道再到月球的过程,这一过程同后来美国的阿波罗登月计划几乎相同。
柴奥尔科斯基指出巨大火箭的动力应是液体推进剂,并设计了相应的草图。他认为要实现星际飞行,只有使用液体作推进剂的多级火箭才可能。并推导出著名的柴奥尔科斯基公式,为宇宙航行奠定了一定的理论基础。
3、第一枚液体火箭
。1926年发射了以氧气和汽油混合物为燃料的火箭,第一次打开了液体火箭的大门。科达特一生获得了214项专利,几乎涉及液体火箭技术的所有主要部分,如陀螺控制系统、燃料泵、冷却系统等,为人类航天事业做出了特殊贡献。被称为“美国航天之父”。让我们记住刻在他墓碑上的文字:“很难说什么是可能,昨天的梦想就是今天的希望、明天的现实。”当然这背后还要坚持不懈的努力。
4、V—2火箭
V—2火箭是纳粹德国制造的,它是二次世界大战期间唯一能与原子核相比匹敌的武器,是科技上的巨大进步,在现代火箭史上具有划时代的意义。V—2火箭全长十四米,重十四吨,以酒精和液体氧为燃料,携有一吨的的黄色炸药,有二十七吨的推进力,能飞行二百多公里。在V—2火箭的尾端安置了“排气翼”可以诱导火箭朝正确的方向前进。二战后美苏瓜分了V—2火箭的成果。各自的此基础上发展自己的火箭。
5、火箭的飞行原理
火箭的运动是属于反冲运动,基本原理是动量定理与动量守恒定律的运用,即由于内部燃烧气体外喷而获得反冲力。航天器到了太空轨道后,要实现向远轨道或近轨道的变轨,都依赖于向反向或同向发射小型火箭。
如果把它说得更简单些,我们可以做一个小小的实验:如果我们把充气的气球突然放气,气球就会一面喷出里面的气体,一面飞走。在这个例子中,气球飞行的动力并不来源于气球的外部,而是由于气球喷出空气的反作用力产生的。
火箭装载着液体或固体燃料,燃烧这些燃料,靠喷出气体的力量飞行。然而太空中没有空气,无法将燃料燃烧