第三讲：运载火箭的结构
一、运载火箭简介
人类要进入太空首先要解决运载工具问题。大气层以外基本上是真空，运载工具必须自带氧化剂，因此运载火箭(液体或固体)都自带燃料和氧化剂(二者统称为推进剂)，这是与飞机的最大的不同点。
世界各国的航天技术大都首先用于军事和国防。前苏联(后来的俄罗斯)和美国虽然很早就开始研究火箭技术，但只是处于理论和试验阶段。而纳粹德国在二战中出于军事需要，首先大规模生产和使用V-2导弹，在技术上遥遥领先。二战结束后，美、苏两国纷纷赶到佩内明德工厂抢人、抢设备和V-2导弹实物。美国把布劳恩和他属下的一批科学家都抢回美国，苏联也抢到一批专家和技术。此后美、苏两国的火箭技术都是从V-2导弹的基础上发展起来的。
在冷战时期，美、苏两个超级大国展开的航天军备竞赛推动了航天技术的飞速发展。导弹由近程导弹发展到洲际导弹，进而在洲际导弹的基础上把卫星和人送上天。
1954年召开的地球物理学国际会议提出1957～1958年为"国际地球物理年"，建议在此期间发射人造地球卫星。这个建议激起美、苏两国展开了"看谁先把第一颗人造卫星送上天"的竞赛。美国想抢先在1957年9月用先锋号运载火箭发射一颗非常小的卫星，结果因火箭在发射台上爆炸而失败了。与此同时，苏联用刚研制成功的P-7洲际导弹于1957年10月4日把世界上第一颗人造卫星伴侣一号送入太空。紧接着一个月后苏联又发射一颗生物卫星，把小狗莱伊卡送上天。在这个回合苏联战胜了美国。
接着第二个回合的较量是"看谁先把人送入太空"。结果苏联先于1961年4月12日用东方号运载火箭把加加林送上天，并围绕地球飞行了一圈，使他成为第一个进入太空的人。而美国在1962年2月20日才把格伦送入环球飞行轨道。在这个回合中，美国又输给了苏联。
第三个回合的竞赛是人类登月。1961年美国总统肯尼迪宣布10年之内将把美国人送上月球，再返回地球。这就是历时11年耗资255亿美元的阿波罗计划。20世纪60年代，美、苏两霸都为登月计划做了大量的准备工作，如研制超大型火箭；发射月球探测器，拍摄月球正反面图像，在月球上软着陆；用载人飞船做空间医学研究；试验机动飞行和航天器的交会对接等。1969年7月16日美国用土星-Ⅴ运载火箭把阿波罗-11号飞船送上月球，登月舱在月球的静海地区实现软着陆。当宇航员阿姆斯特朗的脚踏上月面的一刻，他说："对一个人来说这是一小步，对整个人类来说这是巨大的一步。"美国终于在人类登月的竞赛中取得了胜利。
随着固体火箭技术逐渐成熟，对导弹武器系统来说使用固体推进剂更为方便，不用花时间加注燃料，而且固体导弹的体积小便于机动发射，增加了武器的生存能力。因此，20世纪70、80年代以来，战略战术导弹转向固体化，而航天器的运载工具仍继续采用液体火箭。于是导弹武器与运载火箭两者逐渐分道扬镳了。
二、运载火箭有哪些类型?它由哪几部分组成?各部分的功用是什么?
目前常用的运载火箭按其所用的推进剂来分，可分为固体火箭、液体火箭和固液混合型火箭三种类型。如我国的长征三号运载火箭是一种三级液体火箭；长征一号运载火箭则是一种固液混合型的三级火箭，其第一级、第二级是液体火箭，第三级是固体火箭；美国的“飞马座”运载火箭则是一种三级固体火箭。如按级数来分，运载火箭又可分为单级火箭、多级火箭。其中多级火箭按级与级之间的连接型式来分，又可分为串联型、并联型（俗称捆绑式）、串并联混合型三种类型。串联型多级火箭级与级之间的连接分离机构简单，但串联后火箭总长较长、火箭的长细比（长度与直径之比）大，给设计带来一定的困难；发射时，这种火箭竖起来后太高，给发射操作带来不便；同时，其上面级的火箭发动机要在高空点火，点火的可靠性差。并联型多级火箭采用横向捆绑连接，连接分离机构稍复杂，但其中间芯级第一级火箭与旁边捆绑的火箭可在地面同时点火，避免了高空点火，点火的可靠性高。苏联发射世界上第一颗人造地球卫星的卫星号运载火箭，就是在中间芯级火箭的周围又捆绑了
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