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ⓘ 火箭




                                               

发射载具

发射载具 (英語: launch vehicle )是所有可以把航天器从地球送入外层空间的飞行器的统称。一个发射系统包括运载火箭, 发射台 ,和其他基础设施。 发射载具基本上可以分为两种:一次性使用运载系统與 可重複使用發射系統 ,前者的代表是运载火箭,後者則是航天飞机。 一种比较特殊的运载工具是探空火箭,它只携带载荷(通常是科学仪器)进行亚轨道飞行。

                                               

弹道导弹

彈道飛彈 (ballistic missile)是一种飛彈,通常无翼,在烧完燃料后只能保持预定的航向,不可改变,其后的航向由弹道学法则支配。为了覆盖广大的距离,弹道导弹必需發射很高,进入高层大气或太空,进行亚轨道飞行。

                                               

阿斯特导弹

阿斯特导弹 (法語: Aster ),但更常被誤譯為" 紫菀导弹 ”,是法國飛彈製造商 歐洲地對空飛彈 (Eurosam)所開發製造的一個垂直發射防空飛彈系列,包括 阿斯特15 和 阿斯特30 两种版本,除了經常作為陸基或艦載的防空武裝外,此系列飛彈也是法國主導的 PAAMS (Principal Anti Air Missile System,主要防空/反飛彈系統)之核心武裝。阿斯特飛彈的名命名自希腊神话中的弓箭手阿斯忒里翁(Asterion),由欧洲防空、MBDA法国和MBDA意大利公司占三分之二,Thales Group占三分之一的一家集团研发生产。它能击毁一系列的空中目标,包括掠海飞行的超音速反舰巡航导弹 或是有高度机动性的战机。

                                               

东风系列导弹

东风系列导弹 是中华人民共和国一系列地对地弹道导弹的统称,是中国人民解放军火箭军的主要武器装备。这一系列的导弹编号为" DF-X”形式,如东风-1号又写作DF-1,外銷名稱編號則為" M-X”,故又被稱為 M族飛彈 。 东风系列导弹是拥有常规导弹和核导弹的大家族,可以覆盖近程、中程、远程目标,被网友戏称为" 东风快递”。由于美苏依据中导条约销毁了双方的中程弹道导弹,因此东风系列是目前世界上唯一覆盖各种射程的陆基弹道导弹系列。

                                               

祖尼火箭

祖尼火箭弹 是服役于美国军方的127毫米火箭弹,主要用于对地或者对空的战斗,并拥有多种型号以供作战需求的选择。它通常挂载于LAU-10火箭荚仓上,并且每个荚仓可以携带最多4枚火箭。

                                               

舞水端導彈

火星-10导弹 是北韓研製的公路机动式液体遠程彈道導彈,技术可能源自苏联潜射弹道导弹R-27,估計最遠射程可達2500~4000公里。因朝鲜始终未公布导弹的相关信息,所以很长一段时间内被情报机构及新闻媒体使用卫星照片中第一次发现此型导弹的朝鲜地名舞水端里,将导弹命名为 舞水端导弹 ( 朝鲜语: 무수단 / 舞水端 Musudan * /? )或 BM-25 。直到2016年6月22日,导弹第一次试射成功后,朝鲜才首次公开导弹的官方命名为 火星10 。

                                               

战斧巡航导弹

戰斧巡弋飛彈 (Tomahawk cruise missile,制式型號BGM-109)是一種長程、全天候、具有短翼、以次音速巡航飛行的飛彈,名字源自印第安戰斧。1972年由通用動力公司開始研發,1983年推出服役。戰斧巡弋飛彈設計上是一種中到遠距離,低空飛行,並且以模組化設計,能夠自陸地,船艦,空中與水面下發射。雷神與麥道都獲得過生產合約共同生产。 美國海軍向雷神公司提出最後一份戰斧巡弋飛彈的訂單,宣告在完成這份合約後,戰斧飛彈將結束延續40年的生產歷史。由简氏防务周刊報導,這份合約是在4月27日簽定的,採購100枚戰斧飛彈改良第4型Block IV,總價1.43億美元。這批飛彈具備全方位垂直發射能力,可安裝在伯克級神盾驅逐艦上,主要任務是遠程對 ...

火箭
                                     

ⓘ 火箭

English version: Rocket

火箭 或稱 噴進器 ,是一種利用排出物質以製造反作用力而前進的載具,因火箭機構最早用於發射箭矢上,因此在中文稱為火箭。另外古代将箭頭附上可燃物質並點火的箭矢也叫火箭,但不在本篇的討論範圍內。

                                     

1.1. 历史 起源

最早的火箭的記載出於中國宋代,所以中國被公認是火箭之祖,但其不一定具軍事的價值,通常只限於娛樂用途,例如放煙花。最遲到明代有軍用的火箭問世,作為武器的火箭相對大炮主要優點是發射設備輕巧,但因為精密度較同期的大炮低,而沒有被廣泛應用。

18世紀,印度在對抗英國和法國軍隊的多次戰爭中,曾大量使用火箭,獲取良好的戰果,也因此帶動歐洲火箭技術的發展。

之後又發展出精密的導引與控制系統,而成為射程遠、命中率高的武器系統-飛彈。

在現代多次實戰中,火箭展現出野戰機動性、射程遠、射速快、火力強、高震撼力與高命中率等特性,奠定其在軍事武器發展史上的地位。

                                     

1.2. 历史 理论发展

20世纪初,关于星际旅行的科学调查蔚然成风,这很大程度上是由诸如凡尔纳、威尔斯等科幻作者的神奇想象力激发。科学界在火箭技术上的发展让这一目标渐渐成为现实。

1903年,高中数学老师齐奥尔科夫斯基发表了利用反作用力设施探索宇宙空间,这是第一部关于使用火箭进行空间旅行的严谨论文。火箭推进计算公式以他的名字命名,他第一个提出使用液氢和液氧作为火箭推进剂,并计算出这类火箭的最大排气速度。他的工作在苏联以外默默无闻,但是在苏联国内,他的工作为后续的研究实验打下了基础,并促成了1924年宇航学会(Society for Studies of Interplanetary Travel)的成立。

1912年,埃斯诺 佩尔特里(Robert Esnault-Pelterie)发表了关于火箭理论和星际旅行的演讲。他独立推导出了齐奥尔科夫斯基火箭推进公式,计算出了往返月球和其他行星所需基本能量,提出了使用原子能(如,镭)进行火箭喷射驱动。

1912年,罗伯特 戈达德,在威尔斯早期工作的启发下,开始了一系列的火箭研究,包括固体燃料火箭需要在三个方面改进。首先,燃料应该在一个小燃烧室燃烧而不是建造整体的的推进剂容器,以承受高压;然后,火箭可以分为多级;最后,使用拉伐尔喷管(De Laval nozzle)可以使排气速度超过音速,他在1914年为这些发现申请了专利。他还独立发展了火箭飞行数学理论。

1920年,戈达德在A Method of Reaching Extreme Altitudes中将研究成果公布,其中关于将固体燃料火箭送上月球的内容引起了世界范围内的关注,褒贬不一。纽约时代周刊写到:

- - 时代周刊, 1920.01.23

                                     

2. 推进技术

火箭推进是一种精密的结构,它的原理主要是力学、热力学,以及其它有关科学之运用,诸如电学等。火箭跟一般的飞机主要的不同点在于:飞机只能在大气层内飞翔,但是火箭可以在外层空间工作,因为它不需要利用外界空气便能够燃烧推进。

火箭推力的获得,乃由高速喷出物反作用而生成。其原理与用水管喷水时水管会向后退,以及枪向后座的原理一样。

火箭的燃料经过燃烧室燃烧以后,在燃燒室裡产生高溫高壓氣體,燃燒室與外界的壓力差是火箭的動力來源。之后氣體將经过一个喷嘴加速,排出到外界,推動火箭向前飛行。

                                     

2.1. 推进技术 火箭发动机

  • 混合式火箭發動機
  • 液態火箭發動機
  • 化学火箭发动机
  • 固態火箭發動機
  • 离子发动机
  • 电气火箭发动机
  • 電磁加速器發動機(參見軌道炮和質量投射器)

固态火箭与液态火箭便是现今比较常用的火箭。此外,还有混合火箭---就是用固体的燃料而用液体的氧化剂。另外,值得一提的是,现今运载火箭大多包含了液态火箭跟固态火箭,也就是说,一个火箭可能第一节是固态的而第二节却是液态的。

至今只有化學火箭和離子火箭被實用化。

                                     

2.2. 推进技术 現代火箭

現代火箭誕生自罗伯特 戈达德將超音速喷管(戴拉華噴嘴)裝上液態燃料火箭引擎燃燒室。這種噴嘴將燃燒室中的熱氣體轉成較冷的極超音速噴射氣體,使推進力增加超過兩倍且巨幅地增加了效率;在此之前,早期的火箭因為熱能隨氣體排放被浪費掉了而相當的沒效率。在1920年,戈達德出版了A Method Of Reaching Exreme Altitudes,這是在齊奧爾科夫斯基之後第一本認真談論使用火箭在太空旅行的著作。這本書引起了全世界的注意,也同時獲得讚賞與嘲笑,特別是在認為火箭理論上可以到達月球的方面。紐約時報的社論甚至指控戈達德欺騙世人,認為火箭在太空中不可能運作。

在1923年,赫爾曼 奧伯特(1894-1989)在慕尼黑大學拒絕了他的博士論文後,將其一個版本出版成為飛向行星太空的火箭(德文:Die Rakete zu den Planetenräumen)

在1926年3月16日,罗伯特 戈达德於美國麻塞諸塞州奧本鎮發射了世界第一枚液態燃料火箭。

在1920年代之間,美國、奧地利、英國、捷克、斯洛伐克、法國、義大利、德國及俄羅斯 相繼出現研究火箭的組織。1920年代中期,德國科學家開始實驗能到達高空及長距離的液態推進火箭。一群業餘火箭工程師在1927年組成太空旅行學會(德文:Verein für Raumschiffahrt, VfR),而在1931年發射了一枚液態推進火箭(使用氧氣及汽油)

從1931年自1937年為止,最大規模的火箭引擎設計發生在列寧格勒的氣體動力實驗室。在充足的資金與良好的人員經營下,超過100枚實驗性火箭在Valentin Glushko的領導下被製造出來。這項工程包括了再生冷卻、自燃點火以及包括旋轉及雙基混合推進設計(swirling and bi-propellant mixing injectors)的噴油器。然而,這項工程卻由於1938年史達林大清洗使Glushko被逮捕而遭到縮減。同時間奧地利教授Eugen Sänger也進行了相似但較小規模的工作。

在1932年,威瑪防衛軍(1935年後改稱德意志國防軍)開始對火箭技術感興趣。由於凡爾賽條約火炮禁令限制德國取得長程武器,當德國防衛軍看到了使用火箭做為長程火炮的可能性後,一開始資助了德國火箭學會,但發現他們的目標純粹只限於科學後,便創建了屬於防衛軍所有、以赫爾曼 奧伯特為領導的研究團隊。在軍隊領導人的命令下,當時有強烈抱負理想的年輕火箭科學家沃纳 冯 布劳恩與兩位前火箭學會的成員加入了軍隊,發展納粹德國用於二次大戰長程武器,尤其是後來声名大躁的V2火箭(一開始稱為A4)的前身A系列火箭。

1943開始,V2火箭開始製造。V2火箭擁有300公里的作戰距離以及搭載1000公斤阿瑪圖炸藥彈頭。此載具與大部份現代火箭只有極少數不同,有渦輪幫浦、慣性導引裝置及其它許多特性。雖然它們無法被攔截,但它們的導引系統設計及單傳統彈頭意味了V2火箭無法準確地描準軍事目標。數以千計的V2火箭射向盟軍國,其中大部份是英國,以及比利時與法國,在發射作戰結束前,共有2.754人在英國因而死亡,還有6.523人受傷。雖然V2火箭並沒有明顯地影響戰爭的發展,但它展示了導引火箭作為武器的潛力。當時,英國倫敦受到攻擊,人心惶惶,英國政府馬上派人研究,發現火箭攻擊的分布為泊松分佈(Poisson Distribution),也就是機率分佈(random distribution)。

二戰結束時,俄羅斯英國及美國軍事及科學人員競相從佩內明德的德國火箭計劃獲取火箭技術及訓練有素的人員。俄國與英國獲得了一些成果,但美國卻從中獲益最多。美國獲得了大批德國火箭科學家(其中大部份為納粹黨員,包括冯 布劳恩在內),將他們帶回美國做為迴紋針行動中一部份成員。原本設計來攻擊於英國的相同火箭被這群科學家們用做發展新技術的載具。V2火箭演變成美國紅石飛彈(Redstone rocket),用於早期太空任務。

戰後,火箭被用做研究高海拔環境,無線電遙測溫度及氣壓、偵測宇宙射線及其它研究。這些研究在沃纳 冯 布劳恩及其它人之下持續進行。

另外一方面,蘇聯的火箭研究在科羅廖夫的領導下進行中。從來自德國技術人員的協助,V2火箭被複製及改進成為R-1、R-2及R-5飛彈。原德國的設計在1940晚期被放棄,而這些德國工作人員被遣送回國。由Glushko建造的新系列引擎及基於Aleksei Isaev的發明形成了最初的洲際飛彈R-7彈道飛彈。R-7發射了第一顆衛星、第一個太空人及第一個月球探測器及行星際探測器,直到今天還在使用。這些事件吸引了高層政治人物的注意力,投注更多經費於研究中。

當大眾了解到火箭變成核子武器的發射平台,而搭載這些武器的火箭載具基本上在發射後就無法防禦後,火箭以洲際飛彈的形式在軍事上變得極端重要。

由於冷戰,1960年代形成了火箭科技極速發展的時代,包括蘇聯(東方號、聯合號、質子號)及美國(X-20飛行器、雙子星號),以及其他國家的研究如中國、英國、日本、澳大利亞等等。最終導致了60年代末期的土星5號載人登陸月球,使紐約時報收回以前認為太空任務不可能成功的社論。



                                     

3. 法規

國際法規定,發射載具的擁有者的國籍決定了那個國家必須為任何造成的損害負責。因此有些國家要求火箭製造者及發射者遵循特定法令去補償及保護人員及財產可能受到的影響。

在美國,任何非歸類為業餘,也非政府相關的火箭必須由位於华盛顿特区的美國聯邦航空總署商業太空運輸辦公室(FAA/AST)批准。

                                     

4. 火箭意外

由於所有的火箭燃料都具有強大的化學能量(單位重量的能量比炸藥少,但比汽油多),因此有可能發生意外。雖然一般對於火箭安全都會特別注意,使因火箭意外喪生或受傷的人數通常比較少,但這樣的記錄也稱不上完美。

                                     

5. 相关電影

南韓電影神機箭声称古代朝鮮已經有製造弹弓和石头的技術並且運用於軍事上成功擊敗當時入侵朝鮮半島的明軍(事件為虛構)。不过由于电影题材被学界认为是虚构,因此并不能说明当时朝鲜半岛已经具备了生产火箭的技术。

                                     

6. 业余火箭的概念

所谓业余火箭,是指主要利用非政府、非商业资金或条件设计和制造的火箭,其设计、制造、发射等活动服务于科技爱好者及其组织,而非政府、军事或商业用途。火箭是指以飞行、运送载荷或提供推力为主要目地的,自带推进剂的喷气推进装置。火箭模型通常不属于火箭,而是某种非火箭物体,因为它们的目地是模仿外观、结构,而不主要是飞行或运送载荷。

模型火箭,是指为了逼真的重现某种火箭的外观、发射场景等目的,效仿重现对象的形状、结构、外观,以一定的比例尺缩放后制作的具备发射功能的火箭。火箭模型,是指为了逼真的重现某种火箭的外观、内部结构,效仿重现对象的形状、结构、外观,以一定比例尺缩放后制作的没有发射功能的物体;或因科研等目的,为风洞试验等制作的设计模样。业余火箭活动、业余火箭制作等,属于科技爱好,是科技爱好者围绕火箭研究及其应用而展开的研究、开发、制造、测试等一系列活动的总称。

模型火箭活动有时可能属于科技爱好的范畴,但是更多的属于文娱表演、演示的范畴。模型火箭制作,是生产模型火箭的过程。

火箭模型通常用于展示或者教育目的。例如,学校里面为学生讲解火箭结构,有时需要用到火箭模型,这种火箭模型内部包含了按一定比例尺缩小的内部结构,如燃烧室、泵、电控部分等的模型。火箭模型制作,通常是生产火箭模型的过程,也可能是火箭爱好者的一种缩微仿制或缩样设计过程。

竞技火箭,是指专为火箭比赛而制作的火箭。一般比赛中,竞技者通过合理设计火箭的结构和外形(不包含发动机及燃料),在相同的发动机条件下,就火箭的飞行高度、载荷质量或特定条件(如采用降落伞)下的滞空时间展开竞技,以飞行高度高或者滞空时间长,载荷重者为胜。竞技火箭活动属于科技爱好,往往也属于业余火箭的范畴。但是,关于仿真或逼真程度的竞赛,不属于科技爱好。

                                     

7. 前景

  • 反物質火箭發動機(參見反物質)
  • 核火箭發動機(參見核能)
  • 星際太空氣體衝壓火箭發動機(參見星際物質)
  • 激光脈衝火箭發動機(參見激光)

核熱火箭和激光脈衝式火箭,正在做樣板實驗,反物質火箭和星際氣體衝壓火箭更只在理論上探索。

                                     

8. 参见

  • 火箭发动机
  • 太空船
  • 火器
  • 飞行器
  • 运载火箭
  • 太空梭
  • 太空站
  • 人造衛星
                                     
  • 雷霆2000多管 火箭 系統 Thunderbolt - 2000 RT LT - 2000 於1997年正式公開推出 雷霆2000多管 火箭 系統是中華民國軍方參考各國現代化設計 自力研發的多管 火箭 炮 整套雷霆2000多管砲兵 火箭 系統以射擊指揮車 砲車 AT8X8彈藥車 三種規格砲兵 火箭
  • 火箭 帆布鞋 One Time 是大塚愛的第17張單曲 由日本艾迴於2008年5月21日發售 並無發行初回版 該單曲是繼 口袋 後 2008年的第一張單曲 曲風輕快活潑 充滿大塚愛古靈精怪的創意 其封面及音樂錄影帶雖然非常突顯環保愛護地球意識且拍攝手法創新 但奇特意造型在宣傳效果上不盡理想 火箭帆布鞋
  • 非 火箭 航天发射是一种部分或全部的采用 火箭 发动机外的其他推进方式的航天发射方式 如在 火箭 橇发射或空中发射中 在通过其他手段获得初始速度或高度后 火箭 才被应用 a References in this column apply to entire row unless specifically replaced
  • 下町 火箭 日语 下町ロケット したまちロケット shitamachi roketto  是日本作家池井戶潤創作的經濟題材小說 2008年4月至2009年5月於小學館發行的 週刊Post 連載 2010年11月24日出版單行本 2013年12月21日發行文庫本 2011年獲得第145回 20
  • 台灣探空 火箭 為中華民國政府 太空科技長程發展計畫 項目下投資開發的 火箭 由國家太空中心主導 目前已進行10次探空 火箭 發射任務 在第一期與第二期太空計畫中 為減少成本 由中山科學研究院開發的既有 火箭 改良 進行高度50至300公里 中氣層至熱層 的科學研究 所採用有效方法省除引導及控制系統 火箭
  • 长征三号甲運載 火箭 是在长征三号运载 火箭 發射成功后研製的三級大型運載火箭 其性能較長征三號运载 火箭 有顯著的提高 推力比长征三号 火箭 大两倍多 它是長征三號甲系列 火箭 的基本型號 該 火箭 於1985年3月開始方案論證 1986年4月開始研製 1994年首次試飛成功 从首飞至今已连续成功发射24次 发射 东方红
  • 火箭 推进器一般以某种形式大量存储在推进器容器里 过去被用来大量从 火箭 发动机喷射出以流体喷射物的形式 以产生推力作为推进 燃料推进剂往往与氧化剂推进剂燃烧产生大量非常热的气体 这些气体膨胀并从喷嘴喷出 不断加速 从 火箭 底部冲出产生推力直到 火箭 达到极高的速度 有时推进剂不会燃烧 但可以从外部加热都达到更

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