沖出地球的利器：火箭與航天飛機（簡體書）

淺說火箭
對于火箭，我們或許并不陌生。不過在談論火箭之前，我們還是先來了解一下火箭的確切含義，或者可以說究竟什么是火箭。
科學家指出，火箭是一種利用“反；中”原理而獲得上升力量的箭體。一般意義上是指現代的航天運載火箭，當然也包括攜帶炸彈用于軍事打擊的“導彈”，用于氣象探測的氣象火箭和古代的“火龍出水”，等等。本書重點介紹的是航天運載火箭。
我們或許知道，火箭的雛形最早產生于中國，在戰爭的促使下，中國人把火藥包綁在箭上，利用火藥燃燒產生的沖力將箭射向敵方。后來，中國人又發明了“火龍出水”。由于蒙古人的西征、近代大航海時代的東西方交流日益頻繁，中國的火藥傳入西方并在西方盛行起來。在歐洲，火箭的先驅者是康格里夫，其發明、設計的火箭被應用于歐美的戰場上。
我們知道，火箭與導彈的關系可謂是十分密切。在某種意義上，導彈應該說是火箭的一種，只不過它是攜帶炸藥用于軍事攻擊的火箭罷了。
然而相比之下，現代航天運載火箭則是人類飛天的重要運輸工具，其設計制造涉及多方面因素，要考慮它飛天的推動力、持久性和穩定性等。那么，航天科學家們在運載火箭的設計上是如何保證其上述性能的呢？此外，火箭又是利用了哪些鮮為人知的原理來升空的呢？火箭初識火箭是能使物體達到宇宙速度，克服或擺脫地球引力，進入宇宙空間的運載工具。而火箭的速度是由火箭發動機工作獲得的。
史料記載，早在1903年，齊奧爾科夫斯基就推導出單級火箭的理想速度公式：
V=V0InmoLm1后被人們稱為齊奧爾科夫斯基公式。其中△堤火箭加速后速度與加速前速度的差值（速度增量），Ve是火箭排氣速度（火箭噴射速度），Mo是火箭加速前的純質量總合，即初始總質量，m是火箭加速后的純質量的總和。透過該公式，我們可以得知火箭加速后速度與加速前速度的差值與火箭噴射速度成正比。同時隨火箭的質量比增大而增大。即使使用性能最好的液氫液氧推進劑，發動機的噴氣速度也只能達到4.3～4.4千米／秒。所以說，單級火箭是不可能把物體送入太空軌道的，必須采用多級火箭，以接力的方式將航天器送入太空軌道。
我們知道，現在火箭多用于運載航天器，這類火箭我們稱為航天運載火箭，而用于運載炸彈的則叫火箭武器，如火箭炮、導彈等。
航天運載火箭一般由動力系統、控制系統和結構系統組成，有的還加遙測、安全自毀和其他附加系統。
一般而言，用于航天事業的火箭多是多級火箭，其中多級火箭各級之間的連接方式分為串聯、并聯和串并聯幾種。串聯就是把幾枚單級火箭串聯在一條直線上；而并聯則是把一枚較大的單級火箭放在中間，叫芯級，在它的周圍捆綁多枚較小的火箭，一般叫助推火箭或助推器，即助推級；串并聯式多級火箭的芯級也是一枚多級火箭。