飞天圆梦——打造推举火箭的不竭动力

1、飞天圆梦打造推举火箭的不竭动力单击此处添加标题文字前 言熟悉这段视频吗？刚才播放的就是11月1日清晨，长征二号F型运载火箭发射神舟八号飞船的电视转播画面。近年来，电视屏幕上频频出现中国火箭发射卫星、飞船的镜头，特别是神舟五号到神舟八号的升空，天宫一号与神舟八号成功交会对接的转播，使亿万观众为伟大祖国的科技进步感到自豪，激起了人们对航天的兴趣和好奇心。中国航天这个曾经看似神秘的事业也不经意间走进了千家万户。前 言看过火箭发射的人都有这样的感受：起飞的火箭像一条怒吼的巨大火龙一般直冲云霄，在天空划出美丽而又壮观的轨迹。同时，人们也充满了疑问：到底是什么力量能使这个重达几百吨的庞然大物摆脱地球引力，

2、冲向太空？火箭发动机，对许多人来说是陌生而又神秘的它到底是什么？它和汽车发动机、飞机发动机有什么不同？它在宇宙飞行中有什么样的作用？ 答案就是液体火箭发动机前 言揭开火箭发动机的神秘面纱1液体火箭发动机航天推进系统“顶梁柱”2书写传奇，打造中国航天金牌动力3打造绿色环保新动力，研发新一代运载火箭发动机4揭开火箭发动机的神秘面纱让我们从人类的飞天梦想说起 从古到今，飞向天空是人类的梦想和经久不衰的话题。几乎世界上每一个民族，都流传着飞天的神话和传说，这些神话传说寄托了人类共同的美好愿望。中国神话嫦娥奔月嫦娥吃下了王母娘娘的仙丹，飞向月宫揭开火箭发动机的神秘面纱 人类为什么不能飞离地面？是缺少一对

3、翅膀吗？一些传说中的英雄模仿鸟类，用人造翅膀飞行，但这些尝试都失败了。 实际上，由于生理上的局限，人类永远不可能用肌肉的力量在空中支持自身的重量。希腊神话代达罗斯的翅膀能工巧匠代达罗斯用蜡和羽毛做成翅膀，想要和他的儿子飞越大海，结果蜡被烈日烤化，羽毛纷纷掉落，他的儿子坠入大海。揭开火箭发动机的神秘面纱 为了纪念古人的飞天梦想，很多太空计划都以这些传说和神话中的人物命名中国的“嫦娥”月球探测计划英国的“代达罗斯”恒星探测计划（后因难度太大被放弃）揭开火箭发动机的神秘面纱要怎么才能离开地面，飞向天空呢万有引力定律要离开地面，就必须克服地球引力！ 牛顿认为，任何两个物体间都有相互吸引力，引力的大小跟

4、它们的质量成正比，跟他们之间的距离的平方成反比，这就是万有引力定律。 由于人与地球质量相差太悬殊，所以人总是被地球强大的引力束缚而 不能离开地面，要离开地面，就要克服地球引力。 如何才能克服地球引力呢？揭开火箭发动机的神秘面纱揭开火箭发动机的神秘面纱如何达到第一宇宙速度？牛顿第二定律物体的加速度跟物体所受的合外力“F”成正比，加速度的方向跟合外力的方向相同。F=maaF 火箭就是靠火箭发动机来提供向前推进的力“F”揭开火箭发动机的神秘面纱一个充满空气的气球，一旦松开口，空气就从气球内向外喷出，气球则沿反方向飞行，气球之所以能“飞行”，是因为受到它“肚子”里排放出来的空气的反作用力的推动。火箭飞

5、行的原理和气球“飞行”的原理一样，都是利用了物体的反作用力。火箭“肚子”里装有燃料，燃料在火箭发动机中燃烧产生大量热量，变成急速膨胀的气体，气体从火箭发动机喷管猛烈喷出，火箭便在气体喷发产生的反作用力下向前飞行了。火箭发动机和汽车发动机、飞机喷气发动机的最大区别在于火箭发动机自带燃烧剂和氧化剂（二者统称推进剂），不需要空气中的氧气来助燃，所以它不但能在大气层内，也能在大气层外的太空中工作。这就是火箭能作为宇宙航行工具的主要原因。揭开火箭发动机的神秘面纱 火箭发动机作为火箭、导弹和其他飞行器的动力源，能产生强大的推进力，使火箭拔地而起，越飞越高，越飞越快，把卫星、飞船或其他航天器送入太空；使导弹

6、能够飞越千山万水，击中预定目标。揭开火箭发动机的神秘面纱1液体火箭发动机航天推进系统“顶梁柱”2书写传奇，打造中国航天金牌动力3打造绿色环保新动力，研发新一代运载火箭发动机4液体火箭发动机航天推进系统“顶梁柱”火箭发动机液体火箭发动机固体火箭发动机离子火箭发动机核能火箭发动机未 来现在的主力统称化学火箭发动机当前使用最为广泛的是化学火箭发动机，它利用氧化剂和燃烧剂化合产生能量。在化学火箭发动机中，按推进剂形态可分为液体推进剂发动机、固体推进剂发动机和固液混合推进剂发动机。液体火箭发动机，是火箭推进系统的“顶梁柱”，也是我国航天技术发展的“顶梁柱”。液体火箭发动机航天推进系统“顶梁柱”液体火箭发

7、动机使用液体推进剂；液体推进剂在发动机燃烧室里燃烧，将化学能转化为热能；产生高温高压燃气，从发动机喷管高速喷出，将热能转化为动能，产生反作用力，把火箭向前推进。液体火箭发动机航天推进系统“顶梁柱”液体火箭发动机的优点：性能高、适应性强、工作安全可靠；推进剂价格低廉、对环境污染较小、便于重复使用等。因此，液体火箭发动机是运载火箭、导弹和其他航天器的主要动力装置，在航天推进系统中占据主导地位 。液体火箭发动机航天推进系统“顶梁柱”据计算，我国长征二号运载火箭一级发动机点火工作时，功率有1000万千瓦。可以将2.5亿只40瓦的灯泡点亮一小时。液体火箭发动机航天推进系统“顶梁柱”典型的火箭结构中国长征

8、三号甲火箭结构液体火箭发动机航天推进系统“顶梁柱”现代火箭的发展得益于液体火箭发动机的诞生和应用19世纪80年代，瑞典工程师拉瓦尔发明了拉瓦尔喷管。1903年，俄国学者、宇宙航行理论奠基人齐奥尔科夫斯基首先提出使用液体推进剂。1926年1月，美国的戈达德研制成功以液氧、汽油为推进剂的液体火箭发动机，并于同年3月16日进行了世界上第一枚液体燃料火箭飞行试验。这枚火箭仅飞行了2.5秒，飞行距离为56米，平均速度为103千米/小时，和现在汽车的平均速度差不多，但在火箭发展史上具有划时代的意义。液体火箭发动机航天推进系统“顶梁柱”液体火箭发动机首先在导弹武器领域获得应用液体火箭发动机同铁器、飞机等等伟

9、大的发明一样，都首先被用于了战争，这不得不说是人类的悲哀。第二次世界大战期间，德国（现代火箭之父冯布劳恩）研制了世界上第一台实用型液氧/酒精火箭发动机，应用于弹道导弹的推进系统，于是出现了为世人所熟知的V-2导弹，该导弹给英国、法国、比利时等国家带来了巨大的灾难。冯布劳恩V-2导弹二战中的伦敦第二次世界大战以后，美苏两国竞相发展液体火箭和导弹，一系列液体火箭发动机相继研制成功，装备了第一代液体战略导弹。1957年10月，苏联用液体火箭发射了世界上第一颗人造地球卫星，并于1961年4月发射了载人飞船，使航天从理想变成了现实，人类进入了开发空间和利用空间的新时代。低温技术、高压补燃技术、大面积比喷

10、管、燃烧稳定装置等技术的发展，使液体火箭发动机在性能、寿命、可靠性、适应性等方面大幅度提高；液体火箭发动机品种也扩展，功能从运载火箭的主要动力装置扩展到飞行器轨道的变换和修正、姿态控制以及外星球着陆；应用范围越来越广，从运载火箭扩展到各种卫星、飞船、航天飞机和行星探测器等航天飞行器。液体火箭发动机航天推进系统“顶梁柱”液体火箭发动机航天推进系统“顶梁柱”随着液体火箭推进技术的日臻完善，大型运载火箭和航天飞机相继研制成功，航天技术获得迅速发展，人类真正进入宇航时代。现代先进液体火箭发动机的代表美国航天飞机主发动机SSME液氧/液氢推进剂俄罗斯能源号火箭RD-170发动机液氧/煤油推进剂液体火箭发

11、动机航天推进系统“顶梁柱”历史证明，火箭发动机直接关系火箭发射的成败航天事业充满风险和挑战，几乎所有发射运载火箭的国家都有过失败的教训。在大多数的航天事故中，火箭发动机往往是罪魁祸首。真可谓成也萧何，败也萧何。液体火箭发动机航天推进系统“顶梁柱”液体火箭发动机航天推进系统“顶梁柱”1986年5月3日，美国德尔它型运载火箭，在卡拉维拉尔角航天发射场发射一颗价值5700万美元的气象卫星，火箭起飞71秒后主发动机突然熄火，90秒时自毁。1997年5月20日，俄罗斯天顶2型运载火箭在拜科努尔发射场发射一颗宇宙号军事卫星，火箭起飞48秒后出现发动机故障，导致火箭坠毁。1999年11月15日，日本H-2火

12、箭在发射“多功能运输星”时，一级发动机提前关机，造成第二级火箭及有效载荷坠入太平洋。2002年12月11日，欧洲阿里安5的一种改进型运载火箭进行首次发射，火箭起飞3分钟后，发动机意外关机，火箭落入太平洋，损失两颗卫星。火箭发动机直接关系到火箭发射的成败。火箭发动机故障往往属于成败型，任何一个故障，哪怕是小小的故障，都可能导致发射失败，甚至箭毁人亡的灾难性事故。据统计，从1984年1月1日至1994年12月31日，世界各国共发射运载火箭1176次，其中失败43次，发射成功率约为96%。在造成发射失败的系统故障中，动力装置系统占据首位。20世纪航天发展的历史证明，没有液体火箭发动机的迅猛发展，就不

13、可能研制出先进的航天运载器。展望新世纪，液体火箭发动机技术的发展仍将是影响航天运载器发展的主要因素，世界各航天大国仍然将液体火箭发动机技术的发展放在航天事业发展的首位。如果说航天飞机主发动机的研制成功使航天飞机成为可能，那么新一代更先进的液体火箭发动机的出现，将使航天运载器进入一个新的发展时期，飞向更高、更远的星空。液体火箭发动机航天推进系统“顶梁柱”值得一提的是，翻开世界航天发射的记录，由中国航天推进技术研究院研制生产的液体火箭发动机参加了我国长征火箭的历次发射，却一直保持了参试成功率百分之百的不败记录书写了世界航天发展史上的传奇，被誉为中国航天的“金牌动力”。下面，就让我们一起来回顾中国液

14、体火箭发动机成长和发展的历史液体火箭发动机航天推进系统“顶梁柱”揭开火箭发动机的神秘面纱1液体火箭发动机航天推进系统“顶梁柱”2书写传奇，打造中国航天金牌动力3打造绿色环保新动力，研发新一代运载火箭发动机4书写传奇，打造中国航天金牌动力1956年11月23日，我国第一个液体火箭发动机研究机构正式成立。从那天开始，有一大批的航天人踏上了打造优质火箭发动机的征程，在50多年艰苦奋斗、顽强拼搏的岁月里，液体火箭发动机研制者有过胜利的欢欣，有过挫折的苦涩，但所有的一切都深深地留在液体火箭发动机研制者的记忆里。书写传奇，打造中国航天金牌动力1958年我国航天事业还在仿制阶段时，发动机设计部300多人全挤

15、在一间旧飞机库里办公。机库屋顶是薄铁皮搭建的，除两扇推拉天门外，别无门窗。夏季太阳一晒，闷热如蒸笼；冬季北风一刮，寒冷似冰窖。科研人员就在这样艰苦的条件下，开始了发动机的仿制工作。我国液体火箭发动机的研制经历了一条从仿制到自行设计、独立研制的发展道路 正当仿制工作进行关键时期，苏联突然撕毁协议，撤走专家，中断了后续图纸治疗、器材和设备的供应，使仿制工作遇到很大困难。但是科研人员发扬自力更生、奋发图强的精神，独立承担起发动机的研制任务。书写传奇，打造中国航天金牌动力飞向太平洋作为我国液体火箭发动机研制中心的中国航天推进技术研究院，在三线建设时期，广大研制人员长期地处秦岭深山，生活条件非常艰苦，曾

16、经三次遭受洪水泥石流灾害，但没有一个人叫苦也没有一个人叫累，大家齐心协力战胜自然灾害，完成了以远程火箭发动机为代表的科研生产任务，书写了可歌可泣的动人篇章。书写传奇，打造中国航天金牌动力直到20世纪80年代后期开始，大家才开始脱险调迁，在那个时期，广大科研人员边建设、边搬迁、边科研生产，展现出了航天人良好的精神面貌。书写传奇，打造中国航天金牌动力走出一条不同寻常的液体火箭发动机自主创新之路目前，我国液体火箭发动机已跻身美、俄、法等世界航天大国之列，发动机的技术性能和可靠性达到了世界先进水平，使我国成为世界上少数几个掌握液体火箭发动机核心技术、拥有完全自主知识产权的国家。书写传奇，打造中国航天金

17、牌动力在半个世纪的发展历程中，我国先后研制成功了60余种液体火箭发动机，推进剂从常规低温推进剂、高能常温推进剂到高能低温推进剂，功能从主发动机到助推、上面级、游动和姿态控制发动机书写传奇，打造中国航天金牌动力应用于弹、箭、星、船等各种用途，已成功地将上百颗卫星和8艘神舟号飞船送入预定轨道，走出了一条不同寻常的液体火箭发动机自主创新之路。飞向太平洋东方红一号载人航天嫦娥工程书写传奇，打造中国航天金牌动力一笔宝贵的精神财富航天精神峥嵘岁月炼振兴，风雨征程铸精魂。在50多年的发展史中，有一股推动航天事业发展的精神动力一直在源远流传，那就是“自力更生，艰苦奋斗，大力协同，无私奉献，严谨务实，勇于攀登”

18、的航天精神，“热爱祖国、无私奉献，自力更生、艰苦奋斗，大力协同、勇于登攀”的“两弹一星”精神和“特别能吃苦，特别能战斗，特别能攻关，特别能奉献”的载人航天精神，它们是我国航天事业发展的精神动力，也是液体火箭事业发展的法宝。周总理十六字方针严肃认真 周到细致稳妥可靠 万无一失航天精神自力更生 艰苦奋斗大力协同 无私奉献严谨务实 勇于攀登书写传奇，打造中国航天金牌动力载人航天精神特别能吃苦 特别能战斗特别能攻关 特别能奉献热爱祖国 无私奉献 自力更生艰苦奋斗 大力协同 勇于攀登“两弹一星”精神揭开火箭发动机的神秘面纱1液体火箭发动机航天推进系统“顶梁柱”2书写传奇，打造中国航天金牌动力3打造绿色环

19、保新动力，研发新一代运载火箭发动机4打造绿色环保新动力 研发新一代运载火箭发动机随着人类活动对环境的破坏，我们赖以生存的地球变得不堪重负环境污染、全球变暖问题也越来越被人们重视打造绿色环保新动力 研发新一代运载火箭发动机传统的液体火箭发动机使用偏二甲肼作为燃料，四氧化二氮作为氧化剂。二者都有剧毒，对我们液体火箭发动机的科研人员乃至人类的生存环境构成巨大的风险。偏二甲肼易爆，易溶于水，剧毒，致癌；易通过皮肤吸收。四氧化二氮剧毒，且有腐蚀性；易分解为二氧化氮，具有神经麻醉的毒性。打造绿色环保新动力 研发新一代运载火箭发动机20世纪90年代，美国、俄罗斯、欧洲和日本均研制出了成本低、可靠性高、性能高

20、、无毒、无污染的新一代大推力液体火箭发动机，采用这些发动机的运载火箭陆续进入国际发射市场。美国日本俄罗斯欧洲打造绿色环保新动力 研发新一代运载火箭发动机为了跟踪世界先进水平，保持我国在航天领域的应有地位，提高航天技术的竞争力，我国选择确定了以120吨级液氧煤油高压补燃发动机和50吨级液氢液氧发动机作为航天运载技术进一步发展的突破口，以实现我国液体火箭发动机技术高起点、跨越式发展。50吨级液氢液氧发动机这两种发动机采用液氢、液氧、煤油这些无毒、无污染的推进剂，可以从根本上消除有毒推进剂对科研人员健康的损害，彻底解决环境污染问题。这两种环保型发动机在我国新一代大型运载火箭总的应用，使运载火箭行业变成了环保型的行业。打造绿色环保新动力 研发新一代运载火箭发动