【簡介：】現(xiàn)代火箭誕生自羅伯特?高達(dá)德將超音速的噴嘴裝上液態(tài)燃料火箭引擎燃燒室。
這種噴嘴將燃燒室中的熱氣體轉(zhuǎn)成較冷的超音速噴射氣體，使推進力增加超過二倍，且大幅地增加了效率

現(xiàn)代火箭誕生自羅伯特?高達(dá)德將超音速的噴嘴裝上液態(tài)燃料火箭引擎燃燒室。

這種噴嘴將燃燒室中的熱氣體轉(zhuǎn)成較冷的超音速噴射氣體，使推進力增加超過二倍，且大幅地增加了效率。而在此之前，早期的火箭因為熱能隨氣體排放被浪費了，使得效率很低下。

1926年3月16日，羅伯特?高達(dá)德在美國馬薩諸塞州奧本鎮(zhèn)發(fā)射了世界第一枚液態(tài)燃料火箭。19世紀(jì)20年代，美國，奧地利，英國，捷克，斯洛伐克，法國，意大利，德國及俄國相繼出現(xiàn)研究火箭的組織，20年代中期，德國科學(xué)家開始試驗?zāi)艿竭_(dá)高空及長距離的液體火箭。

1932年，魏瑪防衛(wèi)軍（1935年后改稱德意志國防軍）開始對火箭技術(shù)感興趣，當(dāng)時有強烈抱負(fù)理想的年輕火箭科學(xué)家馮布勞恩與二位前火箭學(xué)會的成員加入了軍隊，發(fā)展納粹德國用于二次大戰(zhàn)的長程武器，尤其是后來聲名大噪的V2火箭的前身A系列火箭。1943年開始，V2火箭開始制造。V2火箭擁有350公里的作戰(zhàn)距離以及搭載1000公斤阿瑪圖炸藥的彈頭，此運載器與現(xiàn)代火箭只有極少數(shù)不同：包括渦輪泵，慣性導(dǎo)引裝置及其它許多特性。雖然無法欄截它們，但V2火箭仍無法準(zhǔn)確描準(zhǔn)軍事目標(biāo)。

運載火箭誕生

運載火箭是由多級火箭組成的航天運載工具。通常，運載火箭將人造地球衛(wèi)星、載人飛船、空間站、空間探測器等有效載荷送入預(yù)定軌道。任務(wù)完成后，運載火箭往往被拋棄重新墜落地面。

自1957年10月4日，前蘇聯(lián)用“SS-6”洲際導(dǎo)彈改裝成運載火箭將世界上第一顆人造地球衛(wèi)星送入近地軌道，從此運載火箭作為航天運載工具正式登上歷史舞臺以來。前蘇聯(lián)“東方號”系列是世界上第一個航天運載火箭系列，包括“衛(wèi)星號”、“月球號”、“東方號”、“上升號”、“閃電號”、“聯(lián)盟號”、“進步號”等型號，后四種火箭又構(gòu)成“聯(lián)盟號”子系列火箭。

自1957年蘇聯(lián)首次利用運載火箭發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星，至20世紀(jì)80年代，世界各國已研制成功20多種大、中、小型運載火箭。比較著名的有蘇聯(lián)的“東方號”系列運載火箭、美國的“大力神”系列運載火箭、日本的“H”系列運載火箭等。中國則在液體彈道式導(dǎo)彈基礎(chǔ)上研制出了“長征”系列火箭。

迄今為止，運載火箭已形成能適應(yīng)各種航天發(fā)射需求的若干系列，并已走過它的兩個里程碑。

第一個里程碑用導(dǎo)彈改裝。在運載工具的研制方面，最發(fā)達(dá)的國家是前蘇聯(lián)、美國、法國、中國、日本和印度。這些國家在運載工具的發(fā)展初期，為了搶時間，幾乎都采用同一種發(fā)展模式，即用導(dǎo)彈稍加改裝，使其適應(yīng)不同衛(wèi)星的發(fā)射需要。

第二個里程碑研制新型火箭。60年代，前蘇聯(lián)為了發(fā)射“禮炮號”軌道站，專門研制了一種“質(zhì)子號”運載火箭。這是一種串并聯(lián)式的多級運載火箭，第一級安裝6臺單燃燒室液體火箭發(fā)動機，總推力達(dá)1萬千牛。“質(zhì)子號”運載火箭于1965年投入使用以來，除發(fā)射“禮炮號”軌道站外，還成功地發(fā)射了“質(zhì)子-4號”宇宙飛船。后來在3級運載火箭基礎(chǔ)上，又加了一級推力為83千牛的第4級，曾將“探測器-4號”至“探測器-8號”、“月球-15號”至“月球-24號”、“金星-9號”至“金星-16號”、“火星-2號”至“火星-7號”等探測器，以及“虹”、“熒光屏”、“地平線”、“宇宙號”等系列衛(wèi)星送入太空。從發(fā)射的結(jié)果來看，“質(zhì)子號”稱得上是一種具有高可靠性的、有多種發(fā)射功能的運載工具，成功率約為93%。現(xiàn)已成為一種為商業(yè)性服務(wù)的運載火箭。

60年代，美國為執(zhí)行“阿波羅”登月計劃，專門研制了“土星型”運載火箭系列。主要有“土星1”、“土星1B”和“土星V”等幾種型號。其中，“土星1”為一種試驗型的兩級運載火箭，第一級運載裝置由8臺“H-1”液體火箭發(fā)動機組成，總推力為67000千牛；第二級由6臺總推力為408千牛的液體火箭發(fā)動機組成。入軌高度185公里時的最大有效載荷為10.2噸。為了改進“土星”火箭及確定“阿波羅”飛船的總體方案，“土星1”于1961年至1965年從卡納維拉角共發(fā)射10次，其中有5次把“阿波羅”飛船的主體艙段發(fā)射入軌。

為了抗衡前蘇聯(lián)和美國在航天領(lǐng)域的強大發(fā)展勢頭，1972年法國建議西歐10國聯(lián)合組成歐洲航天局(ESA)，共同研制“阿麗亞娜”運載火箭。1973年7月研制計劃獲得批準(zhǔn)。法國空間研究中心(CNES)負(fù)責(zé)“阿麗亞娜”火箭的計劃管理，航空航天公司負(fù)責(zé)總裝。迄今，“阿麗亞娜”運載火箭系列已發(fā)展了從“阿麗亞娜I”至“阿麗亞娜V”共5個型號。

日本為了爭當(dāng)航天大國，已研制成功M系列(又稱謬系列)和H系列兩大類運載火箭。其中，M系列是由日本宇宙科學(xué)研究所研制的，主要用于發(fā)射科學(xué)研究衛(wèi)星和空間探測器。H系列(包括以前的N系列)是日本宇宙開發(fā)事業(yè)團(NASDA)負(fù)責(zé)研制的，主要用于發(fā)射應(yīng)用衛(wèi)星。

中國自1956年開始展開現(xiàn)代火箭的研制工作。1964年6月29日，中國自行設(shè)計研制的中程火箭試飛成功之后，即著手研制多級火箭，向空間技術(shù)進軍。經(jīng)過了五年的艱苦努力，1970年4月24日“長征1號”運載火箭誕生，首次發(fā)射“東方紅1號”衛(wèi)星成功。中國航天技術(shù)邁出了重要的一步?！伴L征”系列火箭已經(jīng)走向世界，享譽全球，在國際發(fā)射市場占有重要一席。

民營火箭發(fā)展

世界最為著名的民營航天企業(yè)，是美國的SpaceX公司。該公司于2002年6月建立，開發(fā)了可部分重復(fù)使用的獵鷹1號和獵鷹9號運載火箭，同時開發(fā)Dragon系列的航天器以通過獵鷹9號發(fā)射到軌道。SpaceX主要設(shè)計、測試和制造內(nèi)部的部件，如 Merlin、Kestrel和 Draco 火箭發(fā)動機。

2008年SpaceX獲得NASA正式合同。2012年10月，SpaceX龍飛船將貨物送到國際空間站，開啟私營航天的新時代。2015年3月1日，SpaceX的獵鷹9號發(fā)射，將世界上第一批全電動通信衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。 2015年12月21日，SpaceX成功發(fā)射Falcon 9火箭，并且一級火箭已經(jīng)成功回收，創(chuàng)造了人類太空史的第一。目前SpaceX運載的全部11顆ORBCOMM衛(wèi)星已經(jīng)輸送到預(yù)定軌道。

零壹空間則是中國國內(nèi)首家民營自研商業(yè)火箭公司。2017年12月22日，重慶零壹空間公司自主研制的固體火箭發(fā)動機整機試車成功，標(biāo)志著零壹空間成為國內(nèi)首家掌握固體火箭發(fā)動機核心技術(shù)的民營企業(yè)。其自主研制的商業(yè)火箭也將于2018年5月首飛。