我中国古代火箭制造火箭所用的是什么?

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中国古代火箭
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中国古代火箭中国古代火箭有箭头、箭杆、箭羽和火药筒四大部分。火药筒外壳用竹筒或硬纸筒制作,里面填充火药,筒上端封闭,下端开口,筒侧小孔引出导火线。点火后,火药在筒中燃烧,产生大量气体,高速向后喷射,产生向前推力。其实这就是现代火箭的雏形。火药筒相当于现代火箭的推进系统。锋利的箭头具有穿透人体的杀伤力,相当于现代火箭的战斗部。尾端安装的箭羽在飞行中起稳定作用,相当于现代火箭的稳定系统。而箭杆相当于现代火箭的箭体结构。中国古代火箭外形图,首次记载于公元1621年茅元仪编著的《武备志》中。
中国古代火箭
《武备志》
箭头、箭杆、箭羽和炸药筒
航天事业的发展离不开 火箭,现代 运载火箭就渊源于古代火箭。古代火箭经过漫长的历史演化,同现代自然科学的理论和探索相结合,才终究发展成为现代的 运载火箭。而说到古代火箭,就不能不提到 中国的贡献。
准确地说,火箭是由 中国人发明的,中国是古代火箭的 故乡。由中国古代 科学家最早应用 炸药燃气 反作用力原理创制的火箭,在当代科学精英的手中发展成为运载飞船升空的大力神,这是我们每一个 炎黄子孙都引以为自豪的光辉成绩。
“火箭”这个词在公元3世纪的 3国时期就已出现。在公元228年的3国时期, 魏国第1次在射出的箭上装上火把,当时 蜀国丞相 诸葛亮率军进攻 陈仓(今 陕西 宝鸡东)时,魏国守将 郝昭就用火箭燃烧了蜀军攻城的 云梯,守住了陈仓。“火箭”1词自此出现。不过当时的火箭只是在箭头后部绑附浸满油脂的夏布等易燃物,点燃后用弓弩射至敌方,到达纵火目的的兵器。北宋的军官冯继升、岳义方、唐福等(公元10世纪后期),曾向朝廷献过火箭及火箭制造方法。那时的火箭已使用了燃烧效能更好的炸药,但仍由弓弩射出。从而出现了人类历史上最早、最原始的“ 炸药箭”。它用纸糊成筒,把炸药装在筒里压实,绑在箭杆上,用弓发射出去。后来在原始火箭基础上做了改进,将火箭直接装入杆中间,爆时声响很大,借以恐吓敌人。
火箭出现后,在中国被迅速地用于军事行动和民间文娱中。10~13世纪,在 宋、 金、 元的战争中,已利用了 火枪、飞火炮、震天雷炮等炸药武器。那时的飞火炮和现代的火焰喷射器类似,是1种原始的火箭武器。北宋后期,在民间盛行的烟火戏中,人们利用炸药燃气的反作用力,制成了能够高飞和升空的“流星”(或称“起火”)、“爆竹”为节日增加了喜庆的气氛。从工作原理看,流星、 爆竹已具有火箭的特点。公元12世纪后,原始的火箭经过改进后,广泛地用于军事。到了元、明时期,火箭兵器在战争中有了很大发展,并发明了许多与现代火箭类型相近的火箭,相继出现了2虎追羊箭、 9龙箭、1窝蜂等火箭,这些都利用了火箭多级串连或并联(捆绑)的技术。明朝史籍中记载了多种火箭武器,重要的有震天雷炮、火龙出水、神火飞鸦、飞空砂筒、万人敌等。
明朝是我国火箭技术迅速发展的时期,军事技术家制成多种利用炸药反作用力推动的火箭,用于军事战争。明初, 朱元璋第4子燕王 朱棣在夺取政权的“ 靖难之役”中,于 河北的白沟河同建文帝的部队作战时,遭到“1窝蜂”火箭的射击,这是中国最早将“喷气火箭”用于战争的记载。尔后各种单级喷气火箭日趋增多,有单发和多发两大类。
民族英雄 戚继光在东南沿海抗倭时,创制了飞刀箭、飞枪箭、飞剑箭等3种喷气火箭,统称“3飞箭”。这3种火箭用长6尺的坚固荆木制作,箭镞长5寸,分别制成刀、枪、剑形锋刃,能穿透铠甲。箭镞后部绑附长7至8寸、粗2寸的炸药筒。作战时,将火箭安于木架上,手托箭尾,点着炸药筒的药线,对准敌人射去,它在水陆作战都可以使用。这3种火箭在 戚家军水军营的10艘战船上设备了2000多支,在车炮营、骑军营和步军营中,共设备了4760支,平均每人4支。戚家军设备如此众多的火箭,在中国和世界军事史上都是空前的。世界上其他国家,直到240多年后,才知道世界上有喷气火箭这类火器。
单级火箭的高级制品是各种“多发齐射火箭”。它们大多是将多支火箭安置于1个口大底小的火箭桶中,桶内安置两层格板,用于火箭的定位和定向,同时又将各支火箭的炸药线集束在1起,点火后众箭齐飞,发射面有数丈之宽,除前面提到的装有32支火箭的“1窝蜂”火箭外,还有2虎追羊箭、 百虎齐奔箭等几10种,1次可射2至100支火箭不等。戚家军还常将多个火箭桶固定在火箭车上发射,1次可射几百支乃至上千支火箭,是后世火箭炮车的前身。戚继光在北方守备东段长城时,最少设备了40辆火箭车,这在古代是唯一无2的。在世界其他的1些国家中,直到360多年后,才出现火箭炮车。
明朝时火箭不但用于军事领域,而且还出现了火箭载人飞行的尝试。中国明朝学者 万虎(也有称作“ 万户”)被认为是世界火箭的鼻祖,是实验空中飞行的开辟者。万虎在研究火箭具有推动物体上升能力的基础上,制作了1把能上天的椅子,他在坐椅背后安装了当时最大的47支火箭,同时把自己捆在坐椅的前面,两手各拿1个大风筝,然后叫人把47支火箭同时点燃,想要借助火箭向前推动和风筝上升的气力飞向前方。这个实验虽然没有成功,但他已被公认为世界上第1个试图利用火箭升空飞行的人。为了记念万虎,人们已将他的名字用来命名月球背面东方海附近的 环形山。大约在13世纪末至14世纪初,中国的炸药与火箭等火器技术传到了 印度、 阿拉伯,并经阿拉伯传到了 欧洲。引发了阿拉伯与欧洲国家对火箭技术的援用,推动了火箭技术的发展。到1805年, 英国炮兵军官W?康格里夫创制成脱胎于中国古代火箭的新式火箭,成为近代火箭的肇端,射程到达了2.5~3千米。 第2次世界大战后,科学技术迅速发展,火箭技术逐步用于空间探测和开发。日, 苏联发射第1颗 人造地球卫星,日,苏联第1艘“东方”号飞船发射成功。至21日, 美国“ 阿波罗”11号飞船登月。
明朝后期的军事技术家还创制了“神火飞鸦”与球形带双翼的“飞空击贼震天雷”两种“有翼式火箭”。这两种火箭分别在鸦形与球形体内装满炸药,炸药中有炸药线通出,并与起飞火箭炸药筒中的炸药相串连;发射时先点燃起飞火箭的炸药线,使火箭飞至敌方,并将鸦身与球体内的炸药引爆,杀伤和燃烧敌军的人马,是破阵攻城的利器。后来的导弹可以说是这类火箭合乎逻辑的发展。
明朝后期还创制了“ 火龙出水”等2级火箭。“火龙”有龙身、龙头、龙尾。龙身是为约1.6米长的薄竹筒制成的箭身,前边装1个木制龙头, 龙口昂张,利于火箭射出。后边装1个木制龙尾。箭身头尾下部两侧各安1支半斤重的起飞火箭,箭身内部安置有神机火箭数枚,引线全部扭结1起。龙身下前后共装4个火箭筒,前后两组火箭引线各将其引线扭结在1起,前面火箭药筒底部和龙头引出的纽结线相连。两种火箭之间有火线相联。发射时,先点燃龙身下部的4个炸药筒,推动火龙向前飞行。当起飞火箭的炸药线燃尽时,龙身内的神机火箭即被引燃,从龙口射向目标。这类火箭已利用了火箭并联(4个炸药筒)、串连(两级火箭接力)原理。它既可以射向天空,也能够用于水战。它用于水战时可在水面上飞行数千米远。这是最早问世的2级火箭,比现代的2级火箭要早300多年。另外,当时还创制3种可返还可回收的2级火箭“飞空沙筒”,把古代火箭技术推动到高级阶段,为近代火箭的研制启发了思路。这是中华民族对火箭技术的发展所做的重大贡献。
虽然古代火箭、炸药是中国人发明的,但由于长时间不重视科学技术的发展,导致古代火箭技术未能在中国发展为现代火箭技术,终究只停留在礼花爆竹当中。虽然欧洲人在中国发明火箭几百年后才学会使用火箭,但终究还是从欧洲发展起现代火箭技术,这不能不说是 中国历史的遗憾。
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火箭是现代发射人造卫星和宇宙飞船的运载工具,是我们祖先首先发明的.起始,只是用于过年过节放烟火时使用,到13世纪,人们把火箭用作战争武器,以后传入欧洲.第一个想到利用火箭飞天的人是聪明的中国人——明朝的万户.14世纪末期,明朝的士大夫万户把47个自制的火箭绑在椅子上,自己坐在椅子上,双手举着大风筝.设想利用火箭的推力,飞上天空,然后利用风筝平稳着陆.不幸火箭爆炸,万户也为此献出了生命.目前,只有火箭才能把人送上太空.以此为标准,最早的载人航天应是约600年前的万户飞天.西方学者考证,万户是“世界上第一个想利用火箭飞行的人.” 万户考虑到上升的工具也考虑到安全下落的降落伞——风筝,这都是前所未有的.为纪念万户,月球上的一座环形山以这位古代的中国人命名.
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  ③卫星带回的照片,为找矿、地形测绘、铁路选线、农林调查、环境监测、地震预报、考古研究等提供了大量的信息资料。例如,科技人员已用卫星照片在北京周围16万平方千米的土地上找到了7个成矿区,在内蒙古发现了大煤田,在新疆找到了三个新油带。用卫星照片编制各种比例的地质图又快又好,一个五万分之一的石油地质构造图,如用人工绘制,必须26个人测量568个点,工作四个月,现在一张照片就可以解决问题。我国的宝成铁路建成后,已发生各种塌方、泥石流灾害100多次,治理费已花去近7亿元。从卫星照片分析发现,一些路段正好筑在地层断裂带,绕开断裂带,就可以避免不必要的损失。20世纪50年代初,为了兴建包头铁路,地理学家吴传钧带领助手历经千辛万苦,奋斗几年才选出一条最佳的铺设路线,如果用卫星选线,只要几天工夫就能完成。
  ④用返回式卫星搭载实验,经济效益也十分显著。例如,砷化镓是重要的半导体材料,在卫星微重力条件下结晶生长,质地纯正,性能更为优良;在卫星上生成的蛋白质晶体,比地球上的大数倍,送往空中的植物种子,在电离辐射下会发生变异,玉米、西瓜、西红柿提前开花结果,紫红的鸡冠花变成了淡绿色,微生物外观颜色改变,活力增加,这些有趣的现象为空间生命科学的研究提供了新信息。
(选文有改动)
1.文章的说明顺序是________;文章第③段运用的说明方法主要有________、________、________。
2.返回式遥感卫星仪器舱的使命是________________。
3.返回式遥感卫星在发射回收过程中需解决哪些尖端科技问题?请简要回答。
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4.返回式遥感卫星的独特功用是什么?
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阅读下面的文字,完成文后问题。
返回式遥感卫星
  ①返回式遥感卫星是重1800~2100千克的精密卫星,它由仪器舱和回收舱组成。仪器舱中装有遥感摄影相机和控制跟踪系统,相机的分辨率很高,在数百公里的高空,它拍摄每一张照片能覆盖3万4千平方米,是名副其实的千里眼。借助特殊的判读技术,能从照片上看清地面的汽车和大海的波浪。卫星相机18天就可以把整个地球扫描一遍,完成拍摄任务之后,仪器舱的使命结束,在茫茫的宇宙中陨灭。回收舱有制动火箭、回收系统、跟踪遥测设备和暗道片盒。卫星相机拍摄的底片都处在暗道片盒里,所以它是回收舱的核心。其他都是确保卫星安全返回地面的精密装置。返回式遥感卫星,集中了传感、通信,材料等高技术,是我国科学家集体智慧的结晶。
  ②卫星的发射回收是一项尖端的科学技术。在几百公里的高空轨道,卫星面对太阳时温度高达100℃,走进地球的阴影又降至-200℃,降落时与空气摩擦还会产生几百摄氏度的高温,没有先进的隔热调温设施,仪器就无法正常工作。返回时星体得保持100度转角,头向地球。回收舱与仪器舱分离后,制动火箭自动点火,推动舱体飞向地球。这时,地面遥控系统和卫星上的程控系统必须匹配无误,如果回收角差1度,落点就会偏差300公里,要是掉到居民区,会造成星毁人亡的严重后果。
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  ④用返回式卫星进行搭载试验,经济效益也十分显著。例如,砷化镓是重要的半导体材料,在卫星微重力条件下结晶生长,质地纯正,性能更为优良;在卫星上生成的蛋白质晶体,比地球上的大数倍。送往空中的植物种子,在电离辐射下会发生变异,玉米、西瓜、西红柿提前开花结果,紫红的鸡冠花变成了淡绿色,微生物外观颜色改变,活力增加,这些有趣的现象为空间生命科学的研究提供了新信息。
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