《從地球到太空》PPT課件

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1、火箭原理空間探測從地球到太空地球是人類文明的搖籃，可是地球的引力又把人類緊緊地束縛在地球表面；大氣層為人類營造了安全、溫暖、濕潤的生存環(huán)境，可是它又限制了人類的視野和活動(dòng)范圍。不過，人類的想象力和探索精神并不會(huì)因此泯滅。一百年來，科學(xué)家和天文愛好者們一直在為實(shí)現(xiàn)人類飛出地球的夢想在做著不懈的努力……現(xiàn)代火箭的先驅(qū)俄國人齊奧爾科夫斯基是現(xiàn)代火箭理論的奠基人。他生于1857年，從小自學(xué)，40歲左右開始研究火箭。1903年他發(fā)表了著名論文《乘火箭飛船探索宇宙》。他最早從科學(xué)的角度論述了人能夠在宇宙空間工作和生活。他的理論完整

2、、系統(tǒng)，至今在任何一本講述火箭理論的書中都會(huì)講到他提出的理論、公式，俄國人稱他為“火箭之父”?；鸺Q生的歷程時(shí)間人物事件1920年哥達(dá)德（美）開始試制液體火箭1926年3月16日哥達(dá)德（美）成功地發(fā)射了世界上第一枚液體火箭1939年奧伯特（德）使液體火箭豎直上升91米火箭的基本原理（1）我們都知道牛頓第三定律，即作用力與反作用力定律。在航空領(lǐng)域里，火箭就是應(yīng)用牛頓第三定律的杰出代表。火箭正是靠著燃料推力產(chǎn)生的反作用力而沖上云霄的?；鸺幕驹恚?）火箭飛行的另一個(gè)重要依據(jù)就是動(dòng)量守恒定律。燃?xì)鈬姲l(fā)時(shí)做反沖運(yùn)動(dòng)，作用力

3、很大，作用時(shí)間短，從而使火箭獲得很大的速度，進(jìn)而飛入太空?；鸺w行的過程固體火箭是如何推進(jìn)的？固體火箭的推進(jìn)劑為固體，這種推進(jìn)劑又稱為“火藥”，火藥鑄成塊狀，排放在箭體內(nèi)，占了大部分空間。固體火箭結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，裝入火藥后可以長期存放，隨時(shí)可以點(diǎn)火；點(diǎn)燃后燃燒時(shí)間短，燃燒的激烈程度無法控制，發(fā)射時(shí)震動(dòng)大，因此它不適于發(fā)射載人的飛行器，多用于軍事方面。固體火箭推進(jìn)原理示意圖液體火箭是如何推進(jìn)的？液體火箭的推進(jìn)劑為液體，燃料和氧化劑的組合情況很多，如酒精和液態(tài)氧、煤油和液態(tài)氧、液態(tài)氫和液態(tài)氧等。液體火箭燃燒時(shí)間長，便于

4、控制，控制推進(jìn)劑的輸送，可以使火箭?；稹⒅匦曼c(diǎn)燃，從而控制火箭的飛行速度，操縱很方便。液體火箭的燃料不易儲(chǔ)藏，成本很高。它是進(jìn)行宇宙航行的主要交通工具。液體火箭推進(jìn)原理示意圖火箭提速依據(jù)的公式齊奧爾科夫斯基曾經(jīng)提出了一個(gè)公式：V=μlnM0/Mk這里，v是發(fā)動(dòng)機(jī)?；饡r(shí)火箭的速度，μ是噴氣的速度，M0是火箭起飛時(shí)的總質(zhì)量，Mk是發(fā)動(dòng)機(jī)?；饡r(shí)（即推進(jìn)劑燃盡后）剩余部分的質(zhì)量，ln是自然對數(shù)符號(hào)。怎樣給火箭提速？由齊奧爾科夫斯基的公式可知，火箭飛行速度與μ和M0/Mk的自然對數(shù)成正比，即噴氣速度越大，所攜帶推進(jìn)劑越多，火箭最

5、后能達(dá)到的速度也就越大。因此我們考慮尋找超高能燃料提高噴氣速度或是提高質(zhì)量比M0/Mk。事實(shí)上，目前尚未研制出用以提速的高能燃料；而若想提高質(zhì)量比，就要在不改變推進(jìn)劑質(zhì)量的前提下減輕殼體質(zhì)量，這樣也是行不通的。于是，人們想出了給火箭“接力”的辦法。火箭“接力”的三種形式串聯(lián)式并聯(lián)式混聯(lián)式第一顆人造地球衛(wèi)星為了使航天技術(shù)更好地為人類服務(wù)，人造衛(wèi)星誕生了，它可以環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)，搜集資料和傳輸各種信息。1957年10月4日，一條火龍騰空而起，為月球添了一個(gè)新伙伴，它就是前蘇聯(lián)發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星“東方一號(hào)”。中國的第一顆人造衛(wèi)

6、星1970年4月24日，隨著一曲《東方紅》的旋律在神州大地上回響，我國自行研制的“東方紅一號(hào)”人造衛(wèi)星由“長征一號(hào)”運(yùn)載火箭發(fā)射成功，從而標(biāo)志著中國成為繼蘇聯(lián)、美國、法國、日本之外世界上第五個(gè)能夠獨(dú)立發(fā)射衛(wèi)星的國家。航天飛機(jī)的誕生載人飛行是一件嚴(yán)肅的事情。要解決一系列復(fù)雜的技術(shù)問題和醫(yī)療、生物學(xué)問題。對此，火箭無能為力，于是人們想到了航天飛機(jī)。航天飛機(jī)的發(fā)射實(shí)況宇航員在航天飛機(jī)貨艙內(nèi)工作的情景從月球走向太空隨著科技的進(jìn)步，人類把眼光伸向了月球。1969年，美國發(fā)射了“阿波羅11號(hào)”月球探測器。下圖是它的示意圖。月球上的

7、第一步1969年7月20日22時(shí)56分20秒，美國宇航員阿姆斯特朗走出登月艙，標(biāo)志著人類邁出了走向月球的第一步。認(rèn)識(shí)太陽系從認(rèn)識(shí)月球開始，人類已基本了解了太陽系其它行星的大致情況。中國的載人航天事業(yè)經(jīng)過40多年不懈努力，中國已擁有一支技術(shù)高超的太空科技隊(duì)伍，已具備發(fā)射宇宙飛船的技術(shù)實(shí)力。1999年11月20日，中國第一艘載人實(shí)驗(yàn)飛船“神舟號(hào)“發(fā)射升空；2001年1月，“神舟二號(hào)”也順利升空，中國將在下一階段實(shí)施載人航空實(shí)驗(yàn)。中國的“二一一”計(jì)劃據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，中國將在二十一世紀(jì)初完成“二一一”計(jì)劃，計(jì)劃內(nèi)容包括：建成衛(wèi)

8、星共用平臺(tái)和新一代運(yùn)載火箭系列兩大型譜；建立一個(gè)天地一體化的綜合衛(wèi)星應(yīng)用體系；實(shí)現(xiàn)一個(gè)空間科學(xué)研究與探測工程。后記人類是偉大的，人類探測空間的歷史也是不平凡的。從1926年世界上第一枚液體火箭試制成功以來，差不多80年的時(shí)間過去了，我們對于空間領(lǐng)域的探測也有了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展。未來的路還長，而且充滿希望。這希望要靠我們來實(shí)現(xiàn)。圓人類探索