从火药火箭到航天火箭是怎么发展的？

从火药火箭到航天火箭是怎么发展的？

人类在对自己飞行梦想的不断尝试中，一次次进行着飞行的尝试，随着科学技术的发展，人们逐渐认识到航空与航天的不同，航空飞行器不论飞机、气球还是飞艇都需要依靠空气的存在，没有了空气，所谓的飞行也就不可能实现。而航天之梦实现的最原始依据就是火箭，火箭的飞行利用了动力学中的动量守恒原理，它不但能在空气中飞行，还可以在大气层外的真空中飞行，而且由于没有了空气阻力，在真空中的飞行性能更好。通过不断的尝试，人们逐渐认识到要想进入太空，只有借助于喷气推进的火箭。

火箭的发明最早出现在中国。在中国古代的记载中，火箭的含义比较广泛，比如在电影电视中经常可以看到箭头点燃，靠弓弩发射的竹箭也称为火箭，而真正的火箭是在火药出现后才发明的。从唐末到宋初火药武器开始使用，但由于其配方和制作方法还处于初级阶段，所以不足以作为推进的燃料。随着火药配方和制造技术的进步，12世纪初研制成功了固体火药，并把它用于制造火器和焰火烟花，在使用这些火器与烟花特别是手持使用时，人们感到火药燃烧会产生很强的后坐力，于是有心人在这种启示下发明了新的火药玩具。大约12世纪末到13世纪初出现的玩具“穿天猴”可以说是真正意义上利用反作用原理的火箭，将这种原理的火箭作为武器使用具有相当的杀伤力，所以在战争中也开始频繁地使用它。

公元1127年南宋政权建立后，南宋、金和蒙古频繁交战，各方都使用了火器。1161年11月，金国侵略中原时，南宋军队第一次使用了火箭武器——“霹雳炮”重挫金军，这是人类历史第一次在战场上使用火箭武器。连年的交战使火箭技术逐渐被金和蒙古所掌握，于是当时敬森各方兵工厂的一个重要内容就是火药制造，在这种情况下火药的配方有所改进，制造工艺渐趋成熟，其燃耐悄烧速度和爆炸力也得到增强。13世纪蒙古在先后三次的大举西征中，采用了南宋的火器技术，用汉人工匠制造大炮。当时蒙古大军在欧洲战场使用的火箭已有多箭齐发的火箭筒，这种集束式火箭发挥了绝大的威力，使欧洲人大为吃惊。当然在这几次西征中，阿拉伯人从中掌握了火药和火箭的技术，并进一步把它传入了西方。

明代中国火箭发展进入了一个比较重要的时期，出现了很多种类的火箭，除了单级火箭，还发展了各种集束火箭、火亮亩亩箭弹和原始的多级火箭，并且对各种火箭的制造、应用、配备和发射剂原料配比及加工制造等都作了详尽地叙述。在当时的水、步、骑兵中，火箭武器已作为必备的武器，甚至还有专门的火箭部队，有关火箭武器的使用、布阵、作战技术和管理也都有条例规定。明代的《武备志》中曾有过这些火箭的记载。

明代的火箭虽然种类繁多，但发展主要体现在火箭样式的更新上，有关火箭的尺寸、规格、装药剂量、发射距离方面却少有讨论。而在火箭的稳定方面，仍然是传统的箭杆加羽毛方式，精度不能得到显著的提高，这就使火箭的尺寸和射程难以提高。进入清代，火箭虽然也有一定的发展，但其发展基本停留在原地。一方面是因为长时间的和平以及封建君主所推行的封闭政策所影响，但从技术的发展来看，主要还是缺少相应科学知识的指导。纵观中国古代火箭技术的发展过程，所走的基本是经验式的道路，没有对火药的燃烧机理，火箭的推进原理，箭羽的稳定原理等问题进行深入的研究，而仍局限于用阴阳五行说来解释爆炸原理，这就使得火箭技术难以出现改进。

而火箭技术在13世纪传入阿拉伯国家后，又逐渐传入欧洲。意、法、德、波、英、俄等国都先后掌握了火箭技术。尤其出于战争的需要，这些国家在使用火箭的过程中，深入研究火药配比，火箭形状、大小及稳定装置和火箭材料，在这些方面进行了重大改进。很快，欧洲的火箭在重量、射程和精度等方面就超过了中国火箭。公元18世纪初，波兰就已生产出了重达22.7千克甚至54.4千克的大型火箭，德国也试验了多种带导向杆的重达45.4千克的火箭。

但有趣的是，正如火箭没有在它的故乡中国得到发展一样，对欧洲近代火箭技术发展产生巨大影响的不是欧洲那些较早使用火箭武器的国家，而是英国。这里不能不提及的就是威廉姆·康格里夫研制的火箭，而实际上“康格里夫火箭”并不是欧洲大陆火箭技术发展的必然结果，也很少受到其影响，主要借鉴的却是印度的火箭技术。

英国人康格里夫1793年毕业于剑桥大学，是学文科的，由于其父经营英国皇家兵工厂的影响，他对兵工机械怀有浓厚兴趣，因此后来便弃文习武，进入这家兵工厂，并且开始在英国士兵从印度带回的火箭资料的基础上，研究改进火箭的速度和射程。经过几年的探索，1805年，康格里夫采用新型火药制造出了一种实用的火箭，重14.5千克，箭长1.06米，直径0.1米，并且装了一根4.6米长的平衡杆，射程可达1800米。这种火箭在英国击败拿破仑军队的战争中建立了卓著的战功。由于康格里夫在火箭方面做出的贡献，英国政府于1814年授予他爵位荣誉，并在1817年被选为议会议员。然而，康格里夫火箭还未能解决制导和控制问题，精度较差。1844年，英国的威廉·霍尔发明了一种自旋稳定器，并用来对康格里夫火箭进行改进。虽然与现代火箭相比，这些火箭都十分简陋，应用也不广泛，但它们的出现却为现代火箭的诞生奏响了序曲。

康格里夫研制的火箭在射程、精度及稳定方式上都作了改进，其性能已经近乎达到了火药火箭的极限。由于其巨大的杀伤力，使各国纷纷开始重视火箭的研究和使用。此后，战争火箭的另一项重大进步就是稳定性的提高。19世纪中叶英国的发明家威廉姆·黑尔在火箭的尾部装上三只倾斜的稳定螺旋板，当火箭发射时由于空气动力的作用使火箭自身旋转从而达到稳定。到第二次世界大战为止，火药火箭的发展已臻于完善。它的基本结构是由装有火药的火箭筒，中间装有发射药作为推进剂，头部装有高爆炸药和引信，尾部为喷口，另外采用尾部稳定翼起稳定作用，在发射装置上采用发射架或发射筒。比较著名的就是前苏联的火箭炮——喀秋莎。

其实，上面所提到的火箭和现在我们所说的火箭并不是一回事。上面提到的火箭其实是火药火箭。但是火药火箭的工作原理和现在的固体燃料火箭是一样的，以火药燃烧产生推力。

火药火箭是第一种实用的反作用推进装置，虽然有许多局限证明它不是理想的太空运载工具，但它的基本原理却完全适用于航天运载工具的需要，这样运用火箭作为宇宙航行基本运载工具的想法在先驱者脑中逐步酝酿。后来液体燃料火箭出现，进一步为航天推进器的实现提供了可靠的技术保证，也让航天先驱者看到了使用火箭来完成航天运载的曙光。经过不断地研究和试验，火箭作为太空飞行的推进装置逐渐得到证实，最终为人类通向太空架起了桥梁。

知识点

火箭炮

火箭炮是炮兵装备的火箭发射装置，发射管赋予火箭弹射向，由于通常为多发联装，又称为多管火箭炮。火箭弹靠自身的火箭发动机动力飞抵目标区。火箭炮能多发联射和发射弹径较大的火箭弹，它的发射速度快，火力猛，突袭性好，但射弹散布大，因而多用于对目标实施面积打击。在第二次世界大战末期和战后，各国都非常重视火箭炮的发展与应用。进入20世纪70年代以后，火箭炮又有了新的进步，其性能和威力日益提高，已成为现代炮兵的重要组成部分。