科普-中华学生百科全书-第152部分

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和聚酯树脂制造的，重　36．3　公斤，翼展长　14．6　米。它带有电储能系统，在
飞行前　10　分钟，飞行员踏动脚蹬带动发电机给电池充电。电池是与带动变矩
推进式螺旋桨的发动机接通的，这样电动机可帮助飞行员驱动螺旋桨。
　　　　这次飞行由麦克里迪的儿子完成，使麦克里迪再度获得了克莱默速度竞
赛奖。
　　　　翩翩翱翔的太阳能飞机　　太阳能飞机是以太阳能为动力飞行的飞机。世
界上第一架太阳能飞机是由美国航空工程师麦克里迪设计的。
　　　　麦克里迪设计了“飘忽企鹅”号人力飞机，在机翼上安装了　16000　块光
电池。光电池又叫太阳能电池，它是一种夹有光敏层的硅片，可见光通过硅
片时，光粒子与光敏层的化学物质作用，释放出电子，产生的电流经过导线
传递给发动机，发动机带动螺旋桨转动，使飞机飞行。
　　　　1980　年　8　月，“飘忽企鹅”号由女驾驶员珍尼丝·布朗操纵，飞行了　3．2
公里，飞行时间为　14　分　32　秒。在初次飞行中，飞行的高度仅为　30　米，虽然
在这一高度上不能保证获得足够的阳光，但初次飞行的成功，足以证明了麦
克里迪的设计思想是可行的。
　　　　随后，麦克里迪决定进一步改进他的太阳能飞机，他得到了著名的杜邦
公司的支持。杜邦公司为他提供了一系列航空和宇航用的新型材料——工程
塑料，以及经费、工程师和摄影组等。
　　　　1980　年　12　月，新设计的“太阳挑战者”号太阳能飞机试飞成功。它的
主翼和尾翼上装有　16128　块太阳能电池，飞机全长　9．1　米，翼展　14．3　米，机
体重量仅为　90　公斤。在　8　小时的时间里，飞机飞行了　370　公里，高度达到

4360　米。即使在云彩遮住阳光的时候，飞机下降的速度也仅有　30　米／分，
能确保飞行安全。
　　　　“太阳挑战者”号太阳能飞机几乎是一架全塑飞机。首先，在机翼的主
支撑结构，以及操纵、着陆装置等部位，使用了强度是钢铁　5　倍的聚芳族纤
维，在整个机体的增强部位，也都使用了这种材料。其次，在机休和机翼的
蒙皮上采用了聚脂薄膜。最后，在主翼的夹层结构中，还使用了聚芳纤维纸
蜂窝。此外，用得较多的材料是具有优异耐气候性和不易变色的丙烯酸薄膜
和氟塑料薄膜。正是由于采用了这些性能优异的工程塑料，“太阳挑战者”
号才既牢固又轻便，成功地完成了飞行。
　　　　1981　年春天，“太阳挑战者”号即将飞越英吉利海峡的飞行。飞行员是
28　岁的普达塞克，他既进行过滑翔机的飞行，又驾驶过喷气式飞机，经验十
分丰富。1981　年　6　月，太阳能飞机由一艘航空母舰运往法国。7　月　7　日，晴
空万里，太阳能飞机就要起程了。普达塞克依次接通　5　组太阳能电池，开始
驾驶“太阳挑战者”号滑跑起飞，经过　7　次试飞，飞机终于离开地面，以大
约每分钟　70　米的速度迅速上升，几分钟后达到　600　米的高度，然后昂首飞向
英吉利海峡。
　　　　普达塞克稳稳地爬升，同时不断调整航向和转动可调螺旋桨，以便进入
最佳飞行状态。突然，平静的空气中出现了一股紊流，“太阳挑战者”号剧
烈地俯仰、扭摆起来，原来附近出现了两架飞机，上面满载着新闻记者和摄
影师。虽然距离相当远，但那强烈的尾流足以令轻盈的“太阳挑战者”号面
临灭顶之灾。幸亏法国空中交通管制部门及时解围，才把热心的采访者打发
走了。
　　　　此后，普达塞克耐心地斜飞　Z　字航线，避开云朵，捕捉更多的阳光。不
久，英国的多佛尔海滩终于映入眼帘，太阳能飞机飞临英国领空。在连续飞
行　5．5　小时、行程　260　公里以后，“太阳挑战者”号终于安全降落在蒙斯顿
皇家空军基地。
　　　　这次具有历史意义的飞行，标志着太阳能作为一种崭新的能源进入了人
类航空领域。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　飞向太空的运载工具——火箭

　　　　俄国双耳失聪的中学教师齐奥尔科夫斯基，对火箭理论的研究和发展做
出了震古铄今的贡献。他首先敏锐地指出，巨大火箭的动力应当是液体火箭
发动机。他设计了用液体火箭发动机作动力的飞行器草图，并设想用煤油和
液氧作推进剂（燃料）。
　　　　1857　年　9　月　5　日，齐奥尔科夫斯基诞生于俄国的一户贫寒农家。9　岁那
年，由于患了严重的猩红热病，双耳丧失了听力，无法继续上学。从此，他
在母亲的指导下，学习功课。童年的不幸，使他整天呆在家里阅读书籍，再
也无法与别的孩子一起玩，从而疏远了与他同龄孩子的联系。两年后，他母
亲去世，这种不幸，使他变得更加孤独，同时也使他开始沉醉在书本的海洋
中。
　　　　16　岁那年，父亲把他送到莫斯科学习。他住在一位贫苦洗衣妇女家里，
每天忘我地自学，不论是炎热的夏天，还是寒冷的冬天，他都到附近图书馆
里埋头读书，甚至常常忘记饥饿和寒冷。他认识到，刻苦自学，是猎取科学

知识的唯一道路。尽管生活上很艰辛，只能用一点黑面包充饥，但在莫斯科
的　3　年里，他自学完微积分、解析几何、球面三角、高等数学、物理学、化
学、天文学等许多科学知识，其中关于飞行问题像吸铁石一样吸引着他，使
他脑子里充满了各种幻想。
　　　　　3　年半后，他回到家乡，当了中学教师。
　　　　　后来，齐奥尔科夫斯基全力以赴地投身于火箭和宇宙航行问题的研究之
中。他确信只有火箭才是实现宇宙航行的最理想的交通工具，并首先提出多
级火箭理想速度的计算公式。这个公式就是著名的齐奥尔科夫斯基公式。它
解决了火箭及其运动的一系列理论问题。1898　年，他完成了第一部有关火箭
原理研究的科学论著。这部著作为航天事业树立了一个里程碑，为火箭技术
的发展奠定了基础。
　　　　　1935　年这位前苏联火箭之父的心脏停止了跳动。但前苏联人们沿着他的
足迹，于　1957　年首先发射了世界上第一颗人造地球卫星。
　　　　　世界上第一个制成液体火箭并投入试验的，是美国科学家戈达德。1926
年　3　月　16　日，在罗斯维尔的荒郊，架起了一座两米多高的发射架，上面竖着
一枚高约　3．9　米的火箭，戈达德要在这里进行划时代的试验。开始发射了，
火箭下面喷出燃气，火箭直往上窜，可是只飞了　12　米高、56　米远。这和现
代的火箭相比，自然不可同日而语，但它毕竟是世界上第一枚发射成功的液
体火箭。戈达德的贡献是把航天理论与火箭技术结合起来，使火箭进入实际
的研制阶段。戈达德不断地改进他的火箭，最终使火箭有了相当可观的高度
和速度。戈达德是制造液体火箭的创始人。刚开始发射的火箭，由于没有控
制设备，火箭不能按预定的方向飞行，1932　年，戈达德开始用高速旋转的陀
螺来解决火箭的稳定性。陀螺能绕某一个支点自由旋转。最简单的陀螺就是
民间玩具“地转子”或称“地牛”。当“地牛”在地面围绕自身轴线飞快转
动时，你越使劲抽它，它就转得越欢，立得越稳；不使劲抽就转得慢，开始
摇晃；如果不抽，“地牛”最终会倒地，这一特性就是旋转物体的定轴性。
火箭装上这种陀螺就能扶摇直上了。
　　　　　火箭上升到一定高度后，还要改变方向，这就需要操纵。为了解决这个
问题，戈达德发明了燃气舵，它的功用有如飞机的方向舵，不过飞机的方向
舵是靠外部气流的作用，使其偏转以改变飞机的航向，而燃气舵却是装在火
箭发动机的内部靠近喷口的地方，它利用燃气流的作用使其偏转，从而达到
改变火箭方向的目的。1932　年，戈达德完成了陀螺和燃气舵控制火箭飞行的
试验。1935　年，戈达德制造的火箭的速度超过音速，射程达到　70　公里，他
的成功就使　30　年代一大批火箭研制者受到鼓舞，德国的奥伯特就是其中一
个。
　　　　　奥伯特提出许多关于火箭构造和飞行的新观点，他的名著《通向航天之
路》又激发了许多青少年对航天事业的兴趣，许多国家相继成立了火箭和航
天爱好者的组织。1927　年，德国创建了太空旅行协会，由奥伯特任会长，1928
年，前苏联成立了反作用运动研究会，随后英美等国也相继成立了星际旅行
的学会或协会，这些组织中的不少成员后来都成为各国研究第一代火箭的领
导者或技术骨干。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　我国的“长征”系列运载火箭


　　　　中国第一颗卫星与“长征”1　号火箭　　1970　年　4　月　24　日，我国酒泉发射
场区风和日丽，春风拂面，人们精神抖擞，期待着第一颗卫星上天。
　　　　发射时刻终于来到了。晚　9　点　35　分，火箭在震耳的隆隆声中离开了发射
架，徐徐上升，发动机喷出的几十米长的火焰，光亮夺目。火箭越飞越快，
直冲云霄。
　　　　晚上　9　点　48　分，从现场指挥所里传来卫星进入太空的喜讯，人们顿时沸
腾起来。人们临时在发射场上召开了庆祝大会，著名科学家钱学森及其他领
导，发表了热情洋溢的讲话，热烈庆祝我国第一颗卫星发射成功。
　　　　我国第一颗人造卫星发射成功，在我国航天史上具有划时代的意义，是
我国发展航天技术的一个良好开端。
　　　　把第一颗卫星“东方红”　1　号送上太空的火箭叫“长征”1　号。它是我
国第一枚多级运载火箭，以两级液体火箭为基础，加第三级固体火箭而成。
　　　　火箭全长　29．46　米，竖起如同大烟囱。火箭最大直径为　2．25　米，起飞重
量　81．5　吨，起飞推力　1020　千牛，能把　300　公斤重的卫星送入　440　公里高的
太空。
　　　　1971　年　3　月　3　日，“长征”1　号火箭又把“实验”1　号科学实验卫星送
入地球轨道。
　　　　返回式卫星与“长征”2　号火箭　　1976　年　12　月　10　日，新华社宣布：我
国　12　月　7　日发射的人造地球卫星已按预定计划准确返回地面。
　　　　卫星返回是异常复杂的技术，我国发射的卫星顺利地返回地面，使我国
成为世界上第三个掌握回收技术的国家。
　　　　我国历史上，曾出现过返回式火箭。在明代史籍中记载的多种火箭中，
飞空砂筒火箭就是一种回收式火箭。
　　　　飞空砂筒火箭箭身前端两侧各绑一个药筒。一个筒口向前，另一个筒口
向后，筒口向后的药筒前面放有爆竹，长约　2．3　厘米，直径约　0．23　厘米。爆
竹的引线与药筒底部连通，爆竹外裹　3～5　层纸，前面装细砂，以纸封糊严密。
使用时利用筒口后的药筒将火箭射出，钉在敌方营寨的帐篷上。药筒内火药
烧完后引燃爆竹，细砂喷出伤人双目。然后筒口向前的药筒点燃，将火箭送
回。
　　　　今天我国回收卫星成功，当然在技术上已远非昔比，所用火箭也非原始
火箭，而是大型运载火箭“长征”2　号。
　　　　“长征”2　号火箭是两级液体火箭，长约　32　米，最大直径　3．35　米，起
飞推力约　2750　千牛，能把　1．8　吨的有效载荷送入近地轨道。
　　　　从　1976　年至今，“长征”2　号已把　10　多颗返回式卫星送入太空，卫星
完成任务后，按预定计划，顺利地返回地面。
　　　　中国通信卫星与“长征”3　号火箭　　　1984　年　4　月　8　日，在西昌火箭发射
场，巍峨耸立的发射架里，一枚载着试验通信卫星的乳白色运载火箭——“长
征”3　号，昂首挺立，在阳光下闪烁着耀眼的光芒。
　　　　夜幕降临了，巨型发射架上点点明灯像是挂满了夺目的明珠，同太空的
群星交相辉映。万籁俱寂，发射架缓缓张开，一个重要的时刻即将到来。我
国的试验通信卫星就要从这里起飞，冲出地球束缚，飞向太空。
　　　　晚　7　时　20　分，“长征”3　号发出巨大轰鸣，拔地而起，直刺苍穹。卫星
顺利地入轨，绕地球飞翔。中国第一颗静止卫星——试验通信卫星发射成功
了。这一喜讯，飞向全世界。

　　　　至今，我国已有　5　颗通信卫星，风尘仆仆，定点于赤道上空，我国一盏
又一盏“明灯”高挂太空。
　　　　“长征”3　号是以“长征”2　号为基础，加第三级组成的三级火箭。火箭
全长　44．56　米，起飞重量　202　吨，起飞推力达　2750　千牛，第三级氢氧发动机
（以液氢和液氧为推进剂的发动机）在高空失重条件下　2　次启动。它能把　1．4
吨重的卫星送上地球静止轨道。
　　　　1990　年　4　月　7　日，“长征”3　号为香港卫星通信有限公司成功地发射了
“亚洲