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对比来看,为何中国的火箭很苗条,美俄欧的火箭看起来却很厚重?

  航天科技已经成为了全球各国之间新的竞赛领域,因为人类不可能永远待在襁褓之中,总有一天要离开地球去探索太空,而探索太空的关键正是航天科技的发展。自冷战时期美苏争霸,进行了一系列的航天军备竞赛开始,航天科技的重要性凸显出来,其中最为瞩目的就是各国对于火箭的研究发射。
  自1960年以来,我国的航天科技开始发展,在多个领域获得了傲人的成绩,多次在载人升空任务以及对月球、火星的探测等等,说明我国在航天工程方面付出了很多心血,想要努力追赶世界各个发达国家的脚步。
  在对比各国发射火箭的图片时,有人发现我国的火箭相较于其它国家,显得非常的苗条。美俄的火箭看起来膀大腰圆,十分厚重,而我国的火箭看起来却有盈盈一握的感觉,不少人觉得弱不禁风,无法彰显出我们的大国气势。
  只是外形的设计原因,还是另有原因呢?火箭真的是越大越粗就更好吗?苗条的中国火箭在性能方面有没有什么缺陷呢?接下来就为大家解惑。火箭简介
  火箭的作用与推进器相同,通过发动机的工作喷射产生反作用力,将其推入到太空当中,是一种航天运载工具。目前火箭类型主要分为两种,探空火箭和运载火箭。探空火箭的重量较轻,有自动控制飞行系统,主要活动在大气层上方,一般用来检测空气数据等。运载火箭的任务则是进入太空,自身重量很大,结构装置和探空火箭比较也要复杂得多。
  后文介绍的都是运载火箭,因为航天科技的竞争重要部分就是载人火箭的制造。运载火箭主要由三部分组成,箭体结构、推进器、控制系统。运载火箭的构成类型还分为两种,固体运载火箭和液体运载火箭。这几年,又根据运载火箭的重量进行了详细划分,目前各国主要研制的都是重型运载火箭。
  火箭的具体发射方式是火箭发动机点火以后,推进剂在发动机燃烧室里燃烧,产生大量高压气体;高压气体从发动机喷管高速喷出,对火箭产生的反作用力,使火箭沿气体喷射的反方向前进。推进剂的化学能在发动机内转化为燃气的动能,形成高速气流喷出,产生推力。
  不少人觉得难以理解,可能是因为火箭本身在我们看来很复杂,并且也只是在新闻上看到过。举个例子火箭发射和我们过年时点的炮仗窜天猴其实是一样的,窜天猴是由尾部的火药点燃产生了推进力,让它可以飞到空中。火箭同理,只是利用的是推进剂而已。
  火箭还有三种不同的发射方式,地面发射、空中发射、海上发射,比较常用的是地面发射方式,我们看到的我国火箭发射都是位于酒泉火箭发射基地。不过最好的发射方式是空中发射,据研究发现空中发射的方法可以提高火箭运载能力。
  美俄欧代表火箭
  目前世界范围内,具有火箭发射能力的国家其实不多,经常被拿来与我国进行对比的有美国、俄罗斯、欧洲的火箭(欧洲火箭由欧盟部分国家共同出资研制)。下面就为大家介绍这几个国家的代表重型运载火箭,具体顺序就是美国、俄罗斯、欧洲。
  首先是美国,美国作为全球第一经济体,也是目前世界第一的强国。航天工程的发展不仅早于我国,对于航天研究的资金投入也是世界第一,NASA(美国国家航空航天局)可以被称为是全球第一的航天研究基地。占尽优势的美国,在火箭的研究上也遥遥领先,不仅性能比其他各国的强,种类也非常多样。
  美国的首个重型运载火箭是土星五号,它的近地轨道运载能力有118吨,月球转移轨道运载能力45吨,闻名世界的阿波罗号就是乘着它飞上月球的。有着丰富经验和资金的美国日前宣布将在2019年完成SLS重型火箭的首飞(后推迟),完全版SLSBlockII将在2028年发射。
  SLS2型在外观方面就能看出它的巨大,据美国公布的图片显示,这类火箭的整流罩直径就可以达到10米,总高度111。3米,运载货物的高度也达到10米,综合二者它的近地轨道运载能力高于130吨,月球转移轨道运载能力高于50吨。对比原来的土星五号,数据有了很大提升,美国也宣布它主要用于载人航天工程使用。因为其庞大的体型和运载能力,发射成本也非常高,据美国透露,发射一次需要花费5亿美元,这个项目截止2025年总计需要花费240亿美元。
  除了美国国家出资研制的SLS重型火箭,还有民间企业家出资制造的。新格伦重型火箭就是由贝佐斯投资研制的新一代重型运载火箭。该火箭总高度99米,在近地轨道运载能力高于45吨,月球转移轨道运载能力15吨。这个数据和SLS2比起来确实是小了很多,可能是由于资金原因吧,不过贝佐斯声称这一火箭可以重复使用,这一说法目前仍保持存疑。
  俄罗斯继承了苏联的航天科技研究基础,在火箭研制方面也有优越性。俄罗斯的重型火箭研究项目设立于1992年,发展至今已有将近30年,目前俄罗斯主要在进行安加拉A7型的研究,安加拉有十种大小不同的火箭。其中重量最重的是安加拉A7。2B,近地低轨道运载能力高于50吨,转移轨道运载能力19吨。对比数据可以发现相较于新格伦它的数据更多,同时外形也更高大,具有俄罗斯的国家风格。
  欧空局目前在研究的重载火箭名字叫阿丽亚娜6,重型是阿丽亚娜64,火箭高度64米,直径5。4米,重量860吨左右。近地低轨道运载能力21。62吨,转移轨道运载能力11。5吨,和美国的新格伦的数据比起来,又下降了一截,不过该项目的投入有36亿欧元。果然和太空争霸的老行家美国、俄罗斯比起来,欧空局的实力还是略显不足。
  对比原因
  长征九号是我国目前研制的重型运载火箭,它主要为中国未来的载人登月计划服务。长征九号的总高度103米对比美国的SLS2只低了不到10米,整流罩直径7。5米,火箭芯级最大直径10米,近地低轨道运载能力100吨,转移轨道运载能力50吨。长征九号目前仍然处于研制状态,不过将它与国外正在研制的重载火箭进行对比,它已经领先了俄罗斯和欧洲,对比美国确实还是有着一定的差距。
  之所以有人觉得我国火箭看起来更加苗条,除了我国过去的研发能力确实存在不足,还有一个原因就是推进剂的密度会影响火箭的粗细程度,使用煤油和液氢的密度就完全不同。
  煤油的密度大约在800千克立方米,而液氢则大约仅为70千克立方米,也就是说同等质量下液氢的体积比煤油大十多倍,而液氢的比冲只是液氧煤油的150。储存液氢还需要更好的隔热措施,例如航天飞机外储罐、德尔塔四系列火箭蒙皮上喷涂的隔热泡沫塑料,进一步让使用氢氧推进剂的火箭显得更大。
  所以这一点也是中国的火箭看起来更加苗条的的原因,再者通过上文的论述不难发现,并不是说看起来越大越粗,火箭就更好。而是要看火箭实际的运载能力可以达到多少吨,中国目前使用的火箭看起来虽然很苗条,但是都出色完成了各项航空任务。
  火箭粗细与发射轨道也有一定关系,我国的发射轨道既定直径不允许我们建造太粗的火箭箭体,这样的话起飞经过轨道时会卡住。所以并不是说不想去造更粗更大的火箭,而是目前受到了一些特定条件的限制。
  除去自身原因以外,我们也需要正视外部条件。当别人都已经完成了载人航天,并且在宇宙建立起自己的空间站时,那时的我们才刚开始改革开放。1961年时苏联就将第一个人送入了太空,到了1969年美国就将第一个人送上了月球。对比之下我国的神舟五号迟到了快要四十年的时间,所以现在的我们不应该只去对比火箭大小,就断定是国家不够努力,中国能够用20年的时间追赶上美俄的脚步已经非常不容易了。
  发展前景
  目前我国的航天工程发展处于蒸蒸日上的状态,制定了很多计划针对日后的载人登月和登上火星等等。还有其实现在中国的火箭已经不苗条了,嫦娥五号就对箭体进行了加长加重,看起来粗了许多,因此还被戏称为胖五。
  神舟十二号在前段时间的顺利着陆,不论是精准的着陆点,还是顺利完成的为期90天的太空遨游,都证明了中国目前的航天科技实力。太空技术作为国家的一项核心技术,国家在资金投入和人员统筹上都会有自己的安排,这些年国家对于航天科技项目的投入是有目共睹的。航天局也一直在进行创新学习,对于外国的研究成果取长补短,取其精华,去其糟粕才能利用有限的资金做出更好的东西。结语
  前文对于美俄欧三国的火箭做出了具体介绍,并且与中国火箭的基本数值进行了对比,可以看出在过去存在着巨大的差距,但是现在的差距已经在不断缩小了。综合了多种原因,中国可以在短短20年将之前从未涉足过的航天科技发展到现在的状况,已经非常不容易了,背后包含着无数人的不懈努力。
  所以希望大家对于这些对比宽容一些,也多一点耐心,给中国航天科技一个积淀的时间。航天科技的发展不仅是看国家的态度,也要看民众的态度。因此大家还是要多多了解我国航天发展方面的消息,不要只看眼前的表象。人云亦云是最无趣的,要有自己的观点和坚持,给中国航天更多的信心加持和鼓励吧!

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