航天技术导论第一章【荐】.pdf

第一章 绪 论 1.1 航天技术的发展史 1.1.1 航天技术是现代科学技术中最重要的高新技术之一 在人类与大自然斗争的漫长历程中，早就产生翱翔天空，遨游宇宙的理想。我国西 汉的《淮南子览冥训》和晋朝的《搜神记》就记述了“嫦娥奔月”的神话传说，《西游 记》中神仙们腾云驾雾，孙悟空一个筋斗十万八千里，阿拉伯神话《天方夜谭》中随心 所欲的“飞毯”等。这些古老的神话和传说，反映了人类征服和利用太空的愿望，在人 类漫长的历史探索中，激发了创造飞行器的兴趣，经历了一段相当艰难曲折的过程，逐 步迎来了近代和现代航空航天事业的发展。 现代的航天技术通常指探索、开发和利用太空以及地球以外天体的综合性工程技 术。它是将航天学的理论应用于航天器和运载器的研究、设计、制造、试验、发射、飞 行、控制和管理等工程实践的一门综合性技术。它涉及到数、理、化、天、地、生和力 学等各门基础学科和包括喷气推进技术、控制技术、能源技术、通信技术、光电子技 术、微电子技术、计算机技术、设计和制造技术、材料技术、测试和试验技术、遥测与 遥控技术、环境控制技术、信息处理技术、生命保障技术等等几乎现代工程技术的各个 领域。它在应用方面更是涉及到国防军事、地质勘探、天文气象、大地测量、广播通 讯、防灾抗灾、导航定位、环境监测、农林开发等诸多国民经济的重要领域。航天技术 集诸多学科领域之大成，它的发展又反过来促进各学科领域的向前发展。 当前，以微电子技术、信息技术、生物工程、航天技术、核能技术、海洋工程、激 光技术、新材料等为主要标志的高新技术革命正席卷全球。航天技术是高新技术群中一 个十分重要的领域。上面已经提到，航天技术是在现代各项科学技术领域的基础上发展 起来的，它与高新技术群中的其它各领域关系密切，它的需求推动了各高新技术领域的 发展，并带动传统技术的发展。而航天技术的发展和应用，反过来又为各高新技术领域 的发展提供了新的思路和手段，加速了工业、农业、科学技术和国防现代化的发展。显 然，航天技术成为高新技术发展中最重要的环节是顺理成章的，并且在世界各主要国家 的发展进程和发展规划中已得到充分的体现。而且，航天技术的发展与国家安全、政 治、科技、社会和经济的发展有着十分紧密的联系，是综合国力的重要标志之一，就提 高国家、民族的国际地位，国家安全和军事威慑力量而言，其作用是任何其它技术和产 1 品不可代替的。 我国作为发展中的国家，发展航天技术是为了和平利用空间，促进经济建设和科学 文化事业的发展和繁荣，进一步提高人民的物质文化生活水平，同时也为国防现代化服 务，为维护世界和平，造福人类作出应有的贡献。放眼世界，我国航天事业的发展任重 而道远，愿立志献身于航天事业的青年朋友们，足借前人之鉴，前仆后继，共同努力， 再绘振我中华，兴我航天之事业的绚丽彩图。青年朋友们，希望寄托在你们身上。 1.1.2 古代中国是火箭的故乡 火箭技术是航天技术的基础，而中国是最早发明火箭的国家。“火箭”一词最早出 现在三国时期（公元 220～265 年），不过当时的“火箭”只是箭杆前端绑有易燃物，点 燃后由弓弩射出的普通箭，不是真正意义上靠喷气推进的火箭。随着火药的出现，火药 代替了易燃物，“火箭”迅速应用于军事和娱乐活动中，唐末宋初（公元 10 世纪），就 有火药用于火箭的文字记载。北宋军官冯继升、岳义方、唐福等曾向朝庭献过火箭和火 箭法。曾公亮（公元 998～1078 年）等在《武经总要》中记载了火药箭的说明和图。这 些“火箭”仍然由弓弩射出。 真正靠火药燃烧产生气体喷气推进的火箭雏型是出现于南宋孝宗年间（公元 1163～1189 年）的炮仗和烟火。当时有利用火药爆炸作用工作的“高升”或“二踢 脚”，利用火药一次爆炸的反作用推力升空，然后再引爆另一部分炸药发出声响。同时 代出现的“地老鼠”、“走线流星”和“起火”，都是利用火药缓慢燃烧产生反作用力 向前推进的。其中的“起火”，南宋时叫“流星”，是在一根细竹竿上捆一药筒，点燃 时能一飞冲天，战时可用作信号，平时时庆祝喜庆的一种烟火。“起火”的前端加一个 箭头，尾端装上箭羽，便成了真正意义上靠喷气推进的火箭。这种火箭，在明代茅元仪 编著的《武备志》中有刊载（见图 1-1）。 这种原始火箭虽然没有现代火箭那样复杂， 但已经具备战斗部（箭头