探索现代火箭的渊源

　　探索现代火箭的渊源

　　从古代人类翱翔天宇的梦想和尝试到如今载人飞船和航天飞机空间旅行的实现，历史的车轮已经前进了几千年。纵观人类的飞天历史，不难发现我们的祖先为今日飞天梦想的实现作出了卓越的贡献。

　　据《三国志》记载，火箭一词最早出现在魏明帝太和二年，魏国司空诸葛诞“临高以发石车，火箭逆烧，破其攻具。”当时的火箭是将引火物绑在箭杆上射出去纵火，并非今天意义上的靠作用与反作用原理工作的火箭，因此实际上应该叫做纵火箭。到唐朝发明火药以后，才陆续出现了利用火药喷射推动的火箭。

　　完全依靠火药喷射的反作用力前进的火箭最早出现在南宋。人们最开始只是利用火药制成了地老鼠、走线流星、起火等烟花或娱乐玩具，随后便发现利用火药反作用力发射带炸药的火箭不但射得远，而且杀伤力大。据历史记载，公元1161年，南宋将领虞允文在著名的采石战役中，使用霹雳炮打败了金兵，这种霹雳炮就是利用火药发射到敌军中，然后引燃爆炸，杀伤敌军，有点类似现代的火箭弹。

　　到了明代，古代火箭的技术发展得更为完备。明洪武年间，兵仗局制造了一种称作火箭的兵器，曾用于1399年燕王朱棣争夺皇位的“靖难”战争；而明代的另一种武器“神火飞鸦”则是利用火箭推进的爆炸性火器，它是用竹蔑编成的小篓，外形如乌鸦，内装火药，乌鸦的下面装四只起飞用的火箭，背上钻有安装引信的孔，并将引信连在火箭上。此外还有诸如“火龙出水”、“长蛇破敌箭”等，明人茅元仪所编著的《武备志》中详细记载了当时各种火箭的功用和原理图，其中包括抗倭名将戚继光所使用的飞刀箭、飞枪箭等。所有的这些成就与探索中最值得一提的是明朝初年，有一位名叫万户(也叫万虎)的人，曾让人将47只火箭和自己一起绑在椅子上，两手各拿一只大风筝，试图借助火箭的推力和风筝的升力飞行，虽然试验以失败而告终，但他可以称得上是人类航天史上第一个用火箭作动力飞行的人。为表彰这位先驱者的勇敢探索，国际天文联合会将月球上一环形山命名为“万户”山。

　　13世纪时，一代天骄成吉思汗崛起，蒙古人的铁蹄硬弓横扫欧亚两洲，黑色火药的秘方也随着元军的西征和贸易往来经由印度和阿拉伯国家传入了欧洲，并得到了广泛的应用和迅猛的发展，把中国古老的火箭技术提高到了一个新的水平。在欧洲众多的火箭先驱者中，英国的威廉．康格里夫(WilliamCongreve1772－1828)较为著名，康格里夫1793年毕业于剑桥大学，是学文的，由于受其父经管英国皇家兵工厂的影响，他对兵工机械怀有浓厚兴趣，因此后来弃文习武，进入这家兵工厂，在英国士兵从印度带回的火箭资料的基础上，开始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作出的贡献，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，所有的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。

　　说到现代火箭，就不能不提到俄国科学家康斯坦丁．齐奥尔科夫斯基，被举世公认的真正开拓宇宙航行理论的先驱者。正是他奠定了火箭在太空中飞行的理论基础，提出了利用火箭进行星际航行和发射人造地球卫星的可能性，并且建立了火箭结构特点与飞行速度之间的关系式，即著名的齐奥尔科夫斯基公式。他关于宇宙航行的思想有一段十分精辟的名言：“地球是人类的摇篮，但是人不能永远生活在摇篮里。”齐奥尔科夫斯基出生在1857年。齐奥尔科夫斯基把他的全部业余时间放在了宇宙航行理论的研究上。他发表过一篇题为《外层空间》的论文，首次提出宇宙飞船利用喷气运动的原理，并且画出了第一张设想的宇宙飞船工作图。1898年，齐奥尔科夫斯基完成了他的有关火箭研究的划时代巨著《利用喷气工具研究宇宙空间》。这部著作的问世标志着火箭飞行技术的真正开端，为后来火箭技术的发展奠定了坚实的理论基础。虽然齐奥尔科夫斯基一生中并没有亲手设计出实用的火箭，但他的许多研究成果却大大加快了人类飞向太空的历程。鉴于他的杰出贡献，齐奥尔科夫斯基被后人誉为苏联“航天之父”。

　　1903年苏俄液体火箭的始祖希考夫斯基（KonstantionE.Ziolkovsky）发表了《宇宙火箭》一书，为最早的阐述关于液体火箭制造的书籍。但他只是一位理论家，而最早研究液体火箭的则是美国人哥达德博士。

　　世界第一枚火箭是以液氧和汽油作推进剂，於1926年3月16日在麻省奧邦城发射；虽然只飞了四十一英呎高，却是人类开始二十三万八千里月球飞行之首步。在哥氏研究的同时，德、奧、法人也纷纷对火箭进行研究，二次大战期间，德国设计的V-2火箭，其中有若干机械原理是取自于哥氏火箭。哥氏於1926年后又于1932年发射其改进型火箭，火箭上升到2000英尺。

　　虽然俄国和美国的火箭技术起步最早，然而，世界上第一枚实用火箭的诞生地既不是俄国，也不是美国，而是德国。在哥达德致力于液体火箭研究的同时，罗马尼亚出生的德国科学家赫尔曼•奥伯特(HermannObert)在火箭研究领域也取得突破性进展。欧洲火箭之父奧伯特是当时唯一可以与哥氏相比拟的专家。他在1923年发表《星空火箭》一书，1925年又发表《星空航行之路》，更为重要的是在他的影响下德国掀起了一股火箭热，而且奥伯特还把一批热心于火箭和宇航研究的年轻人吸引在自己周围，建立了世界上第一个日尔曼太空旅行学会组织，这是划时代的太空航空工程人才大聚会。在这个协会中出了许多年轻的火箭专家，其中最为著名的是冯•布劳恩，这位当年18岁的年青人后来成为了直接负责第一次将人类送上月球的火箭工程师。

　　1932年，年仅20岁的冯•布劳恩受聘于德国陆军军械部，随后他便邀请了里德尔、鲁道夫等一批火箭专家组织起库麦斯多夫液体火箭小组，开始实施一个在库麦斯多夫试验场研制A系列火箭的计划。在不到两年的时间，1934年，冯•布劳恩主持研制的两枚A－2火箭便在波尔库姆岛试验成功。1937年，他所领导的火箭小组转到了佩内明德基地，并且先后研制出了A－3、A－4和A－5火箭。然而，由于战争的需要，德国政府下令将A－4火箭改装成为战争工具，这便是著名的V－2导弹——人类历史上的第一枚导弹。二战以后，航天科技得到了迅猛的发展，至此人类进入太空的日子已经不远了。V－2导弹就是现代火箭的雏形。