1926年3月16日,现代火箭研制的先驱者、美国科学家罗伯特·戈达德在马萨诸塞州奥本的一片冰雪覆盖的草原上成功发射了世界上第一枚使用液体燃料的火箭,开始了航天飞行和人类飞向其他行星的时代。
梦想的萌芽
罗伯特·戈达德,作为现代火箭研制的先驱者,自小心中始终怀揣着一个伟大的梦想——将人类送入太空。在那个时代,火箭技术还处于萌芽阶段,大多数人对于太空旅行的概念仍然停留在幻想之中。然而,戈达德却坚信,通过科学的力量,人类完全有可能突破地球的束缚,飞向浩瀚的宇宙。
为了实现这一梦想,戈达德付出了巨大的努力。他自学了物理学、化学和工程学等多门学科,不断钻研火箭技术的原理和可能性。在克拉克大学攻读物理学博士学位期间,他更是将全部精力投入到了火箭技术的研究之中。
1925年12月,戈达德在克拉克大学的物理大楼内测试了一枚液体燃料火箭,虽然这次测试只是将火箭固定在一个静态机架上,但火箭“运行良好,并能举起自身重量”的结果,无疑为戈达德接下来的研究注入了强大的信心。
尽管戈达德的研究在当时备受质疑和嘲笑,但他从未放弃过自己的梦想。他知道,要真正实现太空旅行,就必须让火箭具备足够的推力和续航能力。而液体燃料,由于其高能量密度和可调节性,成为了戈达德眼中理想的火箭燃料。
然而,将液体燃料应用于火箭并非易事。液体燃料的储存、输送和燃烧都需要极高的技术要求和精密的设计。戈达德在无数次的失败和挫折中,不断总结经验,改进设计。他利用业余时间,在自己位于奥本的艾菲姨妈农场里搭建了一个简陋的实验室和发射场,开始了艰苦卓绝的研究工作。
第一枚液体燃料火箭升空
在1926年3月16日这一天,戈达德迎来了他人生中最激动人心的时刻。在奥本的一片草原上,他亲手发射了人类历史上第一枚以液体燃料为燃料的火箭。这枚火箭高约3.4米,由细管构成,以液氧和汽油为燃料。在发射前的紧张准备中,戈达德的妻子埃丝特还特意拍摄了他和火箭在发射架内的照片,留下了这一珍贵的历史瞬间。
随着发射指令的下达,火箭底部喷射出熊熊的火焰,伴随着巨大的轰鸣声,火箭迅速升空。它以大约每小时60英里的速度飞行了约2.5秒,达到了41英尺的高度,并在184英尺外着陆。
虽然这次飞行的距离和时间都非常有限,但它却标志着人类历史上第一次成功地将液体燃料火箭送入空中,为后续的火箭技术发展奠定了坚实的基础。
液体火箭发动机的优势
与固体火箭发动机相比,液体火箭发动机具有推力大、效率高、可重复使用性和可控性好等优点。然而,其设计和制造也面临着极高的技术挑战和成本投入。
液体火箭发动机通常由涡轮泵、燃气发生器(或预燃室)、点火系统、各种阀门、调节器、管路、冷却系统和控制系统等部件组成。其中,涡轮泵是液体火箭发动机的心脏,它负责将燃料和氧化剂加压输送到燃烧室中;燃气发生器则用于产生高温高压燃气,为涡轮泵提供动力。
在火箭飞行过程中,液体火箭发动机需要承受极高的温度和压力,同时还要保证燃料的稳定供应和燃烧效率。因此,其设计和制造需要高度的技术和工程能力,以及大量的资金和技术投入。尽管如此,液体火箭发动机仍然是目前实现宇宙飞行的唯一动力装置之一。
参考来源:中新网、科普中国、中国国家天文