項穎
相傳明代有位工匠名叫萬戶,他因手藝超群、技術精湛而被大將軍納入麾下,專門負責軍事武器的研發(fā)和改造。
當時正值火藥在軍事應用上的成熟期,各種新式武器,如著名的筒式火箭、“一窩蜂”等層出不窮。技有所長的萬戶進入軍營從事武器制作,如魚得水,前途一片光明??上Ш镁安婚L,一直賞識萬戶才能的大將軍遭人陷害,被革職入獄,囚禁在了一個三面環(huán)山的峽谷里。
正在大家一籌莫展之際,萬戶想出了一個計策來營救大將軍。他決定利用自己的智慧和才能制造一只“飛鳥”,這只“飛鳥”能夠載人自由出入峽谷。經(jīng)過一段時間的準備和制作,萬戶的“飛鳥”終于完工了。
萬戶及他的手下選擇了一個好日子將“飛鳥”拉至山頂。這只“飛鳥”由一個后方裝置了47支大火箭的座椅改造而成,萬戶自己手持兩只大風箏端坐在椅子中間。
一切準備妥當,萬戶讓手下點燃了座椅后方的火箭。按照計劃,“飛鳥”應該能載著萬戶順利飛入峽谷中。只見點燃后的“飛鳥”瞬時騰空而起,快速向空中沖去,幾分鐘后趨于平緩……正當大家為萬戶的成功歡呼雀躍之際,突然遠處火光一閃,“飛鳥”在空中化為一個火球,悲劇發(fā)生了……
萬戶的“飛鳥”營救計劃失敗了,甚至還搭上了自己寶貴的生命,但是,他的借助火箭推力升空的創(chuàng)想為現(xiàn)代火箭的發(fā)明提供了寶貴的思路和經(jīng)驗。
20世紀70年代,國際天文聯(lián)合會把月球上一座環(huán)形山命名為“萬戶山”,以此來紀念“第一個試圖利用火箭飛行的人”。
說起地球上速度最快、跑得最遠的現(xiàn)代運載工具,非火箭莫屬了!
火箭是目前唯一能使物體達到宇宙速度,克服或擺脫地球引力,進入宇宙空間的運載工具。各種太空探測器、太空望遠鏡、人造衛(wèi)星等都是通過火箭發(fā)射進入太空的。
火箭的升空原理主要是依據(jù)牛頓第三定律,即物體之間的作用力總是相互的,作用力與反作用力大小相等、方向相反,且在同一條直線上。火箭內(nèi)置了大量的燃料和氧化劑,當它們進行混合燃燒時,就會產(chǎn)生大量的高壓氣體,火箭利用這些高壓氣體噴出后產(chǎn)生的反作用力飛起來。這就是火箭升空的奧秘!
中國科學技術館的火箭模型
三國時期,古人在箭桿上綁柴草、棉布,澆上油,并利用弓箭發(fā)射出去。
宋代,火箭以火藥代替原始的燃燒物,成為最早的火箭雛形。
明代,萬戶做火箭升空實驗,成為現(xiàn)代載人火箭的先驅者。
神舟九號飛船運載火箭
利用火箭發(fā)射的“神舟”系列飛船是我國白行研制并具有自主知識產(chǎn)權的載人飛船。2003年10月,神舟五號飛船成功地將宇航員楊利偉送入太空,使我國成為繼蘇聯(lián)和美國之后的第三個有能力獨自將人送入太空的國家。2012年6月,搭載了景海鵬、劉旺、劉洋三名宇航員的神舟九號飛船的成功發(fā)射,更是實現(xiàn)了中國首次載人空間交會對接,為中國載人航天技術揭開了歷史性的一頁,中國從此邁入世界載人航天技術大國的行列。2016年10月,神舟十一號發(fā)射,隨后與天宮二號對接形成組合體,在軌飛行期間,完成了一系列空間科學實驗和技術試驗。2019年1月,嫦娥四號探測器成功在月球背面軟著陸,中國成為目前唯一一個登陸月球背面的國家。
2019年10月11日,中國火星探測器首次公開亮相。我國將于2020年發(fā)射火星探測器,并計劃在2021年之前降落火星。此外,中國還計劃完成“環(huán)繞”“著陸”“巡視”火星這三大任務。
人類的“飛天夢”永無止境,我們還希望飛得更高更遠!至于未來飛向宇宙更深處的載人飛行器是什么樣,也可以由你們來設計制造喲!
準備材料:
薄荷糖10顆(建議用“曼妥思”薄荷糖,噴射效果更好)
直徑為1厘米左右的空心筆管
瓶裝可樂(500毫升塑料瓶裝).
制作步驟:
1將可樂瓶蓋鉆一個直徑1厘米左右的小孔。
2將筆管穿過帶孔的瓶蓋。
3將薄荷糖全部放入可樂瓶中,擰緊帶筆管的可樂瓶蓋,手握筆管將可樂瓶倒置。不一會兒,你會發(fā)現(xiàn)“沸騰”的液體從可樂瓶蓋中噴涌而出,最終可樂瓶像火箭般騰空而起。注意此實驗一定要在教師或家長配合下進行,萬萬不可獨自操作喲!
科學原理:薄荷糖和可樂發(fā)生化學反應使得瓶內(nèi)氣壓升高,瓶內(nèi)外氣壓差使得液體通過瓶口小孔流向瓶外,從而產(chǎn)生一個作用力。根據(jù)牛頓第三定律作用力與反作用力在同一直線上大小相等、方向相反的原理,這個力的反作用力推動可樂瓶向上發(fā)射。
可樂瓶發(fā)射的高度主要與液體多少、瓶口大小以及化學反應程度這些因素有關系。