热气球原理(热气球上升的简单原理空)

从人类发明火器的那一刻起，就一直在探索Tai 空。

今天，我们发明了火箭，帮助人类进入Tai 空，就连38万公里外的月球也变得“触手可及”。目前，几大航运空国家已经掌握了成熟的火箭运载技术。这个东西挺复杂的，毕竟是个花钱的技术活。但简单来说就是这么回事——就是利用发动机强大的推力把火箭送进Tai 空！

发射火箭

可能每个人都有问题。我们或多或少对火箭发动机有所了解，那么为什么火箭可以垂直发射而不会掉下来呢？所以今天就来说说火箭的稳定控制装置吧！其实跟我们小时候的一个玩具有关。有答案的朋友可以先在评论区输入，看看你猜的对不对。

提到火箭，就不得不说说它的发展历史。早在17世纪，牛顿就提出了离开地球的理论方法:地球是一个引力很强的球体。物体只要达到宇宙第一速度，就能克服地球引力，绕地球飞行。宇宙第一速度是每秒7.9公里。当物体的速度超过宇宙第一速度时，就可以脱离地球引力，飞向Tai 空！

但当时技术手段有限。别说达到第一宇宙速度，就是超音速也没达到，所以人类连飞行都没实现。直到1783年，蒙塔古兄弟发明了载人热气球。

载人热气球

这是人类首次长时间出地面，热气球的极限高度在1862年升至9144米。但是这个高度和飞得太远空还是有差距的，而且从热气球的原理来说，它是没有办法脱离大气层的。甚至后来，即使飞得再快的飞机，不离开大气层也无法移动，因为飞机和热气球都需要/[/k0/。

1920年，美国教授罗伯特·戈达德发表论文，声称多级火箭可以上升到200英里的高度，更大的火箭甚至可以到达月球，但他遭到了媒体的嘲笑。直到1926年，世界上第一枚火箭试验成功。虽然这枚液体火箭只飞了2.5秒，高度只有41英尺，但它成功地打开了液体火箭技术的大门，开辟了人类航天史上的新纪元，是人类探索Tai 空的重要一步。

1957年10月4日，苏联人第一次把人造卫星送到了Tai 空。运载火箭由洲际导弹改造而成。不得不说，当时苏联的实力真的很强，也印证了火箭之父戈达德的正确。

苏联的第一颗人造卫星

从上世纪60年代开始，美苏开始冷战，对抗方式从武器装备比拼变成了泰空争霸。这一时期火箭技术发展迅速。一是苏联人尤里·加加里第一次入泰空，打败了美国。然后到了60年代末，随着美国阿波罗11号的完成，人类首次成功登月，Tai 空竞赛达到了顶峰。在这一点上，人类的火箭技术可以说是相当成熟了。

关键技术是火箭发动机，这是一种利用冲量原理，自带推进剂，不依赖外部空气体的喷气发动机。发动机的相关技术和发展历史复杂曲折，有机会给大家详细讲解一下。我们回到原来的问题，为什么火箭可以垂直发射，而不是掉下来？这个比较简单，但是要分两部分来回答。第一，必须垂直发射。如果是斜着发射，就需要一个滑行轨道，和飞机起飞的时候差不多。

长征五号乙运载火箭

因为火箭体积巨大，会占用发射场，火箭滑动时会受到影响。火箭在发射和垂直发射时的轨道精度没有那么多，只要发动机功率大就行。那么火箭是如何在起飞后保持平衡不倾覆的呢？

其实火箭的平衡控制原理和我们小时候玩的陀螺有关。火箭的姿态控制器有一个陀螺仪。为发动机火箭上升空提供推进力。大气高速运动时，遇到任何水平气流和阻力都会产生极小的倾斜。在高速推进的过程中，会产生角速度，此时火箭会倒向一侧。

你在生活中见过这种状态。你拿一个完全充气的气球，然后突然放开它。气球在空房间里乱窜，就像一个方向失控的火箭。为了解决这个问题，研究人员为火箭设计了多个可旋转的发动机喷管，可以提供不同方向的推力，使推力方向锁定在火箭的质心上。当火箭受到外力倾斜时，姿态控制器会调整发动机的喷口，保证火箭垂直发射。

俄罗斯液体火箭发动机

姿态控制器如何知道火箭的运行状态？秘密就在这个陀螺仪里。大家小时候都玩过陀螺。当它高速旋转时，能保持与地面垂直，平稳移动。科学家利用这一特性解决了火箭姿态控制的难题。首先，在火箭控制舱内安装一个电动陀螺仪。当火箭倾倒时，陀螺仪的旋转轴方向会一直保持不变，而陀螺仪底部的底座会产生一定的角度。传感器会把这个变化的角度转换成不同的电位差，然后计算机会控制发动机保持火箭稳定飞行。

虽然中国航天事业起步较晚，但通过几代人的不断努力，中国航天技术已经和国外一样先进。此外，为了提高火箭运行的精度，中国的火箭姿态控制器中安装了北斗导航器、星敏感器和加速度计，以校正和锁定火箭的飞行轨迹。

就当今世界发展格局而言，探索宇宙是人类的新未来，更关乎国家利益和国防。所以航空空航天技术很重要。让我们为它点个赞，为科学家加油！