本
文
摘
要
朋友你好，我是中国运载火箭技术研究院的研究员，工作十余年来，参与了多个火箭型号的总体设计工作，也见证了许多火箭的点火起飞和任务的圆满成功。最近因北京疫情居家办公，难得休息一段时间，又正值神舟十四号载人
今天，先讲第一课，主题就是《火箭是什么？》。在你的印象里，火箭是什么？也许你会说，这还不简单，不就是发射卫星的那个？或者是把宇航员送到太空的那个？嗯，你说的对，但又不全对。我相信，此时你的脑海里一定浮现除了一幅火箭发射的场景。如果要严格地给火箭下一个定义，还真不容易，你可以百度一下试试，看看具备哪些特点才算得上一枚真正的火箭。
2020年7月，长征五号运载火箭成功将问天一号探测器送入地火转移轨道“火箭”一词其实很早就有了，原始的火箭是用引火物附在弓箭头上，然后射到敌人身上引起焚烧的一种箭。大家都听过三国时期“草船借箭”的故事，诸葛亮利用草船在大雾天假装进攻曹营，成功地向曹操借到了十万支箭，挫败了周瑜的暗算。试想一下，如果曹操的箭上带火，结局是不是就完全不一样了，当然，历史从来就没有如果。
三国时期诸葛亮“草船借箭”十万支后来啊，诸葛亮还真是折在了火箭上，他率军进攻魏国的陈仓时，魏国一位叫做赫昭的守城将军，命令士兵把带着火把的箭，射向了蜀军攻城的云梯，阻止了诸葛亮的进攻，守住了陈仓，这就是“火箭”最早的出处，这个故事记载于《三国志·魏书·明帝纪》。不过当时的火箭的含义就是“带火的箭”，是一种用弓弩射出的、箭头后部绑着燃烧物的武器。
魏将赫昭以火箭守陈仓到了唐代，中国的“四大发明”之一——火药出现了，最初的火药也只是用于节日喜庆活动中。后来人们发现，如果把火药封闭在密封容器内燃烧，就能产生巨大的推力，火药就第一次成为了“推进剂”。到了宋代，有人就把火药桶装在箭杆子上，通过引信点燃火药后，靠喷火产生的反作用力，使箭飞得更远，这种“火箭”就已经具有现代火箭的雏形了，它跟现在火箭发动机的原理本质上是一样的。明朝有个抗倭名将叫戚继光，他就在战场上使用了大量的火箭，射程最远能够达到400多米，对倭寇形成了强大的震慑力，这已经接近具有实战性能的火箭弹了。
明代史书记载的军用火箭“神火飞鸦”那么，现代的火箭是怎么出现的呢？这就得提到三个非常重要的人物，一个是俄国的康斯坦丁•齐奥尔科夫斯基（1857~1935），著名的火箭方程就是以他的名字命名的，也就是齐奥尔科夫斯基公式，他年幼失聪，只上过三年学，却完全靠自学建立了宇宙航行的基本理论。他绘制了第一张现代火箭的草图，并指出实现星际航行必须采用多级火箭，他是现代宇宙航行学的奠基人，被称为“世界航天之父”。
另一个是美国的罗伯特·戈达德（1882~1945），他制造并发射了人类历史上的第一枚液体火箭，虽然只飞行了2.5s，但标志着现代火箭从理论变成了现实，可惜戈达德的研究并没有得到社会的认可，军方也不感兴趣，他的研究工作缺乏所需的资源，这也导致当时美国的火箭研究进展明显滞后于德国，直到去世，戈达德才被认定为现代火箭理论的奠基人之一，美国著名的戈达德航天中心就是以他的名字命名的。
还有一个重要人物是德国的赫尔曼·奥伯特（1894~1989），他本来是学医的，非常迷恋星际航行，转而学习了数学、物理和天文学，可惜他关于火箭设计的博士论文却被海德堡大学认为是荒诞的，但他的著作吸引了一大批火箭研究爱好者，他也被推举为第一个“宇宙航行协会”的名誉会长。世界上第一枚投入实战使用的现代火箭V-2，就是他的学生冯•布劳恩主持研制的，当然他也参与其中。与那两位航天奠基人相比，奥伯特是非常幸运的，他95岁的长寿使他几乎目睹了20世纪人类航天事业发展的全过程，见证了从第一枚火箭升空到载人太空飞行，再到人类踏上月球的每一个重大历史时刻，他被誉为“欧洲火箭之父”。
现代火箭的三位最重要的奠基人：齐奥尔科夫斯基、戈达德和奥伯特那么，现代火箭到底是什么呢？它的原理就是利用发动机喷射产生的反作用力作为动力。那有人说了，喷气式飞机不也是通过喷射产生动力实现飞行吗？可它不是火箭呀？是的，这就要说到航空与航天的区别了，其实就看发动机工作时要不要吸入空气，所以呢，对火箭来说，还有一个条件，就是它自身携带全部推进剂来产生推力，而不需要空气中的氧气，这就是火箭区别于航空器的关键，所以说，火箭既可以在稠密大气层内飞行，也可以在稠密大气层外飞行，成为实现航天飞行的运载工具。
随着技术的发展，现在也出现了组合动力的火箭，也就是航空发动机和火箭发动机组合在一起形成的火箭，这种火箭的性能比较高，技术难度也很大，比如英国正在研发的“云霄塔”项目，就是这一种，它的样子有点像飞机，能够进入太空，所以，只要用到了火箭发动机作为主要动力，就算得上是一枚火箭。
英国正在研发的云霄塔项目大家见的比较多的火箭，一般是圆柱状的，有的还带几个助推器，实际上，火箭的外形也算得上千奇百怪，但确实以细长体为主。我们可以看看下面这张图。
世界各国经典火箭火箭的样子很多，种类也很多。火箭的分类也有很多维度，比如，按推进剂类型可以分为固体火箭、液体火箭和固液混合火箭；按火箭级数可以分为单级火箭、两级火箭、三级火箭等；按火箭的起飞规模可以分为小型火箭、中型火箭、大型火箭和重型火箭；按照能源类型可以分为化学火箭、电火箭、核火箭和光子火箭等，当然，化学火箭还是目前的主流。还可以按照用途分类、按照运载能力分类、按照构型分、按照发射方式分，等等。
好了，关于火箭是什么，今天就介绍到这里了，你还有
下一课，我将给你介绍齐奥尔科夫斯基和他的火箭方程，给你说说设计一枚火箭总体方案的基本逻辑，欢迎你继续关注。
