2023學(xué)年完整公開課版《火箭》

火箭火箭使用的是噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。它的燃料在燃燒室內(nèi)燃燒后產(chǎn)生高溫、高壓的氣體，這種氣體從尾部以極高的速度噴出，同時(shí)產(chǎn)生很大的反作用力推動(dòng)機(jī)身向前運(yùn)動(dòng)。由于它不需要像活塞、曲軸那樣的傳動(dòng)裝置，從而減少了能量的損失，大大的提高了機(jī)身的飛行速度。一、火箭的原理新知探究噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)分為空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。前者只攜帶燃料，它需要利用外界空氣來助燃，飛行高度受一定限制。后者本身帶有燃料和氧化劑，不需要依靠外界空氣來助燃，因此，飛行高度不受限制。二、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的分類新知探究現(xiàn)代的火箭使用的燃料多為液體燃料。液體燃料火箭主要由燃料箱、氧化劑箱、輸送裝置、燃燒室和尾部噴口組成。三、液體燃料火箭新知探究輸送系統(tǒng)按時(shí)按量地把燃料和氧化劑輸送到燃燒室中，最初用電火花點(diǎn)燃，產(chǎn)生高溫、高壓氣體，隨后進(jìn)入燃燒室內(nèi)的燃料和氧化劑，由于燃燒室內(nèi)的溫度已高，從而可以自行燃燒。燃燒產(chǎn)生的氣體已很大的速度從噴口噴出，同時(shí)對(duì)火箭產(chǎn)生很大的反沖推力，使火箭前進(jìn)。三、液體燃料火箭新知探究現(xiàn)代火箭的特點(diǎn)是功率巨大，不僅可以在高空飛行，而且可以飛出大氣層。多級(jí)火箭可以作為星際航運(yùn)的運(yùn)載工具。四、現(xiàn)代火箭的特點(diǎn)新知探究

三級(jí)火箭的每一級(jí)都像一支獨(dú)立的火箭。發(fā)射時(shí)先點(diǎn)燃第一級(jí)火箭，幾分鐘后這級(jí)火箭的燃料燃燒殆盡后自動(dòng)脫落，同時(shí)引燃第二級(jí)火箭，第二級(jí)火箭燃料燃盡后也脫落，第三級(jí)火箭開始工作，直到把衛(wèi)星、飛船等送到預(yù)定軌道。三級(jí)火箭像接力賽一樣，都是在前一級(jí)火箭加速的基礎(chǔ)上繼續(xù)加速。同時(shí)，由于每一級(jí)脫落后都能使剩余部分中有效負(fù)荷質(zhì)量的比例增加，火箭結(jié)構(gòu)部分的質(zhì)量在逐級(jí)減小，僅從這一點(diǎn)來看就比單級(jí)火箭優(yōu)越得多。為什么采用三級(jí)火箭不采用4級(jí)火箭的原因1.多級(jí)火箭采用的發(fā)動(dòng)機(jī)與1，2級(jí)火箭不同，級(jí)數(shù)越多，要求的技術(shù)越高。2.需要解決發(fā)動(dòng)機(jī)的高空啟動(dòng)技術(shù)。3.發(fā)射時(shí)的故障率隨火箭級(jí)數(shù)的增多而增長。例子：長征3號(hào)火箭一共發(fā)射12次，曾經(jīng)出現(xiàn)發(fā)射失敗的情況，其原因就是第3級(jí)火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)失敗或出現(xiàn)故障。一、飛船和運(yùn)載火箭在技術(shù)廠房按垂直組裝和垂直測(cè)試的一系列程序完成技術(shù)準(zhǔn)備工作后，整體垂直運(yùn)輸?shù)侥殠⑦M(jìn)行最后的功能檢查。發(fā)射過程演示講解二、一切準(zhǔn)備就緒后，火箭一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)及4個(gè)助推器同時(shí)點(diǎn)火。四、火箭繼續(xù)飛行，拋掉逃逸塔。三、火箭升空，開始程序轉(zhuǎn)彎。五、助推器分離。六、火箭一級(jí)二級(jí)分離，整流罩分離。七、二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)，隨后船箭分離。

八、飛船入軌。入軌后，飛船捕獲地球，建立軌道運(yùn)行姿態(tài)，展開太陽電池帆板并對(duì)太陽定向。九、飛船按預(yù)定軌道環(huán)繞地球飛行。

十、軌道艙與返回艙分離。十一、建立返回制動(dòng)姿態(tài)。飛船制動(dòng)進(jìn)入返回軌道，返回艙降低至140km的高度時(shí)，推進(jìn)艙與返回艙分離。十二、在降至100km時(shí)，返回艙進(jìn)入再入姿態(tài)調(diào)整，約80km時(shí)，返回艙再入稠密大氣層。十四、在返回艙再入大氣層后，著陸場地面雷達(dá)站和測(cè)量站跟蹤捕獲目標(biāo)，測(cè)量返回軌道，預(yù)報(bào)返回艙著陸點(diǎn)。在約10km高度時(shí)，返回艙拋撒艙蓋，拉出引導(dǎo)傘和輔助引導(dǎo)傘。十三、進(jìn)入黑障區(qū)后，通信中斷，約40km高度時(shí)，離開黑障區(qū)，通信恢復(fù)。長征號(hào)火箭

長征一號(hào)是為發(fā)射我國第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅一號(hào)而研制的三級(jí)運(yùn)載火箭。它的一、二級(jí)火箭采用當(dāng)時(shí)的成熟技術(shù)，并為發(fā)射衛(wèi)星做了適應(yīng)性修改，第三級(jí)是新研制的以固體燃料為推進(jìn)劑的上面級(jí)。1967年11月，決定由中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院負(fù)責(zé)研制。1968年初，完成了火箭的總體設(shè)計(jì)，之后又用了兩年左右的時(shí)間完成了各種大型的地面試驗(yàn)。1970年4月24日，長征一號(hào)火箭首次發(fā)射，將中國第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅一號(hào)順利送入軌道，發(fā)射獲得圓滿成功。1971年3月3日，長征一號(hào)火箭第二次發(fā)射，把實(shí)踐一號(hào)科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星準(zhǔn)確送入軌道，又一次取得圓滿成功。相對(duì)于70度傾角、440公里高的圓軌道，長征一號(hào)火箭的運(yùn)載能力為300公斤，此火箭共進(jìn)行了兩次發(fā)射，均獲得成功。長征一號(hào)的研制成功，揭開了我國航天活動(dòng)的序幕長征二號(hào)在長征一號(hào)成功飛行之后，中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院又成功研制了我國的第一個(gè)大型液體運(yùn)載火箭長征二號(hào)。長征二號(hào)火箭共兩級(jí)，推進(jìn)劑采用四氧化二氮/偏二甲肼，低軌道的運(yùn)載能力為1800公斤。1974年11月5日，長征二號(hào)火箭首次發(fā)射。但由于一根控制信號(hào)導(dǎo)線折斷，火箭在起飛20秒以后姿態(tài)失穩(wěn)，火箭自毀。一年以后，長征二號(hào)火箭第二次發(fā)射，火箭工作正常，衛(wèi)星準(zhǔn)確入，發(fā)射取得圓滿成功。這也是我國發(fā)射的第一顆返回式衛(wèi)星。后來，在1976年12月7日以及1978年1月26日，長征二號(hào)火箭又進(jìn)行了兩次發(fā)射，均獲得成功。長征二號(hào)共進(jìn)行了4次發(fā)射，除了第一次發(fā)射失敗以外，其余3次均獲得圓滿成功。長征二號(hào)的成功，使我國成為世界上繼美國和前蘇聯(lián)之后第三個(gè)掌握衛(wèi)星返回技術(shù)和航天遙感技術(shù)的國家。長征三號(hào)長征三號(hào)是在長征二號(hào)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的三級(jí)火箭，可以把1600公斤的有效載荷直接送入地球同步轉(zhuǎn)移軌道。長征三號(hào)充分繼承了已有長征火箭的成熟技術(shù)，它的一、二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)采用長征二號(hào)丙的一、二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，三級(jí)則采用世界上最先進(jìn)的液氫/液氧發(fā)動(dòng)機(jī)。長征三號(hào)是我國首次使用液氫/液氧發(fā)動(dòng)機(jī)的火箭。為了解決液氫/液氧發(fā)動(dòng)機(jī)的高空二次啟動(dòng)等技術(shù)難題，負(fù)責(zé)火箭設(shè)計(jì)的中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院在正式發(fā)射前進(jìn)行了。

作為發(fā)射地球同步軌道衛(wèi)星的備份方案火箭，上海航天局自1979年起用了10年的時(shí)間研制成功了長征四號(hào)火箭。