第1级火箭 动力系统 第2级火箭
第3级火 箭
不采用4级火箭的原因
1.多级火箭采用发动机与1、2级火箭不同，级 数越多，要求的技术越高。
2. 需要解决发动机的高空启动技术。
3. 发射时的故障率以级数成几何增长。
例子：长征3号火箭一共发射12次，其中，第1、 8、11次失败，原因就是第3级火箭的发动机 发动失败及出现故障。
中国火箭发展状况
中国自1956年开始，展开现代火箭的研制工作。 1970年 4月24日长征1号运载火箭诞生，首次发射东方红1号卫星成 功 。 目前，中国长征系列运载火箭已研制成功7个型号。
长征1号
长征二号C型
长征三号A型
长征三号B型 长征三号C型
长征四号B型
现代火箭的特点及用途
早期的火箭主要用于战争
而今人们更注重它的 和平利用。例如发射 卫星、运送空间站等 等。
制导与控制系统 有效负荷
三级火箭的每一级都像一支独 立的火箭。发射时先点燃第一级火 箭，几分钟后这级火箭的燃料烧尽 自动脱落，同时引燃第二级火箭， 第二级火箭燃料烧尽后也脱落，第 三级火箭开始工作，直到把卫星、 飞船等送到预定轨道。 三级火箭像接力赛一样，都是 在前一级的速度基础上再加速。同 时，由于每一级脱落后都能使剩余 部分中有效载荷的质量的比例增加， 火箭结构部分的质量在逐级减小， 仅从这一点来看就比单级火箭优越 得多。
• 汽车使用的燃料是汽油和柴油，它们燃 烧的尾气中的主要污染物有一氧化碳、 未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含 铅化合物和烟尘等。
可吸入颗粒物来源:
• 提问引出：如何提高炉子的效率？ 你认为应该如何有效的利用能源？ 并对相关的环境保护问题提出可行性 建议。
（3）20世纪初，俄国著名科学家齐奥尔 科夫斯基从理论上证明了多级火箭可以 克服地球引力而进入太空，并建立了火 箭运动的基本数学方程，奠定了航天学 的基础。 1942年10月3日，德国首次成功 地发射了人类历史上第一枚弹 道导弹 -V-2 。
（4）第二次世界大战后在导弹的 基础上开始发展运载火箭。
提问：1 kg的煤炭和1 kg的天然气，燃烧 产生的热量一样多么？哪个放出的热量更 多？引出热值的概念，学会查找热值表， 熟悉热值的物 理意义。
• 提问：燃料燃烧时释放出的能量 是否等于按照理论热值计算出来 的热量？为什么？
未燃烧部分 散失热量部分 有效利用部分
• 对比机械效率得出炉子效率：炉 子有效利用的热量与燃料完全燃 烧放出的热量之比。 解释炉子热量损失的来源。
固体火箭推进原理示意图
仪器舱
燃料
燃料室
喷口
氧化剂
泵
液体火箭是如何推进的？
液体火箭的推进剂为液体，燃料和 氧化剂的组合情况很多，如酒精和液态 氧、煤油和液态氧、液态氢和液态氧等。 液体火箭燃烧时间长，便于控制，控制 推进剂的输送，可以使火箭停火、重新 点燃，从而控制火箭的飞行速度，操纵 很方便。液体火箭的燃料不易储藏，成 本很高。它是进行宇宙航行的主要交通 工具。
• 介绍使用燃料对环境的影响。
• 煤燃烧时会排放出二氧化硫（SO2）、二 氧化氮（NO2）等污染物。这些气体溶于 雨水，会形成酸雨。
直 接 燃 煤 及 其 缺 陷
• 酸雨的危害
森林受到酸雨破坏
酸雨对建筑物的破坏
• 酸雨的危害
左图摄于1908年，右图摄 于1968年，雕塑被酸雨腐 蚀得面目全非 乐山大佛遭酸雨腐蚀
火箭发展的历史
（1）火箭起源于中国
三国时代 的“燃烧箭”
（2）中华民族不但发明了火箭，而且还最早应用 了串联（多级）和并联（捆绑）技术以提高火箭的 运载能力。 明代史记 中记载的 “神火飞 鸦”
"火龙出水"
“万户飞天”
相传在14世纪末期，中国有位称 为“万户”的人，两手各持一大风 筝，请他人把自己绑在一把特制的 座椅上，座椅背后装有47支当时最 大的火箭（又称“起火”）。他试 图借助火箭的推力和风筝的气动升 力来实现“升空”的理想。“万户” 的勇敢尝试虽遭失败并献出了生命， 但他仍是世界上第一个想利用火箭 的力量进行飞行的人。今天，为了 纪念这位传奇式的人物，国际上将 月球表面东方海附近的一个环形山 以“万户”命名。
十二、在降至100公里时，返回舱进入再入姿态 调整，约8进入黑障区后，通信中断， 约40公里高度时，出黑障区，通信 恢复。
十四、在返回舱再入大气层后，着陆场地 面雷达站和测量站跟踪捕获目标，测量返 回轨道，预报返回舱着陆点。在约10公里 高度时，返回舱抛撒舱盖，拉出引导伞和 辅助引导伞。
现代火箭的燃料
固体火箭是如何推进的？
固体火箭的推进剂为固体，这种推 进剂又称为“火药”，火药铸成块状， 排放在箭体内，占了大部分空间。固体 火箭结构简单，制作方便，装入火药后 可以长期存放，随时可以点火；点燃后 燃烧时间短，燃烧的激烈程度无法控制， 发射时震动大，因此它不适于发射载人 的飞行器，多用于军事方面。
第十章
能及其转化
第五、六节 火箭 燃料利用 与环境保护
气球内充满了气体 把吹气口松开，气球内的气 体以很快的速度向外喷出。 喷出的气体对气球产生一 个向喷气的反方向的推力， 使气球飞出去。 作用力与反作用力 内能转化为机械能
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喷气式发动机的分类 空气喷气发动机 火箭喷气发动机 区别
古现代火箭发展史
五、助推器分离。 六、火箭一级二级分离，整流罩分离。
七、二级发动机关机，随后船箭分离。
八、飞船入轨。入轨后，飞船捕获地球，建立轨 道运行姿态，展开太阳电池帆板并对太阳定向。
九、飞船按预定轨道环绕地球飞行。
十、轨道舱与返回舱分离。
十一、建立返回制动姿态。飞 船制动进入返回轨道，返回舱 降低至140公里的高度时，推 进舱与返回舱分离。
液体火箭推进原理示意图
燃料 仪器舱
燃料室
喷口
氧化剂
泵
发射过程演示讲解 一、飞船和运载火箭在技术厂房按垂 直组装和垂直测试的一系列程序完成 技术准备工作后，整体垂直运输到脐 带塔，并进行最后的功能检查。
二、一切准备就绪后，火箭一 级发动机及4个助推器同时点 火 。 三、火箭升空，开始程序转弯。 四、火箭继续飞行，抛掉逃逸塔。