固体火箭与液体火箭 不少人对“固体火箭”和“液体火箭”这两个词感到难以理解。实际上,固体 火箭就是采用固体发动机的火箭,而占固体发动机重量约 90 %的是固体推进剂 (固体燃料)。固体火箭发动机是用固体推进剂浇铸而成的,原始火箭的火药筒就 是一种固体火箭发动机。 不过,我们这里所说的固体燃料并不是普通的燃烧材料,而是燃烧后体积能急 剧膨胀的燃料,比如火药,特别是黑火药,就是一种比较典型的固体燃料。 尽管全球闻名的大科学家诺贝尔早在1864年就研制成功了无烟火药,但直到1900 年,惟一可用的固体推进剂仍是黑火药。1932年,无烟火药固体推进剂终于研制成 功。1944年,美国人又研制成功了由 75 %的过氯酸钾和 25 %的沥青混合而成的 世界上第一个可浇铸的复合固体推进剂。1944年,聚硫复合固体推进剂又研制成功, 从而为近代高能固体推进剂的发展开辟了广阔的前景。 本世纪初,在俄国一个偏僻的角落里,一位被人们称为“怪人”的中学教师提 出了一个在当时令人难以置信的预言:“地球是人类理想的摇篮,但人类不可能永 远生活在摇篮里。”他认为人类应该走向太空,走向宇宙。这个中学教师名叫齐奥 尔科夫斯基。他认为,人类要走向宇宙,只有运用火箭这一交通工具。他在那部著 名的科学著作《利用喷气工具探测宇宙空间》中指出,利用当时能够研制出来的固 体燃料火箭是不能满足宇宙旅行的推力要求的,因为它的推力太小了。他认为,作 为星际航行的火箭,必须是一种大推力的多级液体火箭。他预言使用液体氮或液体 氢,到公元2017年有可能造出宇宙火箭列车。齐奥尔科夫斯基在他这部惊世的著作 中建立了火箭运动的基本数学方程,并勾画出液体火箭发动机的草图。他得出了自 己的结论:火箭若能越来越轻,便能越飞越快;火箭还可以一枚一枚地“串联”起 来,当下一级的火箭燃料用尽后便可自行脱落,而上一级火箭则获得了新的速度。 他甚至还天才地指出:若干枚火箭也可以“并联”集成一束。 然而,由于齐奥尔科夫斯基的研究成果太深奥,当时的人们没有能力判断这些 火箭构想的科学价值及其真伪,所以,这部著作写成后,相当长的一段时间内难以 出版,直到美国莱特兄弟试飞飞机的那一年(1903年)才得以在莫斯科的《科学评 论》杂志上发表。 稍晚,美国人哥达德博士将航天理论与火箭技术结合在一起,提出了用液体火 箭把载荷送到月球的可能方案。哥达德从1920年开始研究液体火箭。1926年3 月16 日,他研制的世界上第一枚液体火箭试飞成功,该火箭长3 .04米,飞行2 .5 秒, 升高达12米,水平行程56米。在此基础上,哥达德不断对液体火箭进行改进设计。 1931年,当自动化技术日渐成熟时,哥达德又研制成功自主式自动化程序装置液体 火箭。1932年,他又成功地在液体火箭上采用了陀螺控制燃气舵技术。到1935年, 哥达德的火箭已达超音速飞行,最大射程达20千米。 哥达德的成功还直接启发了30年代德国的一大批火箭先驱者和以后液体导弹的 发明。据统计,哥达德在火箭方面共取得了212 项专利。从此,传统火箭技术被分 成两大方向——固体火箭技术和液体火箭技术,这两种技术成为固体导弹和液体导 弹各自的基础。