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& &&& 地球是人类文明的摇篮，可是地球的引力 又把人类紧紧地束缚在地球表面；大气层为人类营造了安全、温暖、湿润的生存环境，可是又限制了人类的视野和活动范围。不过，人类的想象力和探索精神并不会因此泯灭。一百年来，科学家和 天文爱好者们一直在为实现人类飞出地球 的梦想在做着不懈的努力&& && 俄国人齐奥尔科夫斯基是现代火箭理论的奠基人。他生于1857年，从小自学，40岁左右开始研究火箭。1903年他发表了著名论文《乘火箭飞船探索宇宙》。他最早从科学的角度论述了人能够在宇宙空间工作和生活。他的理论完整、系统，至今在任何一本讲述火箭理论的书中都会讲到他提出的理论、公式，俄国人称他为&火箭之父&。&& 火箭飞行的另 一个重要依据就是动量守恒定律。燃气喷发时做反冲运动，作用力很大，作用时间短，从而使火箭获得很大的速度，进而飞入太空。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。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。齐奥尔科夫斯基曾经提出了一个公式：V=&lnM0/Mk&&是喷气的速度，M0是火箭起飞时的总质量，Mk是发动机停火时（即推进剂燃尽后）剩余部分的质量，ln是自然对数符号。由齐奥尔科夫斯基的公式可知，火箭飞行速度与&和M0/Mk的自然对数成正比，即喷气速度越大，所携带推进剂越多，火箭最后能达到的速度也就越大。因此我们考虑寻找超高能燃料提高喷气速度或是提高质量比M0/Mk。事实上，目前尚未研制出用以提速的高能燃料；而若想提高质量比，就要在不改变推进剂质量的前提下减轻壳体质量，这样也是行不通的。于是，人们想出了给火箭&接力&的办法。
&&最后修改于
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按照设计要求制造火箭的过程。火箭制造分和生产两个阶段。火箭制造厂主要负责箭体制造和全箭总装。
火箭制造正文
箭上安装的、制导和控制仪器以及各种特种均由专业厂制造供应。第二次世界大战后期，德国首先成功V-2液体燃料近程弹道导弹。到50年代,苏联和美国已能制造洲际弹道导弹、人造地球卫星的运载火箭。80年代初全世界已有十多个国家能制造不同类型的火箭，但能独立研制大型火箭和战略导弹的国家仅有美国、苏联、法国和中国。火箭制造和相似，也是依次按毛坯制造、零件加工、部件组装、全箭总装和测试的顺序进行的。各种常规工艺方法和特种加工（电加工、化学铣切）在火箭制造中都得到应用。
火箭制造锻铸毛坯
锻件主要用于承力件。由于火箭一次使用的特点，它采用铸造整体结构件的大于其他飞行器。铸件中以镁、铝合金的精密铸造件居多，一般用作形状复杂，尺寸精确的薄壳构件，如小型火箭的翼面、整体结构的舱体和活门壳体等。
火箭制造钣金成形
火箭外形特点为圆柱形，不少零件可以采用旋压、滚弯和拉弯等方法制造。①强力旋压工艺可用于制造固体燃烧火箭外壳、头部锥形蒙皮和球形箱底等零件。旋压需要很大的旋压力，要用特制的强力旋压机床，以几百至上千千牛（几十至上百吨力）的旋压力加到旋轮、板材和模胎相接触的点面上，强力挤压金属材料使其流动变薄。如4毫米厚的毛坯可一次旋压成1毫米厚的工件，误差在±0.05毫米内。旋压件的表面光洁度可达墷5～墷7，而且材料的强度也能提高。②爆炸成形是利用炸药爆燃产生的冲击波能量使零件成形。能量一般通过水介质传递,并以超音速从爆炸点传向各方,在千分之几秒时间内作用于金属的压力达3000兆帕(约30000公斤力/厘米2)。爆炸成形工艺简单，只要阴模,可节省模具费用。适用于大型复杂零件,或难成形的低塑性高强度材料零件，如大直径箱底零件（见钣金成形）。③拉弯成形包括拉伸和弯曲过程。有专用的拉弯成形设备如蒙皮拉形机和型材等，广泛用于制造曲面和外廓尺寸较大的板材和型材零件。拉弯成形时用夹头夹紧板材或型材毛坯的端头，在预拉伸中使材料应力达到屈服极限的同时按阳模进行弯曲，使毛坯的全部内表面与阳模贴合，以提高零件的准确度。拉弯成形工艺的关键在于防止因拉力过大而导致零件产生断裂，一般预拉应变应控制在0.15%～1%。
火箭制造数控铣切
火箭外壳的壁板带有增大结构刚度的、网格状排列的加强筋条。大面积网格壁板虽可用法制成，但与机械铣切相比，壁厚不均匀，筋条根部圆角大，零件余重多。采用数控铣切网格壁板能保证壁厚均匀、尺寸精确（可达0.01毫米）、减小余重，从而增加火箭的有效载荷（见）。采用数控铣切工艺一般需要大型数控铣床。加工时用真空吸盘吸住板材，而且要求板材的平直度较高。
火箭制造部件装配连接
火箭箭体上的非密封舱体一般采用铆接。火箭贮箱、气瓶和导管等有严格耐压和密封要求的部、组件都采用焊接。最常用的是各种氩弧焊、接触点焊和滚焊。电子束焊适用于膜盒组件和钛合金气瓶等精密构件和难焊材料的焊接（见）。
火箭制造复合结构材料工艺
复合材料在火箭制造中的应用日益增多。用高硅氧、碳和尼龙等纤维或其织物与各种树脂复合，通过缠绕、铺层或模压等成形工艺，制造火箭的承力构件和耐高温构件已取得满意效果。用模型浇注或喷涂后加工制造的泡沫塑料复合结构，具有比重小和良好的隔热效果。用胶接或钎焊制造的金属或非金属蜂窝夹层结构用作舱体、舱口盖和整流罩。
火箭制造典型贮箱制造
贮箱是液体火箭的主要构成部分，约占火箭全长的2/3，如美国“土星”5号火箭S-1C级的氧化剂贮箱，直径为10.06米,长度为19.5米。受板材宽度的限制，大型贮箱不得不采用分瓣拼焊法制造，其基 本制造过程（图1）是:①把扇形板材坯料冲压或拉形制成箱底的瓜瓣状单元；②把成形后的瓜瓣件安放在焊接夹具上焊接，构成箱底，再把法兰盘和Y形环焊在箱底上;③把构成贮箱箱壁的板材滚弯成圆筒形；④把滚成圆筒的板材两端沿纵向焊接起来，构成一个圆柱段；⑤把贮箱底与箱壁的若干个圆柱段焊接组装成整体贮箱；⑥封闭整个贮箱。　　贮箱圆柱段的另一种制造方法是将板材按整箱圆柱段长度裁成长条料，沿纵向压弯成弧形板，将弧形板安放在焊接夹具上用连接成圆柱段。这种结构承载情况好，但工艺难度大，工艺装备庞大而复杂。　　贮箱材料一般为铝合金或不锈钢薄板。为保证待焊零件的精密定位，一般采用气动焊接夹具把待焊零件牢固定位。如对箱体环形焊缝均采用气动涨圈把待焊圆柱段撑圆、对准。箱体的组装焊接工艺已采用自动焊，如钨极氩弧焊、气体保护焊、和局部真空电子束焊等，也采用计算机对焊接过程进行控制。箱体的全部焊缝都须经 X射线透视检查。箱体须经过各项检查，如液压强度、气密检漏、容积测量、外形尺寸以及母线不直度、前后端框同心度和轴线垂直度等。在研制阶段，贮箱须经过静力破坏试验，以验证是否达到设计载荷的要求。
火箭制造火箭总装
在总装厂通常只按出厂状态（即运输状态）装配火箭。把火箭各系统的设备、仪器、活门、附件、电缆、导管以及直接参与总装的零组件分别装入有关部件构成部段，再把各个部段和发动机对接成为火箭。火箭系统复杂，结构紧凑，工作空间有限，给总装带来很大困难。　　总装一般以水平卧式状态，在直线式装配线上按工位顺序进行。工位按部段顺序排列。小型火箭采用地面架车或悬挂输送链传送。中型以上火箭一般采用支座可调的、窝巢式架车在地面轨道上移动。装配采用通用装配工具，主要靠手工操作。大型液体火箭总装一般从两贮箱开始接成中段，再在前端连接仪器舱，后端连接发动机和尾段。头部或航天器一般在试对接后还要拆开单独运送。大型火箭也有以垂直状态总装、水平状态运输的，或在发射基地以垂直状态总装和运输。
火箭制造检测
火箭在总装中和总装后须进行机械和电气的检查和测试（图2 ）。这些检测项目综合性很高，技术要求严格。步骤是单元检测、分系统检测和全系统测试。检测内容包括：①安装前的检测：所有进入总装生产线的产品都经过检测。设备和仪器在专用测试台上进行单元测试。②总装过程中的检测：各部段在预装完成后，按分系统进行气密检查、活门启闭和电路导通等试验。部段对接后进行管路和电路检查，以及重量、重心和同轴度等测量。③总装后的总检查和性能测试：一般在水平状态下进行，有时也作垂直测试，对产品质量作鉴定性检查，包括分系统测试和全系统模拟飞行状态的总检查。 　参考书目　　基贝尔著，杨彭基译：《飞机与导弹制造》下册，国防工业出版社,北京,1965。(M.P.Guibert,fabrication des Avionset Missiles,Dunod,Paris,1960.)
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人类史上第一次海上回收火箭是怎么做到的？
& & &人类史上第一次海上回收火箭是怎么做到的？& & &又有一项人类未有的技术被美国人刷新了！又一次创造了航天史奇迹（但是，以我们中国人爱讲的话还是把“美国人”改为“人类”最好）。4月8日，在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地，美国太空探索技术公司（SpaceX是一家私人公司承担国家航天项目）的“猎鹰9”火箭发射升空。火箭第一级当日成功稳稳地降落在美国东部大西洋中的一艘海上无人船上。而且与船正中心位置仅有很小偏差，火箭落到船上时没有弄出破洞或倒下，不受海浪影响，我很惊诧：他们是怎么能做到的？& & &先说难度系数。太空探索技术公司目前尝试的火箭第一级回收方式分为两种，一种是在陆地平台，即发射运载火箭升空，将卫星送上轨道，再令火箭第一级返回陆地平台，并在去年12月首次成功实现了；另一种是在海上回收，即火箭第一级在分离后需垂直下降，并在海面浮动平台上“精准着陆”，着陆平台面积小且摇摆不止。显然，海上回收的难度系数要高很多。& & &太空探索技术公司有人曾打过比方：在陆地平台回收，就如同让你扔一根铅笔飞过帝国大厦楼顶，然后让其在暴风雨中返回落在一个鞋盒上。而海上回收，就如同让铅笔飞过帝国大厦楼顶后，精准落在一块漂浮的橡皮上面，而且还不能倒，可见其难度有多大。& & &但此前所有海上回收尝试总共三次试验均告失败：第一次（2015年1月）单纯为了测试让火箭直接掉到了海里；第二次（2015年4月）使用了海上平台但火箭直接倾覆后爆炸在平台上；第三次（2015年6月）直接在空中爆炸。& & &既然海上回收这么难，为什么不干脆选择陆地平台回收方式？首先要问，为什么要回收火箭？& & &由于技术复杂，没有工业化批量生产，火箭的制造与发射一直是个极其昂贵的过程，动辄上亿乃至数亿美元。为了航天发射节省成本，上世纪美国和苏联在太空竞赛的背景下提出了利用可回收的优势发展航天飞机，然而事实证明由于系统过于复杂、再利用成本极其高昂，航天飞机成为一个失败的科研项目：美国航天飞机平均的发射费用达到了瞠目结舌的15亿美元，30年来，航天飞机项目共计耗资2000亿美元。再加上1986年挑战者号和2003年哥伦比亚号在空中爆炸解体坠毁，造成十几名宇航员死亡，直接导致航天飞机项目下马。而苏联人总共建造过5架暴风雪号航天飞机，则完全没有投入实际使用就宣告退役。在这种背景下，火箭发射方式和重复回收火箭计划被人重新提出。而且美国人极喜欢这种挑战！& & & 因为从理论上讲，火箭的发射成本里面，燃料的费用非常低。以猎鹰九号为例，单次发射费用为5400万美元，但燃料费只有20万美元。由于火箭绝大部分成本都在一级（比如猎鹰九号一级带有9个发动机，二级只有1个），也从可行性方面考虑（二级及以上飞行距离过远过高回收几乎不可能），所有的火箭回收都针对一级火箭。如果火箭能重复使用，那么未来火箭发射将只需支付燃料费和地面支持服务等费用，这将极大降低火箭发射成本，开启廉价太空时代的大门。& & &另外，火箭飞行轨迹是一条抛物线，如果在陆上回收，火箭返回发射地点需重复飞行更长的距离。海上回收的优点，它是一个活动的海上平台，能根据火箭发射的具体情况，因为每次火箭发射的高度不一样，它有时候要发射到地球同步轨道，所以它的轨迹不一样。海上平台最大的特点就是可以移动，根据它的最后的落点而选择一个最佳的回收区。它可以根据实际情况，确定最后的着陆点，在陆上回收，可能火箭回收过程中，它的飞行的轨迹比较长，就会需要很多燃料，海上回收缩短火箭飞行，更适合高速任务和更重载荷的任务。因为火箭发射后无需掉头飞回陆地，所以美国太空探索技术公司一直还是坚持在海上进行回收，所需燃料更少，成本更低。& & &人类史上第一次火箭回收，美国人是怎么做到的？& & &美国太空探索技术公司(SpaceX)是一家民营的私人航天公司，刚开始并不是政府重点扶持立项的企业，与此竞争的还有一家美国蓝色起源公司（Blue Origin）。SpaceX老板伊隆·马斯克是个超级天才，12岁已经在卖自己开发的商业软件，30岁不到已经两次创业成功赚到了第一桶金。他在2002年创立了SpaceX，4年后正式注资了一亿美元（他一个人持有整个公司三分之二的股份，标准的私人公司），然后便开始了他的航天之路。在逐渐获得成功之后，拿到了美国宇航局的合同和技术支持，才真正踏上了飞天之路。& & & 埃隆·马斯克，曾投资创立生产世界上第一辆能在3秒内，从0加速到60英里的电动跑车特斯拉。这位科技狂人研究如何降低火箭发射成本？火箭发动机制造技术可谓是他的看家本领，短短数年间就开发出了Merlin、Kestrel、Raptor、Draco和SuperDraco几个系列火箭发动机。从煤油、甲烷到自燃类引擎几大系列，可谓是一个非常丰富的家族了，但一个Merlin系列就包含了六种版本，在这方面完全达到了航天大国水准。猎鹰九号上的一级火箭，则由9个捆绑的MerlinVacuum (1D)型发动机构成，整个系统采用了非常先进的系统冗余和容错设计，可以在两枚发动机失效的情况下完成正常发射入轨任务，这也是SpaceX的杀手锏技术，前无古人。有了系列发动机，SpaceX最早做出了蚱蜢系列火箭。正如其名，这些试验机基本上采用“跳跃”的方式发射，然后关闭发动机系统让火箭下落，以进行垂直状态下的火箭控制与回收。从2012年9月到2013年10月，前后进行了8次试验，从最早的点火三秒高度1.8米，到点火80秒高度超过500米并有了横向机动，SpaceX获得了一系列重要试验数据，为未来成功奠定了重要基础。在这个过程中，他们已经从前期资金投入逐渐变为美国宇航局资助。& & &在蚱蜢火箭测试之前，SpaceX的猎鹰九号火箭已经开始了实际发射任务，从最早的日为国际空间站发射龙飞船(货运)，到最近的本次发射，已经实现了20次火箭发射任务，严格意义说只有一次失败(另一次有一半载荷没能成功入轨)，但基本说明火箭整体技术已经日趋完善。而在火箭一级回收方面，作为8次蚱蜢火箭实验的延续，SpaceX在2014年进行了4次近地火箭整体实验，高度在1000米左右，但最后一次不幸失败，失之毫厘谬以千里，一个小小零件的故障导致了失败。& & &经过了三次海上回收实验失败之后，SpaceX决定采用陆地回收的策略。日，美国太空探索技术公司的猎鹰9号火箭，在运送Orbcomm公司11颗通讯卫星进入轨道后，猎鹰九号实现了一次标准的入轨轨迹，一级火箭在将剩余部分火箭送入既定位置后继续返回，返回高度已经超过200千米，飞行水平距离约95千米，而且剩余火箭成功完成了11颗卫星的发射任务，地面成功回收了返回的一级火箭，创造了人类太空史上当之无愧的第一。& & &此次海上回收，火箭采取了垂直回收的方式，降落过程中逐渐导航至下降通道，最后落地前火箭发动机将相对速度降为接近0的状态，采取四个支架平稳着陆。这些远超过遥感探测的测控技术。当然，马斯克有更大的野心，“猎鹰9号”火箭可以被重用10到20次，而如果进行小规模翻新，那么甚至可以用于100次的发射。& & &火箭回收的意义到底是什么？是否能真正降低成本，因为前人没做过此事，有人提出，仍然值得商榷和进一步观察与评估，原因有以下几点质疑：& & &1、为了回收，要增加额外的各种控制和导航空间，导致火箭的设计难度大大提高；& & &2、火箭为了保全，需要留下不少燃料作为后续的“刹车”减速。这对整个推进系统的设计尤其是燃料推送系统的要求极高，要增加很多冗余设计，风险较大；& & &3、火箭发射一个重要指标就是推重比，相当于有效载荷(卫星或飞船)所占比例越高越好，但如果考虑回收，相当于额外的一些燃料和系统设计会占掉有效载荷的空间，导致发射效率降低。或者是为了达到同样的发射能力，需要更大的火箭设计；& & &4、类似航天飞机，回收过后的维护尤其对一级发动机的维护，恐怕成本不亚于直接换一个新的；& & &5、节约成本从本质上讲是当发射频率达到一定数量之后才有意义，比如欧洲，一年恐怕就发射个位数的火箭，就算用可回收火箭，使用频率不够，也会使运营与维护成本占火箭发射总费用的比例极大增加。& & &从这些方面说，在目前这个技术程度和航天发射需求下，SpaceX的火箭回收技术难以很大程度节约成本，或者只是成本略微降低而已。总之，由于系统设计难度增加、冗余及备份、牺牲发射效率（火箭内还要留有燃料）、无法预测的发动机翻新费用等系列缺点，但没有人敢断言在未来技术成熟和火箭发射频率要求提升的背景下，这是不是一个有前景的“黑科技”？& & &但这毕竟是人类航天史上一次划时代的成功，意义远远不止火箭成功回收这一项技术上的胜利，SpaceX未来的野心要开辟廉价的航天旅游业，让世间第一次意识到航天旅行不再是一种遥不可及的与普通人毫不相关的领域。& & &这个意义就好比当初欧洲人航海，最早都是举全国之力，送出几艘帆船，几十年之内一步步发现了南北美洲、太平洋、印度洋、澳洲及各島屿，环游了全世界。但突然间，人类发现航海技术已不再是遥不可及的事了，造船公司、航运公司成为了现实中的商业行为，人们可以买票做出一百多年前开拓者做出的创举。旅客们坐在船上，已然没有了当时开拓者们害怕的那种心境，他们只是买了在正常不过的船票，航海已经成为人类开拓新世界的工具，早已不再神秘了。& & &航天亦是如此，刚发展了不过70年不到的时间，如今已经从国之重器、国之大业，慢慢走向了商业化、产业化，一个私人公司竟然能实现如此不可思议的成就，未来的航天将会更加普及，成本将会更加低廉，可靠性将会更加令人信服。航海用几百年普及下来，航天可能也在百年后即可实现，未来这些商业公司的航天，将会成为人类进入太空开发太空的一艘艘“邮轮”。这种意义上的贡献，要远远超过SpaceX公司做出来的任何一项产品技术了。& & &SpaceX在这些方面的努力，为全世界开了一个好头，为各个国家树立了一个典范，使得各国今后也能够更加重视可重复使用运载火箭技术的研发工作。只是我又要想提出这么一个老问题来：为什么人家总是喜欢冒险和挑战——敢于开辟人类没有做过的事业？而我们中国人总是摸摸藤藤的重复做着别人已经做过多少遍的事情？要是真老老实实重复做也就罢了，但是还要不断张扬、自我吹嘘，生怕别人不知道自已这种虚荣的性格。这到底是民族性，还是体制性使然？& & &我不懂，国家拿重金养了那么多科研专家、军工企业，是否有能力开拓一次人类没有做过的创举，真正给咱中国人争一回气，再吹也不迟。我想可能要等到这么一天才能有希望实现：只有等到民营企业能够参与航天研发领域之后再谈吧。& & && & & & & & & 注意:尾部的折叠支架和喷气口引领人类科学创新、探索自然最前端的为啥不是拥有道路自信、理论自信、制度自信的朝鲜、中国，而是腐朽没落的美帝？党能告诉这是为什么吗？想请教无所不能的江工老师，中国人在现代民主文明的大势下是怎样保持独裁专制体制几十年的，而且自上而下如此腐败。这奇迹是怎样创造出来的？　　　　　　　见笑了，请不要称呼无所不能好吧，无所不能是上帝，我们都是关在鸟笼子里生活的普通生命。至于你说的那个问题，这并不是什么奇迹，这既是历史和地理阴错阳差造成的，也是物种择强竞控下，让中国人一下摆脱不了的宿命，需要时间和空间的等待。其实，他们需要的是愚，是穷，是奴，方才好驾驭，方才不要命。这是人类文明的发展方向吗？这个专制真的奇葩帐号管理&分享到:发布
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