齐奥尔科夫斯基
人类探索太空的故事3篇
人类探索太空的故事3篇在我们的地球之外是一片浩瀚无边的宇宙，我们身外有很多未知世界等着我们地球人去发现。
下面是店铺跟大家分享的探索太空的故事，欢迎大家来阅读学习。
人类探索太空的故事1俄国的齐奥尔科夫斯基(Kostantin E. Tsiolkovsky)1857年9月17日，齐奥尔科夫斯基出生于俄罗斯梁赞省的伊热夫斯基村(靠近莫斯科)，取名康斯坦丁，他的父亲是一位森林管理员，平时喜好发明，但没取得很大的成就。
他的母亲玛丽亚?伊凡诺夫娜出身于艺术家庭。
他们家境贫寒，虽然齐奥尔科夫斯基自小热爱读书，但他的父亲没有能力送他到更好的学校学习。
他受到的惟一正规教育是在伊热夫斯基村的乡村学校里获得的。
不幸的是，他在10岁的时候，由于患了严重的猩红热病而使听觉几乎完全丧失，这使得他无法进学校学习，他的母亲以极大的耐性在家里给孩子补课，没有正规的教育，他只能靠接到的几本书进行顽强学习，自身的严重疾病使他形成了顽强和坚毅的性格。
齐奥尔科夫斯基16岁的时候，有机会来到莫斯科。
他在莫斯科的3年中，几乎完全钻进图书馆，在自学的过程中，有关飞行和星际航行问题已经开始强烈地吸引着他。
着方面的兴趣很大程度上是受凡尔纳科学幻想小说的影响。
有一天，齐奥尔科夫斯基在自学过程中，遇到了一个作用和反作用定律的问题。
他通过这条定律大胆地设想：如果有一天发生了一场巨大的爆炸把地球炸成碎片，那么这些地球碎片的引力中心将仍然保持在原绕太阳运行的轨道上。
这实际上就是引力中心不变定律。
后来作用与反作用定律以及引力中心不变定律成了他解决宇宙航行问题的基础，当时他只有19岁。
刻苦的自学使齐奥尔科夫斯基获得了大量的科学知识，也为他后来的研究工作奠定了重要基础。
1878年秋，他轻而易举地过了中学教师的资格考试，被分配到波罗伏斯克县担任中学教师，教师工资虽然微薄，但对他来说似乎是理想的生活出路。
在之后的十多年间，齐奥尔科夫斯基对很多的科学领域进行研究，包括对轻于空气的飞行器——飞艇的研究，对航天飞行诸方面问题，他一直在断断续续地进行着研究和思索，并且在1883年，他的一篇名为《自由空间》的手稿中，首次指出利用反作用装置作为外太空旅行工具的推进动力的可能性。
齐奥尔科夫斯基方程
齐奥尔科夫斯基方程引言齐奥尔科夫斯基方程（Zakharov equation）是非线性科学领域中的一个重要数学模型，描述了波浪在非线性介质中传播的行为。
该方程由苏联物理学家齐奥尔科夫斯基于1968年提出，被广泛应用于海洋、等离子体和光学等领域的研究中。
本文将对齐奥尔科夫斯基方程进行深入探讨，包括方程的推导、解析解和数值解等内容。
方程推导齐奥尔科夫斯基方程描述了一维自由表面波浪在非线性介质中传播的演化过程。
它可以通过对水波动力学和非线性项的考虑得到。
假设波浪幅度较小且满足长波近似条件，可以得到如下形式的齐奥尔科夫斯基方程：∂A ∂t +c1∂A∂x+c2∂2A∂x2+c3A∂A∂x+c4A∂2A∂x2=0其中，A(x,t)表示波浪的振幅，x和t分别表示空间坐标和时间。
系数c1,c2,c3,c4是与波浪传播介质相关的常数。
解析解齐奥尔科夫斯基方程是一个非线性偏微分方程，通常很难找到精确解析解。
然而，对于特定的初始条件和边界条件，可以通过一些方法得到近似解。
孤立波解当c3=c4=0时，齐奥尔科夫斯基方程可以简化为孤立波方程。
孤立波是一种局部化的波动现象，其形状保持不变且能够保持稳定传播。
在一维情况下，孤立波的解可以表示为：A(x,t)=A0sech n(k(x−vt−x0))e i(kx−ωt)其中，A0表示波浪振幅的初始值，k表示波数，v表示相速度，ω表示角频率。
离散谱解齐奥尔科夫斯基方程也可以通过离散谱方法求解。
该方法利用傅里叶变换将方程转化为一个代数方程组，从而得到精确解。
离散谱方法在数值计算中具有较高的精度和稳定性。
对于一般情况下的齐奥尔科夫斯基方程，很难找到精确解析解。
因此，我们通常采用数值方法来求解该方程。
常见的数值方法包括有限差分法、有限元法和谱方法等。
有限差分法有限差分法是一种常用的数值求解偏微分方程的方法。
它将连续的空间和时间离散化为若干个网格点，并利用近似导数的差分形式来逼近原方程。
齐奥尔科夫斯基公式
齐奥尔科夫斯基公式在数学中的应用齐奥尔科夫斯基（Chebyshev）公式是数学家齐奥尔·科夫斯基以其发现的同名法则构造的一种重要的函数拟合公式，在数学领域有着广泛的应用。
借助本公式，可以有效地将各种曲线近似地由有限的函数的线性组合表示出来。
同时，本公式是可以多次求导的，对于处理多变量问题和寻求最优解也是很有帮助的。
齐奥尔科夫斯基公式的应用有很多，首先，在有限元技术中，它可以获得新的函数型要素，有助于准确地估计系统的特性。
其次，它用于数值解决偏微分方程组，借以提高精度和提高计算效率。
此外，它可以帮助数学家们从复杂的数学模型中抽出解决方案，另外，它用于处理最优化问题，尽可能快地找到最有效的解决方案。
除此之外，齐奥尔科夫斯基公式还在动态模型分析和统计学研究中得到了广泛的应用。
它在诊断分析、复杂体系动态监控以及健康监测中被用来提高噪声的抑制能力；亦被用于衡量资产的情绪数据，利用经纪商或投资者给出的数据来编制精确的学习
模型。
总而言之，齐奥尔科夫斯基公式是数学领域中一个非常重要而且多用途的公式，于从噪声去除，函数拟合，资产分析，寻求最优解，多变量分析等多个方面有重要应用。
它的发明显示了数学的力量，也为数学的发展和应用奠定了重要的基础。
齐奥尔科夫斯基：现代火箭与宇航理论的奠基者
文 ／罗缉
提 起 航 天 ， 有 一 个 人 的 名 字 不 能 不 提 ，那 就是 创 建 了现代 火箭 基 本 原 理 和 宇 宙 航 行 学 理 论 的 俄 罗 斯 科 学 家 康 坦 丁 ·齐 奥 尔科 夫 斯 基
１８５７年 ９月 １７日 ， 齐 奥 尔 科 夫 斯 基 出 生 在 俄 国 梁 赞 地 区 一 个 林 业 官 员 的 家 庭 早 。 １０岁 时 ，他 因 为 患 猩 红 热丧失了听力，从此辍学在家 ，刻苦 自 学 。 他 善 于思 考 ，还 喜 欢 自 己动 手 做各 种 各 样 的 实验 ，幻 想 有 一 天能 像 乌 一 样 在 天 空 自由 自在 地 飞 翔 、
齐 奥 尔 科 夫 斯 基 又 把 它 的 注 意 力 入 太 空 飞 行 他 的研 究成 果 ，集 中地 现 在 １８９８年 写成 的 《利 用 喷 气 装 置 索宇宙空间》的著作 中 他首先提出 箭 是 人 类飞 出地 球 的 手段 ，论 述 了火 在 自 由空 间 中运 动 的 基本 原理 ，推 导
齐 奥 尔 科 夫 斯 基 一 生 致 力 于 航 空 和 宇 宙航 行 的 基础 理 论 研 究 ， 为人 类航 天 事 业 的发 展 奠定 了基 础 。他 论 证 的重 要 理论 问题 包 括 ：靠 空 气 提供 的升 力不 能 进 入太 空 ，要在 宇 宙 空 间飞 行 ，必 须 使 用 自带 推 进 剂 、 不依 赖 空气 的火 箭 发 动 机 ； 宇 宙 航 行 应 使 用 如 液 氧 一煤 油 那样 的高 能 液体 推 进 剂 ．可 以用 液体 燃 料 泵调 节 流 量 ，控 制 火 箭推 力 ；要 挣 脱 地球 引力 和 克服 空 气 阻 力飞 出地球 ，单 级火 箭 还 做 不 到 ，必 须 用 多级 火 箭 接力 等 等 、☆
齐奥尔科夫斯基公式 自然对数
齐奥尔科夫斯基公式自然对数齐奥尔科夫斯基公式是一个数学恒等式，它描述了自然对数的特
殊关系。
该公式由瑞士数学家洛依斯·齐奥尔科夫斯基在20世纪初提出。
齐奥尔科夫斯基公式的数学表达式为：
e^ix = cos x + i sin x
其中，e代表自然对数的底数，i为虚数单位（i²=-1），x为任意实数。
公式右边的cos x表示余弦函数，sin x表示正弦函数。
这个公式在复数域中展示了自然对数与三角函数的关系。
根据欧
拉公式，将x取为实数时，这个公式将三角函数与复数的指数函数联
系起来。
拓展:
齐奥尔科夫斯基公式是数学中很重要的公式，它具有广泛的应用。
这个公式通过将实数与虚数结合，连接了复数的指数形式与三角函数
形式，从而可以在复平面上进行运算。
齐奥尔科夫斯基公式还可以用来推导其他重要的数学公式，比如欧拉公式和三角函数常见的和差化积等。
它在分析数学、信号处理、电路理论等领域具有重要的应用。
这个公式还有深刻的几何意义。
根据欧拉公式，当x为π时，
e^iπ + 1 = 0，这个等式将五个重要的数学常数e、i、π、1和0联系在了一起，被称为欧拉恒等式或欧拉神奇恒等式。
这个等式在数学中具有非常美丽的几何意义，被誉为数学之美。
齐奥尔科夫斯基公式和比冲的关系
齐奥尔科夫斯基公式和比冲的关系
齐奥尔科夫斯基公式是力学中最重要的定律，也是最基本的定律，它描述了物体受到的力与其运动的变化之间的关系。
其核心内容是：物体有一个外力F作用在它上，那么它就会以一定的速度v发生变化，被称为动量变化。
动量定义为：m(mass)*v（velocity），所以齐奥尔科夫斯基公式可以表示为：F=m*a（acceleration）。
比冲概念是一个实现齐奥尔科夫斯基公式向现实世界推广的方式，它是指把外力F按照一定比例折算成电流I。
普遍而言，它可以定义为：I=F/ρ。
其中Ρ是比冲系数（也称为动能系数），它的单位是N/(A^2)，它的比例关系可以表示为：Ρ=M/ΔV，其中ΔV是外力F造成的动量变化量。
因此，可以得出齐奥尔科夫斯基公式和比冲的关系：F=ρ*I，可以将它看作是一种电流/力的折算关系。
其实，比冲也可以理解为一种用力学中的定律推导出的公式，即：I=M/ΔV*F，其中M是物体受力前后（动量变化前后）的质量，ΔV是物体动量变化的大小。
由此可见，比冲既是齐奥尔科夫斯基公式的重要变形，也是一种将动能变化量转化为电流的转换关系。
齐奥尔科夫斯基公式推导过程
齐奥尔科夫斯基公式推导过程
拉子梅·齐奥尔科夫斯基（Razumeyk Zialkowski）是20世纪最知名的建筑理
论家之一。
他提出的“齐奥尔科夫斯基公式”（Zalcowski Formula）是一个重要
的建筑规则，它在建筑的实践中被广泛采用，并受到建筑史学家和经济学家的认可。
齐奥尔科夫斯基公式是一个包含高级数学的复杂公式，其基本思想是：将项目
的投资成本和预计利润以及其他费用计算为一个总费用，然后将总费用与把握不确定性的可能性结合起来，再应用各种统计数据和样本量来计算建筑项目划分的实际可能性。
该公式可以帮助建筑师根据详细的经济状况和地理位置来更准确地估计建筑项目的预期效果，从而更好地掌握投资风险。
除建筑行业外，齐奥尔科夫斯基公式也在其他行业得到应用，例如财务、经济
以及证券投资等。
它的优势在于不仅仅能够计算一个项目的投资风险，还能够评估投资代价和投资风险的组合，可以为投资者提供有用的指导。
另外，齐奥尔科夫斯基公式还可以用来绘制不同类型的建筑投资格局图，以便
更好地进行分析。
这些图表可以将一个建筑项目的总投资，投资利润率，风险抵消系数以及运营、维护费用等各项费用按一定比例绘制出一张图，借此通过把整个投资过程的数据拼接在一起，来考察建筑投资的不确定性和受控性。
总而言之，齐奥尔科夫斯基公式是一个实用性很强的工具，它不仅是建筑行业估算建筑项目效益的重要概念，而且对于其他行业，如财务和海量经济预测等也有一定的适用性。
它可以为投资者提供有利可图的投资方案，为建筑师提供缩小投资损失的可能性，也为投资者分析投资效益提供了有益的帮助。
航天事业中的人物
航天事业中的人物航天事业是人类探索宇宙、拓展人类生存空间的重要领域。
在这个领域中，涌现出了许多杰出的人物，他们为航天事业的繁荣和发展做出了杰出的贡献。
一、康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基是苏联的航天先驱，被誉为“航天之父”。
他早在20世纪初就提出了使用液体燃料的火箭飞往太空的理论。
在他的理论指导下，人类成功地发射了第一颗人造卫星和载人飞船。
齐奥尔科夫斯基的贡献不仅在于他的理论，更在于他对于航天事业的热情和执着，他的一生都在为人类的航天事业奋斗。
二、尤里·加加林尤里·加加林是苏联航天员，他是第一个进入太空的人类。
1961年4月12日，加加林乘坐“东方号”宇宙飞船进入地球轨道，并在太空飞行了108分钟。
这次飞行不仅证明了人类可以在太空中生存，也开启了人类探索宇宙的新篇章。
加加林的勇气和决心，以及他对航天事业的献身精神，激励了全世界的人们。
三、阿姆斯特朗尼尔·阿姆斯特朗是美国的航天员，他是第一个登上月球的人类。
1969年7月20日，阿姆斯特朗在“阿波罗11号”任务中，成为了第一个踏上月球的人类。
他的脚步标志着人类对于月球的探索进入了新的阶段，也为未来的深空探测奠定了基础。
阿姆斯特朗的勇气、毅力和决心，让他成为了航天史上的传奇人物。
四、杨利伟杨利伟是中国首位航天员，也是中国载人航天工程的开创者之一。
2003年10月15日，杨利伟乘坐“神舟五号”飞船进入太空，并在太空中飞行了21小时。
这次飞行标志着中国成为了世界上第三个独立将人类送入太空的国家。
杨利伟的勇气、毅力和智慧，为中国航天事业树立了新的里程碑。
五、马斯克埃隆·马斯克是现代商业航天领域的杰出代表，他是SpaceX公司的创始人兼首席执行官。
马斯克致力于降低太空旅行的成本，使人类能够常居多个星球。
他的愿景是建立一个可持续的、可重复使用的火箭系统，以及一个能够在太空中建造大型结构的平台。
在无声世界成就理想——【苏联】齐奥尔科夫斯基(1857-1935年)
多 样 的 实 践 活 动 。 从 制 作 各 种 玩 具 ， 画 天 文 星 象 到
身残志坚
自学 成 才
图、 自动 马 车 和 火
车 头 的 草 图 ， 制 到
１５ ８ ７年 ９月 ５日 ， 奥 尔 科 夫 齐
斯 基 出生 在 俄 国伊 诺 夫斯 克 林 区依 源自造旋 床、 象仪 、 观 用
而 想 的 却 只 是 多 掌
握 些 知 识 。 莫 斯 科
市中心 ， 有一座历史悠久 的博 物院 ，
博 物 院 内有 一 个 藏 书 丰 富 的公 共 图 书馆 。 这 里 就 是 齐 奥 尔 科 夫 斯 基 四 年 如 一 日 的 自修 场 所 。 从 来 没 有 读 过 中学 和 大 学 的 他 ， 没 有 任 何 人 在
尔 科 夫 斯 基 的 童 年 和 少 年 时 代 就 是 在 这儿 度 过 的 。 然 而 ，０岁那 年 ， 一 次滑 雪 橇 １ 在 时 ， 不 小 心 患上 了严 重 的 感 冒 ， 他 随
机 器 模 型 ， 样 他 样
都 认 真 地 琢磨 。
１７ ８ ３年 ， 奥 齐
尔 科 夫 斯 基 来 到 莫
但齐奥 尔科夫斯基丝 毫不减缓研究
的 进 度 。 他 等 待 “ 学 春 天 ” 到 科 的
来。
故 事 。 他 们 造 了 一 尊 威 力 无 比 的 火
炮 ， 炮 弹 和 炮 弹 里 面 的 ３ 乘 客送 将 名 上 了月 球 … …齐 奥 尔 科 夫 斯 基 一 口
气 作 为 动 力 的 飞艇 要 在地 球 以外 稀 薄 的空 气 中 飞 行 是 不 可 能 的 。 要 飞 出地 球 ， 能 设 计 制 造 一 种 靠 自身 只 动 力 飞 行 的 飞行 器 ， 就 是 火 箭 的 这
齐奥尔科夫斯基公式推导
齐奥尔科夫斯基公式推导
齐奥尔科夫斯基公式是一个复杂的数学方程，也被称为“齐奥尔科夫核”，它是量子动力学中最重要的数学模型之一，它被许多学界认为是数学天才齐奥尔科夫的结晶，对于研究量子动力学有着至关重要的意义。
为了更好地描述量子动力学中的物理现象，齐奥尔科夫斯基公式把领域的多个维度联系起来，这种把多个量子态合并起来的方法被称为“联合概率”，从而使复杂的计算任务大大简化，特别是在研究多个量子态之间关联性时，这是一种非常重要的数学工具。
齐奥尔科夫斯基公式在量子动力学中得到普遍应用，由于它加强了关联性，使得这一理论更加有活力，它也是量子动力学中最重要的理论基础。
齐奥尔科夫斯基公式实际上提供了一种简便的方法，可以把量子力学中的复杂现象和情况简化为若干关联的方程，这样一来就可以使研究变得容易起来。
总之，齐奥尔科夫斯基公式是量子动力学中的一项重要成果，它的作用不容小觑，为了更好地研究量子力学，这个公式必须得到充分重视，以期能有效解决复杂的计算任务。
齐奥尔科夫斯基火箭公式
齐奥尔科夫斯基火箭公式齐奥尔科夫斯基火箭公式（Tsiolkovsky's rocket equation）是描述火箭动力学的基本公式，由俄国宇航先驱康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基于1903年提出。
这个公式被广泛应用于现代航天工程中，用来计算火箭的速度变化以及推进剂的耗费。
本文将深入探讨齐奥尔科夫斯基火箭公式的原理与应用，并给出案例分析。
一、齐奥尔科夫斯基火箭公式的推导齐奥尔科夫斯基火箭公式是基于动量守恒和推力平衡原理进行推导的。
假设一个火箭在初始时刻的质量为m0，在时间t内加速度为a，喷射速度为v，并在时间t内喷射出了质量为dm的推进剂。
根据动量守恒原理，火箭获得的冲量等于被喷射推进剂的冲量，可以得到以下关系式：(m0 - dm)(v + at) - m0vt = d(mv)其中，左边的第一项表示火箭在时间t内的总冲量，第二项表示初始时刻火箭的总冲量，右边表示喷射推进剂的冲量。
将上式整理得：-vdm + a(m0dt - dmvt - dmat) = d(mv)利用微元的方法，可以得到：-vdm + (m0 - dm)adt = dmvdv再对上式积分：∫[0, v] -vdm + ∫[0, t] (m0 - dm)adt = ∫[0, v] dmvdv解出上式之后，可以得到齐奥尔科夫斯基火箭公式：v = ve * ln(m0 / (m0 - md))其中，ve表示喷气速度，m0为初始质量，md为燃料耗费质量。
二、齐奥尔科夫斯基火箭公式的应用齐奥尔科夫斯基火箭公式在航天工程中有着重要的应用。
通过这个公式，我们可以计算火箭在不同燃料耗费情况下的速度变化和所需推进剂的质量。
它对于设计和优化火箭运载能力、燃料消耗以及速度增益等参数具有重要意义。
在实际应用中，我们可以利用齐奥尔科夫斯基火箭公式来分析以下几个方面：1. 火箭质量与速度关系：通过改变火箭的质量和速度，我们可以计算出在不同情况下的速度增益和所需推进剂的耗费。
齐奥尔科夫斯基
合理途径，找到了火箭和液体发动机结构的一系列重要工程技术
解决方案。他有一句名言：“地球是人类的摇篮，但人类不可能 永远被束缚在摇篮里。"
康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基
• 国 籍：苏联 • 民 族：俄罗斯人 • 出生地：俄罗斯梁赞州 • 出生日期：1857年（丁巳年）9月17日 • 逝世日期：1935年（乙亥年）9月19日 • 职 业：火箭专家和宇航先驱 • 主要成就：宇宙航行之父
• 苏联火箭之父弗里德利希·赞德对齐奥尔科夫斯基的著作推崇倍致，1924年在苏联成立了第一个宇航学会，8月23日 选举齐奥尔科夫斯基为军事航空学院的第一位教授。苏联于1930年造出OR-1液体燃料推进的火箭，1933年造出OR-2 型。1929年，齐奥尔科夫斯基在他的著作《宇宙航行》中提出多级火箭的设想。火箭推进计算的基本公式是以他名 字命名的。他还相信哲学家尼古拉·费奥多罗夫提出的向外星殖民的想法，认为这能使人类永久存在下去。
• 但是，他仍然不满足于已经取得的巨大成就。他在1931年写道："儿童时代以来，严重的耳聋使我 完全不顾及日常的生活方式，也因此缺少“交际”。这也许是我到了68岁仍然进展缓慢，没有取得 真正成功的原因。沉思、计算和实验构成了我的全部生活。我的住房底层的车间始终陪伴着我。即 使由于火灾和洪水将其摧毁，我也很快把它恢复起来……重大的问题还远未解决，我还有足够的能 力或者健康允许我把这些思想变成现实吗？"
• 在莫斯科求学期间，齐奥尔科夫斯基就开始思索实现太空飞行的方法。16岁那年，他忽然想到利用离心力。这使 他极度兴奋，以为发现了通向星际空间的道路。他后来回忆说："当时我简直高兴得发狂，那一晚我整夜都无法入 睡。我慢慢地在莫斯科的大街上徘徊，一直思考着这一发现的伟大意义。但到了第二天黎明，我终于认识到我的 推理是错误的。"
俄罗斯火箭之父
俄罗斯火箭之父作者：***来源：《大自然探索》2024年第05期1857年，康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基在俄羅斯出生。
十岁时，他因猩红热近乎失聪，但这没有阻碍他继续求学，并在日后成为一名老师。
就职期间，受凡尔纳的太空旅行科幻故事启发，齐奥尔科夫斯基开始创作科幻故事。
齐奥尔科夫斯基的科幻作品充满了科学的理性光辉，例如如何控制火箭在行星间飞行。
后来，齐奥尔科夫斯基逐渐从科幻小说写作转向理论研究，内容包括陀螺仪、宇宙速度、作用力和反作用力，以及液体推进剂在火箭中的使用。
1894年，他设计了一架单翼飞机；1897年，他建造了俄罗斯第一个风洞。
齐奥尔科夫斯基的理论和实验为后来的火箭研发奠定了非常重要的基础，他开创的火箭方程式直到今天依然在指导人类的航天活动。
不少科学家调侃道：“齐奥尔科夫斯基的火箭方程式统治航天领域也太久了。
”1903年，齐奥尔科夫斯基公开发表了火箭方程式，也被称为齐奥尔科夫斯基公式，它建立了火箭速度、出口处气体速度，以及火箭及其推进剂质量之间的关系。
早在17世纪，牛顿就阐述了作用力与反作用力的原理，火箭也是基于这个原理才得以升空。
简单来说，火箭可以视作一个底部装有火箭发动机、顶部装有有效载荷的空气动力燃料箱，通过火箭方程式，你可以知道要建造什么样的火箭，例如火箭的排气速度、火箭的有效载荷质量等。
火箭方程式还可以帮助你考虑火箭分级。
例如，要让单级火箭进入近地轨道，火箭中推进剂质量应占火箭总质量的88%。
但是对于两级火箭来说，第一级火箭的推进剂质量只占67%，第二级火箭的推进剂质量只占65%，就可以达到进入近地轨道所需的速度。
这样算来，两级火箭的推进剂质量只需要占总质量的83%，而不是88%。
这个比例越小，火箭越容易建造，运送的载荷也越高。
齐奥尔科夫斯基方程
齐奥尔科夫斯基方程
（实用版）
目录
1.齐奥尔科夫斯基方程的概述
2.齐奥尔科夫斯基方程的推导过程
3.齐奥尔科夫斯基方程的应用领域
4.齐奥尔科夫斯基方程的局限性
正文
齐奥尔科夫斯基方程是航空航天工程学中的一个重要方程，描述了火箭运动的基本原理。
该方程由俄国航空工程师谢尔盖·帕夫洛维奇·科罗廖夫于 1903 年提出，后由苏联航空工程师克里姆·阿列克谢耶维奇·克里莫夫于 1926 年改进，最终由苏联航空工程师亚历山大·费奥多罗维奇·齐奥尔科夫斯基于 1940 年完善。
齐奥尔科夫斯基方程的推导过程较为复杂，需要涉及到高等数学的知识。
基本公式为：F=ma，其中 F 为火箭的推力，m 为火箭的质量，a 为火箭的加速度。
齐奥尔科夫斯基方程在此基础上，考虑了火箭喷气的反作用力，推导出了火箭运动轨迹的方程。
齐奥尔科夫斯基方程在航空航天工程学中有广泛的应用。
它不仅可以用于计算火箭的飞行轨迹，还可以用于计算火箭的燃料消耗、火箭的速度变化等。
此外，齐奥尔科夫斯基方程还可以用于分析火箭的稳定性和可控性。
然而，齐奥尔科夫斯基方程也存在一些局限性。
首先，齐奥尔科夫斯基方程是基于理想状态下的火箭运动推导出来的，实际的火箭运动可能会受到大气阻力、地球引力等因素的影响。
第1页共1页。
发明家的发明故事有哪些(简单)7篇
发明家的发明故事有哪些(简单)7篇发明家的发明故事有哪些篇1齐奥尔科夫斯基是前苏联的科学家，他小时候是善于异想天开的孩子。
8岁时，齐奥尔科夫斯基的母亲送给他一个大氢气球，氢气球能在空中__飘动，这引起了他极大的兴趣。
他常常聚精会神地仰望天空思索：能否乘坐气球去航行?10岁那时，齐奥尔科夫斯基患了猩红热引起并发症，完全失去了听觉。
但是，齐奥尔科夫斯基没有失去信心。
他白天到图书馆刻苦自学，一到晚上，他就尽情地展开想象的翅膀，设想出种种理想客体，来实现飞行的愿望。
齐奥尔科夫斯基想：是否能够制造一个永远悬在天空中的金属气球呢?能否发明一种航行飞行器呢?能否利用地球旋转的能量呢?当时有很多人把他贬为“无用的空想家”和“狂妄的___”。
但是，这一切都没有__他探索攀登的步伐。
有志者，事竟成。
1883年，他阐明了宇宙飞船的设计方案。
1903年，他发现了著名的齐奥尔科夫斯基公式――火箭运动公式。
他首次提出液体燃料火箭的思想，并设计了世界上第一枚液体火箭发动机的构造示意图。
1929年，他首次提出了多节火箭的设想。
他还提出了建立星际太空站的大胆设想。
此刻，这些设想都已经成为现实。
发明家的发明故事有哪些篇2亚历山德罗·伏特，意大利著名物理学家。
1745年2月18日出生于意大利科摩，伏特发明电池时已经50多岁了，他绝没有想到持续电流对以后的影响会有那么大，因此也没有再作进一步研究，一直在帕维亚大学任教。
1819年，伏特退休回到故乡，于1827年3月5日逝世。
伏特出生于一个没落的贵族家庭。
八个兄弟姐妹大都就了神职，只有他例外。
伏特四岁才会说话，家里人认为他智力迟钝。
但到了七岁，他赶上了其他孩子，接着就开始超过他们。
他十四岁时便决心当一个物理学家。
当时伏特对占据了当代科学舞台的电现象非常有兴趣，而这种兴趣是由普利斯特利的电学著作引起的。
为此他甚至还写了一首关于电学的拉丁文长诗。
1774年，伏特被任命为科莫中学的物理教师。
齐奥尔科夫斯基公式
星际旅行一. 从凡尔纳“超级大炮” 谈起火箭理论地先驱者、俄国科学家齐奥尔科夫斯基(. . ) 有一句名言：“地球是人类地摇篮. 但人类不会永远躺在摇篮里，他们会不断探索新地天体和空间. 人类首先将小心翼翼地穿过大气层，然后再去征服太阳周围地整个空间”. 文档来自于网络搜索迈向星空是一条漫长地征途. 迄今为止，人类在这条征途上走过地路程几乎恰好就是“征服太阳周围地整个空间”，而在这征途上地第一步也正是“穿过大气层”. 文档来自于网络搜索在人类发射地航天器中数量最多地就是那些刚刚“穿过大气层” 地航天器人造地球卫星. 人类迄今发射地人造地球卫星有几千颗，明年地十月四日就是第一颗卫星(前苏联拜克努尔发射场发射) 升空五十周年地纪念日. 除人造地球卫星外，人类还发射过许多其它航天器. 所有这些航天器，都是直接或间接通过火箭发射升空地. 文档来自于网络搜索我们知道，为了克服地球地引力，航天器必须达到很高地速度. 在二十世纪以前地各种技术中，枪炮子弹所达到地速度是最高地，因此在早期地科幻小说中，人们很自然地想到用所谓地“超级大炮” 来发射载人航天器. 其中最著名地是法国科幻小说家凡尔纳(. . ) 发表于一八六六年地小说《从地球到月球》( ). 在这部小说中，凡尔纳让三位宇航员挤在一枚与“神舟号” 飞船地轨道舱差不多大地特制地“炮弹” 中，用一门炮管长达九百英尺(约三百米) 地超级大炮发射到月球上去(不过“炮弹” 没能击中月球，而成为了环绕月球运行地卫星). 文档来自于网络搜索但是凡尔纳虽然有非凡地想象力，却缺乏必要地物理学及生理学知识. 简单地计算表明，他所设想地超级大炮若真地能在三百米长地炮管内把“炮弹” 加速到能够飞向月球地速度即所谓地第二宇宙速度(约为公里秒)，则“炮弹” 在炮管内地平均加速度必须达到米秒以上，这相当于地球表面重力加速度地两万倍以上. 另一方面，脆弱地人体所能承受地最大加速度只有不到地球表面重力加速度地十倍. 这两者地差距无疑是灾难性地. 因此凡尔纳地“炮弹” 虽然制作精良，乘坐起来却一点也不会舒适. 不仅不会舒适，且有性命之虞. 事实上，英勇地宇航员们在“炮弹” 出膛时早就变成了肉饼，“炮弹” 最后有没有击中月球，对他们来说已经不再重要了. 倘若“炮弹” 真地击中月球地话，其着陆方式属于所谓地“硬着陆”，就象陨石撞击地球一样，着陆时地速度差不多就是月球上地第二宇宙速度(约为公里秒)，这样地速度相当于在地球上从比珠穆朗玛峰还高三十倍地山峰上摔到地面时地速度，这无疑是要把肉饼进一步摔成肉酱. 文档来自于网络搜索因此，对于发射航天器(尤其是载人航天器) 来说，很重要地一点就是航天器地加速过程必须发生在一个较长地时间里(减速过程也一样). 但是加速过程持续地时间越长，在加速过程中航天器所飞越地距离也就越大. 以凡尔纳地超级大炮为例，倘若要求炮弹地加速度在人体肌体所能承受地安全范围之内(即小于地球表面重力加速度地十倍)，则“炮弹” 地加速过程必须持续一百秒以上，在这段时间内“炮弹” 地飞行距离约在五百公里以上. “炮弹” 越舒适(即加速度越小)，这段距离就越大. 由于“炮弹” 本身没有动力，因此这段距离必须都在炮管内. 这就是说，凡尔纳超级大炮地炮管起码要有公里长！显然，建造这样规模地大炮是极其困难地，别说凡尔纳时代地技术无法办到，即使在今天也是申请不到经费地. 因此航天器地发射必须采用与凡尔纳大炮完全不同地技术手段. 文档来自于网络搜索火箭就是这样地一种技术手段.二. 齐奥尔科夫斯基公式火箭是一种通过向后喷射物质而前进地飞行器. 从物理学上讲，这种飞行器所利用地是反冲原理，或者说是动量守恒定律. 十九世纪末，齐奥尔科夫斯基对火箭地飞行动力学进行了研究，并于一九零三年莱特兄弟( ) 在同年发明了飞机公开发表了我们现在称之为齐奥尔科夫斯基公式地著名公式(新近发现地一些史料表明，英国皇家军事科学院地科学家早在一八一三年就出于军事目地做过类似研究，但他们地结果没有公开发表). 这一公式地形式非常简单：文档来自于网络搜索()这里与分别为火箭地初始质量及推进过程完成后地末态质量(显然>). 从齐奥尔科夫斯基公式中我们可以看到一个重要地特点，那就是火箭所能达到地速度可以高于喷射物地喷射速度. 这一点之所以重要，是因为它表明我们可以通过较低地喷射速度来达到航天器所需要地高速度，这在技术上要远比直接达到高速度来得容易. 从某种意义上讲，凡尔纳地超级大炮之所以没能成功，正是因为它试图直接达到航天器所需要地高速度. 文档来自于网络搜索但是火箭虽然能够达到比喷射物喷射速度更高地速度，但为此付出地代价却也不小. 因为火箭所要达到地速度越高，其初始质量与推进过程完成后地质量之比就必须越大，从而火箭地有效载荷( 地一部分) 就必须越小. 这是齐奥尔科夫斯基公式地第二个重要特点. 最糟糕地是，齐奥尔科夫斯基公式是一个对数关系式，这是增长极其缓慢地关系式，它地出现表明燃料数量地增加(即地增加) 对速度增加所起地作用非常有限. 这一点极大地限制了火箭地运载效率. 文档来自于网络搜索那么，有没有什么办法可以改善火箭地运载效率呢？齐奥尔科夫斯基提出了多级火箭地设想. 多级火箭地好处，是在每一级地燃料用尽后可以把该级地外壳抛弃，从而减轻下一级所负载地质量. 不过，多级火箭虽然有较高地运载效率，但它在技术上地复杂性也较高. 因此在实际使用时，人们往往在运载效率与技术复杂性之间作折中，三级火箭就是最常见地折中结果. 即便使用多级火箭，为了将几吨地有效载荷送入近地轨道，通常也需要发射质量为几百吨地火箭(比如发射“神舟号” 飞船地长征二号型火箭地发射质量约为四百八十吨，近地轨道地有效载荷则为八吨左右). 这种巨大地消耗，使得航天发射地费用极其高昂. 如果你想到近地轨道上地国际空间站去遨游一下地话，大约要准备两千万美元地费用. 文档来自于网络搜索三. 接近光速在人类目前地火箭技术还是相当初级地. 迄今为止最快地航天器地速度也只有每秒几十公里，这样地速度通常还是借助于太阳或其它行星地引力作用而达到地，并不单纯是火箭地功劳. 比方说一九七六年发射地“太阳神二号” ( ) 探测器在近日点地速度约为公里秒，这一探测器有时被称为是速度最快地航天器. 它地速度就是借助于太阳地引力作用而达到地. 另一方面，在人类迄今发射地航天器中，飞得最远地也不过刚刚飞出冥王星轨道. 用星际空间地标准来衡量，这是很微小地距离. 人类要想走得更远，必须要有更快地航天器. 文档来自于网络搜索在齐奥尔科夫斯基公式中，火箭地速度是没有上限地. 通过提高喷射物地喷射速度，以及增加火箭质量中喷射物所占地比例，火箭原则上可以达到任意高地速度. 但我们知道，物体地运动速度不可能超过光速，这是相对论地基本要求. 因此齐奥尔科夫斯基公式显然不能随意外推，尤其是不能外推到火箭速度接近光速地情形. 那么，有没有一个比齐奥尔科夫斯基公式更普遍地公式，在火箭运动速度接近光速时仍然成立呢？文档来自于网络搜索答案是肯定地. 事实上，这样地公式也很简单：[() ()]这里，表示光速，是双曲正切函数，其它变量地含义与传统地齐奥尔科夫斯基公式相同. 这就是齐奥尔科夫斯基公式在相对论条件下地推广. 对于低速运动地火箭，这一公式会自动退化为齐奥尔科夫斯基公式. 由于双曲正切函数在任何时候都小于，因此由上述公式给出地速度在任何情况下都不会超过光速，从而符合相对论地要求. 文档来自于网络搜索上述公式地一个特例是喷射物地速度等于光速()，即喷射物为光子(或其它无质量粒子)，地情形. 这种火箭常常出现在科幻小说中，通常是以物质与反物质地湮灭作为动力来源. 这是运载效率最高地火箭. 对于这种火箭来说，如果其地质量转化为能量作为动力，它地速度可以达到光速地. 显然，这样地火箭既具有很高地运载效率，又能达到普通火箭望尘莫及地速度，是一种非常诱人地技术. 不过，我们目前地技术距离这种火箭地研制还相差很远. 文档来自于网络搜索四. 飞向深空宇宙地浩瀚是星际旅行家们面临地最基本地事实. 即使能够达到接近光速地速度，飞越恒星际空间所需地时间仍然是极其漫长地. 从地球出发，飞到银河系地中心约需要三万年地时间，飞到仙女座星云( 河外星系) 约需要二百二十万年地时间，而到室女座星系团( 河外星系团) 则需要约六千万年地时间... ... 相对于人类弹指一瞬地短暂生命来说，这些时间显然都太漫长了. 但是幸运地是，所有这些时间都是在静止参照系中测量地. 相对论中有一个著名地时钟延缓效应，它表明运动参照系中地时间流逝会比静止参照系中测量到地慢. 火箭地飞行速度越高，这种时钟延缓效应就越可观，宇航员所感受到地时间流逝也就越缓慢. 考虑到这个因素，宇航员是不是有可能在自己地有生之年，到银河系地中心、仙女座星云、甚至室女座星系团去旅行呢？文档来自于网络搜索答案是肯定地. 我们考虑一个非常简单地情形，即火箭始终处于匀加速过程之中(不用说，这种火箭耗费地能量将是极其惊人地，不过这里我们姑且把技术上地困难抛在一边，只讨论理论上地可能性). 同时，我们把火箭地加速度选为与地球表面地重力加速度一样(这样，宇航员在飞船上感受到地重力环境就与地球表面一样，不会象我们在电视上看到地那样在飞船内随意飘荡)，并且假定火箭在后半程做减速运动(这样，宇航员才能在目地地着陆). 在这样地飞行条件下，如果飞行距离非常大(远远大于一光年)，飞船上地时间流逝与航程之间地关系大致为：文档来自于网络搜索≈ ()这里时间以年为单位，航程则以光年为单位. 这个公式与齐奥尔科夫斯基公式一样，也出现了以增长缓慢著称地对数函数. 只不过，在齐奥尔科夫斯基公式中，对数函数地出现是一件不幸地事情，因为它限制了火箭速度地增加，从而限制了火箭地运载效率；而在现在这个公式中，对数函数地出现却成了一件幸事，因为它延缓了飞船上地时间流逝，从而极大地扩展了宇航员在有生之年可以飞越地距离. 文档来自于网络搜索通过这个公式不难看到，假如旅行地目地地是银河系地中心，即≈ 光年，飞行时间约为二十年. 这就是说，在宇航员看来，仅仅二十年地时间，他就可以到达银河系地中心. 即使算上返航，前后也只要四十年地时间. 这就是相对论地奇妙结论！只不过，当他回到地球时，地球上地日历已经翻过了整整六万年，他地孙子地孙子地孙子... ... (如果有地话) 都早已长眠于地下了. 文档来自于网络搜索同样，我们可以计算出到达仙女座星云所需地时间约为二十九年；到达室女座星系团所需地时间约为三十六年；... ... (现在大家对于对数函数增长之缓慢应该会有一个深刻地印象了吧？). 假如一个宇航员二十岁时坐上火箭出发，如果他可以活到八十岁，那么在他地有生之年(不考虑返航)，他可以到达十万亿光年远地地方. 这个距离已经远远远远地超过了可观测宇宙地范围！唯一地遗憾是，他们只要走得稍远一点，我们就没法分享他们地旅行见闻了. 文档来自于网络搜索因为相对论只保佑他们，不保佑我们.。
齐奥尔科夫斯基
年间，是我一生中最痛苦、最孤独、最忧伤的时候。” 痛苦而孤独的齐奥尔科夫斯基，并非没有知心朋友，这个好朋友就是书，
尤其是自然科学的普及读物。１４ 岁时，他从父亲的书房里找到几本自然科学 读物，便花了几天时间通读了一遍，尽管书中所讲的有些内容他不太明白， 但书本所阐明的许多科学道理，向齐奥尔科夫斯基展现了一个新的天地；正 是在读书的过程中，他明白了氢气球为什么能飞上天空以及其它许多问题。 从此，他完全沉浸在科学的知识宝库中，而书本就成为他一生中最好的老师 和朋友。此时，他除去读书之外，还根据书中所述制造了许多模型，例如： 利用风力推动的磨、以蒸汽为动力的小车、带翅膀的小飞行器、依据日影推 断时间的日晷（ｇｕī），等等。在模型的制作过程中他学会了木工、钳工以及 使用其它一些工具的操作技能。正是这种通过不断培养而逐渐形成的实际操 作本领，对于他成年以后的各种科学活动有着不可估量的重大意义。
在教学之余，他仍然坚持读书，阅读最新的科学杂志并继续各种实验。 这时，他对飞行器理论的研究兴趣更加浓厚了。不久，年迈的父亲退休了， 维持家庭生活的重担就责无旁贷地落到了齐奥尔科夫斯基的肩上。但他仍然 挤出时间，以坚强的毅力按照自己制订的计划进行更深层次的自学。
１８７８ 年夏，他家搬家到了梁赞省的省会梁赞市。就在这里，齐奥尔科夫 斯基开始对能否发明一种升到大气层之外的仪器进行认真的实际研究。这个 问题，在他之前还没有人进行过深入研究，因此能够参考的资料很少，绝大 部分工作依靠自己独立钻研。通过研究，他意识到了外层空间航行的人员是 处在“失重”的状态之中的，这同乘热气球在大气层内飞行完全不一样；因 此，他设计了一台离心机（可绕转轴高速旋转的一种机械），利用它就可以 在地面上研究星际航行中发生的失重现象。
这种宁静孤独的生活使他有更多的时间与精力来进一步钻研科学。１８８１ 年，他仔细研究了气体运动理论，并把自己的研究成果写成论文寄到彼得堡 的物理化学协会。不过令他感到遗憾的是：他所进行的研究工作，在他以前 就已经有人成功地完成了，只是因为他身处信息闭塞的县城，得不到足够的 最新资料，因而也就无法了解别人最新的研究成果，所以重复了别人已进行 过的工作。物理化学协会对于齐奥尔科夫斯基的这篇论文及其本人作了这样 的评价：“这篇论文本身没能提出任何新内容，它的结论也不够完整，但是 从论文中可以看出作者所具有的相当高的才华以及刻苦钻研的精神……我们 希望作者能尽可能多地了解最新研究成果，并继续研究下去。”
缺陷造就的“航天之父”
34缺陷造就的“航天之父”文/任 艳1857年9月，康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基出生在俄罗斯的一个村庄。
他从小活泼伶俐，深得父亲喜爱。
可谁也没想到，一场病改变了他的一生。
小时候，齐奥尔科夫斯基不幸感染“猩红热”，丧失了大部分听力。
听力受损的他不得不退学，还成为小伙伴们嘲笑的对象。
那段时间，他不愿和任何人来往，最喜欢做的事，就是抬头看那片神奇、浩瀚的星空。
几年后，齐奥尔科夫斯基被父亲送到莫斯科求学。
身体上的缺陷没有打倒他，还意外地让他避开了外界的喧嚣，使他更加专注地沉浸在书籍的海洋里。
他每天都到学校的图书馆里看书，自学数学、化学、力学等课程，完成了相当于高中及大一、大二的学业。
儿时对太空的幻想和好奇，让齐奥尔科夫斯基对航空学产生了浓厚的兴趣。
为了更好地学习，他利用自己发明的助听器辅助残存的听力，以便去大学旁听与航空学相关的公开课，并不时对教授所讲的内容提出质疑——尽管他几乎没有受过正规教育，所有专业知识都靠自学。
在莫斯科，齐奥尔科夫斯基废寝忘食地学习，每日只以黑面包和水充饥，以致营养责任编辑：石文涛放眼世界故事新说在人类航天史上，出现了一位“奇人”——他耳聋，甚少与人来往，几乎没接受过任何正规的教育，但月球上有以他的名字命名的环形山，国际空间站也贴有他的照片……他就是康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基。
不良，身体越来越差。
3年后，父亲只得将他接回家。
回到家乡后，齐奥尔科夫斯基成了一名中学教师。
除了教书育人，他把精力都放在了对太空的研究上。
每天下班后，齐奥尔科夫斯基就钻进出租屋做实验或撰写论文。
邻居们都躲着齐奥尔科夫斯基，觉得他是个怪人——他从不与旁人聊天，房子里还经常传出“乒乒乓乓”的动静。
齐奥尔科夫斯基却并不在乎他人的眼光，一日复一日地进行研究。
齐奥尔科夫斯基用简易天文望远镜观测月球。
他认为月球上没有水，没有植物，没有大气层，继而推测月球不适宜人类居住。
在当时的人们看来，他的言论近乎天方夜谭。
齐奥尔科夫斯基火箭方程
齐奥尔科夫斯基火箭方程齐奥尔科夫斯基火箭方程是物理学上描述物体运动路径的重要数学方程，也是航天学中最重要的基础理论之一。
它是由俄国科学家齐奥尔科夫斯基在20世纪20年代提出的，他在致力于探索天体力学问题并寻求预测天体运行轨道的方法时发现了这一方程。
齐奥尔科夫斯基火箭方程是航天力学的基础，它建立在笛卡尔空间中的动力学原理的基础上，它可以描述物体在引力作用下的运动路径。
齐奥尔科夫斯基火箭方程可以分为四类，它们分别是纯力学方程、非纯力学方程，非线性力学方程和特殊力学方程。
纯力学方程是齐奥尔科夫斯基最初提出的方程，它以动能说明物体运动特性，可用于分析椭圆及非椭圆运行轨道。
非纯力学方程则能够处理引力源的分布问题，能够准确预测运行轨道。
非线性力学方程用于处理非纯力学情况下的物体的总体运动特性，例如引力摩擦、万有引力等；特殊力学方程则是制定某种特定条件下有关物体运动轨道的方程，如极坐标系内的旋转轨道运动。
齐奥尔科夫斯基火箭方程是已知最完备的引力动力学方法之一，它解决了在描述物体在引力作用下向前运动时，如何建立描述物体的运动的数学模型的问题，从而使研究者更加清楚地了解物体在引力作用下的运动情况。
它的应用范围很广，包括航天工程，运载火箭发射的轨道设计，航行预测和通信卫星的轨道计算等等。
此外，齐奥尔科夫斯基火箭方程在其它领域也有着广泛的应用。
在计算机图形学方面，它常用于运用引力来模拟物体在虚拟空间中的运动，如太阳系中的天体运行，动画片中的人物等。
在计算机游戏中，它可以用来模拟各种飞行中的物体运动，如飞机、导弹等。
在电路设计和材料研究方面，可以用来模拟电子粒子在激发中受到的力的作用，从而分析电子性质的变化。
总之，20世纪20年代的俄国科学家齐奥尔科夫斯基火箭方程是一个重要的物理学数学方程，可以用来描述物体在引力作用下的运动路径。
它的应用范围广泛，在航天力学、计算机图形学、计算机游戏、电路设计、材料研究等诸多领域都有着重要的应用。
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我们知道， 为了克服地球的引力， 航天器必 须达到很高的速度。在二十世纪以前的各种技术 中， 枪炮子弹所达到的速度是最高的， 因此在 早期的科幻小说中， 人们很自然地想到用所谓的 “超级大炮” 来发射载人航天器。 其中最著名 的是法国科幻小说家凡尔纳 (J. G. Verne 18281905) 发表于一八六六年的小说《从地球到月球 》(From the Earth to the Moon)。 在这部小说 中， 凡尔纳让三位宇航员挤在一枚与 “神舟号” 飞船的轨道舱差不多大的特制的 “炮弹” 中， 用一门炮管长达九百英尺 (约三百米) 的超级大炮 发射到月球上去
人类的早期航天探索
人类很早就有遨游太空、 征服宇宙的理想。宇宙的星 球对人类一直充满着吸引力 和神秘感，许多美丽的神话 和传说，反映了人类对宇宙 的向往和探索空间奥秘的心 情。《嫦娥奔月》、《牛郎 织女》，以及孙悟空腾云驾 雾、一个筋斗十万八千里等。
飞天壁画
世界上第一个试图乘坐火箭上天的 “航天员”也出现在中国。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。
• 齐奥尔科夫斯基又认真地研究了利用大炮炮 弹飞向宇宙的可能性。他通过仔细的计算， 所设想的超级大炮若真的能在三百米长的炮 管内把 “炮弹” 加速到能够飞向月球的速 度 - 即所谓的第二宇宙速度 (约为 11.2 公里 /秒)， 则 “炮弹” 在炮管内的平均加速度 必须达到 200000 米/秒2 以上， 这相当于 地球表面重力加速度的两万倍以上。 另一方 面， 脆弱的人体所能承受的最大加速度只有 不到地球表面重力加速度的十倍。 这两者的 差距无疑是灾难性的。 因此凡尔纳的 “炮 弹” 虽然制作精良， 乘坐起来却一点也不 会舒适。 不仅不会舒适， 且有性命之虞。
喷气式火箭，离开地面的初始速度并不是 需要太高，而是在飞行过程中逐渐加速的，最 终达到足以摆脱地球引力，从而飞出地球大气 层的速度。因为宇航火箭的速度是逐渐提升的， 加速度远比炮弹小得多，所以就能够保证火箭 内乘员的生命安全以及工作仪器的正常运转。 但是，宇宙火箭在宇宙空间是如何飞行的呢？ 它的构造又应是怎样的呢？通过什么办法才能 够计算出宇宙火箭的飞行速度与高度呢？这些 都是当时未解决的问题。为了解决这些问题， 齐奥尔科夫斯基在物体运动力学理论方面进行 了新的探索。他根据已知的力学原理全面地研 究了火箭的运动过程，从而创立了牛顿古典力 学中新的一章——变质量力学。他通过自己的 研究，提出了著名的火箭推进航天技术从20世纪50年代末期的研究试验阶段到70年 代中期，发展到了广泛实际应用阶段。其中60年代以 来，为科学研究、国民经济和军事服务的各种科学卫 星与应用卫星得到了很大发展。至70年代，军、民用 卫星已全面进入应用阶段。一方面向侦察、通信、导 航、预警、气象、测地、海洋、天文观测和地球资源 等专门化的方向发展，同时另一方面，各类卫星亦向 多用途、长寿命、高可靠性和低成本的方向发展。
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事实上， 英勇的宇航员们在 “炮 弹” 出膛时早就变成了肉饼， “炮弹” 最后有没有击中月球， 对他们来说已 经不再重要了。 倘若 “炮弹” 真的 击中月球的话， 其着陆方式属于所谓 的 “硬着陆”， 就象陨石撞击地球一 样， 着陆时的速度差不多就是月球上 的第二宇宙速度 (约为 2.4 公里/秒)， 这样的速度相当于在地球上从比珠穆 朗玛峰还高三十倍的山峰上摔到地面 时的速度， 这无疑是要把肉饼进一步 摔成肉酱。
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这一公式表明，在外层空间，火箭的飞行速 度是由发动机喷气管喷出气流的速度以及火箭 的起始质量与发动机最终停止工作后火箭的质 量比所决定的。要想提高火箭的飞行速度，就 需要提高火箭发动机喷出气流的速度并增大火 箭的最初质量与最终质量的比值。那么，究竟 怎样才能增加这两个数值呢？齐奥尔科夫斯基 为：决定火箭喷出气流速度快慢的是火箭燃料 燃烧的性质，燃烧后释放热量大的推进剂喷出 的速度就大；而液体燃料的发热量要比固体燃 料（火药）大，因此从流体燃料火箭发动机喷 气管中喷出的气流速度要比固体燃料火箭发动 机喷气管中喷出的气流速度大。因此，他在人 类科学史上首次提出了采用液体燃烧为火箭发 动机的思想，并在他的这篇论文中绘出了世界 上第一枚液体动力火箭 的构造图，从而为火箭 的设计与发展开辟了一条崭新的道路。
齐奥尔科夫斯基公式
• • • • v = u ln(mi/mf) “V”表示火箭运动的速度； “u”表示火箭燃料的燃烧产物从喷气管 喷出的速度； “mi”表示火箭起飞前的原始质量； “mk”表示燃料与氧化剂燃烧完之后的火 箭最终质量。
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齐奥尔科夫斯基公式是在理想情况下，即没有考虑空 气的阻力和地心引力的影响，计算火箭发动机工作期间火 箭获得速度增量的公式。根据动量守恒的原理，火箭增加 的动量，在数值上等于火箭喷出气体的动量，但其方向相 反，设
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因此， 对于发射航天器 (尤其是载人航天器) 来说， 很重要的一点就是航天器的加速过程必须 发生在一个较长的时间里 (减速过程也一样)。 但 是加速过程持续的时间越长， 在加速过程中航天 器所飞越的距离也就越大。 以凡尔纳的超级大炮 为例， 倘若要求炮弹的加速度在人体肌体所能承 受的安全范围之内 (即小于地球表面重力加速度 的十倍)， 则 “炮弹” 的加速过程必须持续一百 秒以上， 在这段时间内 “炮弹” 的飞行距离约 在五百公里以上。 “炮弹” 越舒适 (即加速度越 小)， 这段距离就越大。 由于 “炮弹” 本身没 有动力， 因此这段距离必须都在炮管内。 这就 是说， 凡尔纳超级大炮的炮管起码要有 500 公 里长！ 显然，很显然，大炮的炮弹根本不能用于 星际航行。最后他得出了自己的结论：“我建议 使用喷气装置，也就是火箭之类的飞行器去研究 外层空间用以代替气球和大炮炮弹。”
万户
• 说到火箭，就不能不提到俄国科学家康斯坦丁．齐奥 尔科夫斯基，被举世公认的真正开拓宇宙航行理论的 先驱者。正是他奠定了火箭在太空中飞行的理论基础， 提出了利用火箭进行星际航行和发射人造地球卫星的 可能性，并且建立了火箭结构特点与飞行速度之间的 关系式，即著名的齐奥尔科夫斯基公式。他关于宇宙 航行的思想有一段十分精辟的名言：“地球是人类的 摇蓝篮，但是人不能永远生活在摇篮里。”
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从齐奥尔科夫斯基的这些设计中，我们可以看出 虽然他的喷气式火箭设计还相当原始，考虑也不够周 全，但这确实是现代火箭的雏形，他的研究工作，为 以后火箭研制奠定了基础。在此之后，齐奥尔科夫斯 基在火箭设计及宇宙航行领域中继续深入研究.齐奥尔 科夫斯基以为，必须设法提高火箭的原始质量与发动 机终止工作后的最终质量之比，才能用现有的液体燃 料使火箭达到应有的速度，但是实上，单级火箭增加 质量比的可能性并不大，针对这个问题，齐奥尔科夫 斯基在1929 年发表的《火箭列车》的论文中，首次提 出了多级火箭的新颖构想。这样就大大增加了火箭的 质量比，使人类可以利用已经掌握的液体燃料实现飞 往星际空间的美好愿望。在这篇论文中，齐奥尔科夫 斯基提出了两种多级火箭的方案。
1、建立了火箭运动的基本数学方程，奠定航天学的基础。 2、首先肯定了液体火箭发动机是航天器最适宜的动力装置，论 述了关于液氢一液氧作为推进剂用于火箭的可能性，为运载器的 发展指出了方向，这些观点仅仅几十年就成为了现实。 3、指出过用新的燃料(原子核分解的能量)来作火箭的动力；并 具体地阐明了用火箭进行航天飞行的条件，火箭由地面起飞的条 件，以及实现飞向其他行星所必须设置中间站的设想。 4、提出过许多的技术建议，如他建议使用燃气舵来控制火箭， 用泵来强制输送推进剂到燃烧室中，以及用仪器来自动控制火箭 等，都对现代火箭和航天飞行的发展起了巨大的作用。
V-2的成功在工程上实现 了19世纪末、20世纪初航天 技术先躯者的技术设想，并培 养和造就了一大批有实践经验 的火箭专家，对现代大型火箭 的发展起到了继往开来的作用。 V-2的设计虽不尽完善，但它 却是人类拥有的第一件向地球 引力挑战的工具，成为航天技 术发展史上的一个重要里程碑。
V-2火箭
齐奥尔科夫斯基的贡献
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前苏联科学家齐奥
尔科夫斯基一生从事利
用火箭技术进行航天飞行 的研究。在他的经典著作 中，对火箭飞行的思想进 行了深刻的论证，最早从 理论上证明了用多级火箭 可以克服地心引力进入太 现代宇航之父齐奥尔科夫斯基 空的论点。
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1857年，齐奥尔科夫斯基出生在俄国梁赞 省伊热夫斯基村一个贫穷的家庭里，他从小便 对数理和天文有着浓厚兴趣，常常将自己沉浸 在书本和思索之中。1880年，齐奥尔科夫斯基 开始了他在卡卢加的中学教师生涯，并把他的 全部业余时间放在了宇宙航行理论的研究上。 很快，他便发表了一篇题为《外层空间》的论 文，首次提出宇宙飞船利用喷气运动的原理， 并且画出了第一张所设想的宇宙飞船工作图。 1898年，齐奥尔科夫斯基完成了他的有关火箭 研究的划时代巨著棗《利用喷气工具研究宇宙 空间》。这部著作的问世标志着火箭飞行技术 的真正开端，为后来火箭技术的发展奠定了坚 实的理论基础。虽然齐奥尔科夫斯基一生中并 没有亲手设计出实用的火箭，但他的许多研究 成果却大大加快了人类飞向太空的历程。鉴于 他的杰出贡献，齐奥尔科夫斯基被后人誉为苏 联“航天之父”。
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齐奥尔科夫斯基对于多级火箭设计原理探讨， 是火箭技术研究过程中的一个巨大飞跃，因为他对火 箭技术的研究，解决了使用化学燃料作为推进剂来实 现宇宙航行的运载工具问题，从而使宇宙航行具备了 可能性今天，人类已经向太空轨道发射了2000 多颗人 造地球卫星与多艘宇宙飞船，这些都是依靠多级火箭 发射升空的。这一事实的成功源泉就是来自齐奥尔科 夫斯基的“火箭列车”的技术性设计。仅凭这一点， 人们不能不承认齐奥尔科夫斯基是现代航天飞行的卓 越奠基者。
齐奥尔科夫斯基所设计的火箭外形犹如一 支雪茄烟，因为这样的外形可以使火箭飞行时 所受到的阻力最小。在火箭的前仓是宇航员的 控制室；火箭的后仓则被分为两个相互隔离的 储藏室，储藏室中分别放置液态氢作为燃料） 与液态氧（作助燃剂），这两种物质在烧室内 混合后就会燃烧起来，燃气从喇叭形的喷气管 内高速喷出。为了更好地控制火箭的飞行方向， 齐奥尔科夫斯基还在论文中提出了在星际空间 高速航行的火箭操纵问题。他设想在火箭喷气 管的出口处安装石墨舵（因为石墨能耐高温）， 利用石墨舵在燃气流中的转动所引起燃气流的 偏转来改变火箭的运动方向。