有哪些航空航天上的事实，没有一定航空航天知识的人不会相信？

大多数人会觉得，爱因斯坦相对论主要应用于高速状态、微观世界和宇观世界，离我们的日常生活似乎很遥远。其实不然，它也有贴近我们生活的一面，其中一个著名的例子就是全球定位系统（GPS）。GPS的误差来源里有一项是相对论效应的影响，通过修正相对论效应可以得到更准确的定位结果。

爱因斯坦的时间和空间一体化理论表明，卫星钟和接收机所处的状态(运动速度和重力位)不同，会造成卫星钟和接收机钟之间的相对误差。由于GPS定位是依靠卫星上面的原子钟提供的精确时间来实现的，而导航定位的精度取决于原子钟的准确度，所以要提供精确的卫星定位服务就需要考虑相对论效应。

狭义相对论认为高速移动物体的时间流逝得比静止的要慢。每个GPS卫星时速为1.4万千米，根据狭义相对论，它的星载原子钟每天要比地球上的钟慢7微秒。另一方面，广义相对论认为引力对时间施加的影响更大，GPS卫星位于距离地面大约2万千米的太空中，由于GPS卫星的原子钟比在地球表面的原子钟重力位高，星载时钟每天要快45微秒。两者综合的结果是，星载时钟每天大约比地面钟快38微秒。

这个时差看似微不足道，但如果我们考虑到GPS系统要求纳秒级的时间精度，这个误差就非常可观了。38微秒等于38000纳秒，如果不加以校正的话，GPS系统每天将累积大约10千米的定位误差，这会大大影响人们的正常使用。因此，为了得到准确的GPS数据，将星载时钟每天拨回38微秒的修正项必须计算在内。

为此，在GPS卫星发射前，要先把其时钟的走动频率调慢。此外，GPS卫星的运行轨道并非完美的圆形，有的时候离地心近，有的时候离地心远，考虑到重力位的波动，GPS导航仪在定位时还必须根据相对论进行计算，纠正这一误差。

一般说来，GPS接受器准确度在30米之内就意味着它已经利用了相对论效应。

由于广域增强系统依赖从地面基站发出的额外信号，以地面时间为基准，与卫星钟时间无关。因此配备了这种系统的GPS接收器，就不存在相对论效应了。

由此可见，GPS的使用既离不开狭义相对论，也离不开广义相对论。早在1955年就有物理学家提出可以通过在卫星上放置原子钟来验证广义相对论，GPS实现了这一设想，并让普通人也能亲身体验到相对论的威力。

文章来源：北斗卫星导航系统官网

飞行的油桶。固定翼飞机，飞的更慢要比飞的快更难做到。但若能以极慢的速度起飞和降落，同时又能兼顾高速性能，驾驶和操作将会变得更容易、对场地要求更低，有利于大众飞行的普及，但如何解决呢？

波音737的起飞时速接近300公里，如果踩住刹车，想办法让流过机翼的风速达到300公里，那么飞机就能原地垂直起飞了。在大飞机上想要做到这一点是很难的，但对于小飞机来说就比较容易实现了。

最早想到这个办法的是马里兰州发明家、工程师卡斯特，20世纪20年代初一场飓风袭来时，年轻的卡斯特正躲在一个谷仓中避风，然而屋顶却被大风刮掉了。对飞机着迷的卡斯特意识到，高速的风在屋顶产生了低气压，而谷仓内的压力是正常的，内外压力差导致屋顶被大风“吸”起来了，这与飞机机翼上产生升力的原理相同。

虽然屋顶被大风掀掉的现象并不少见，但卡斯特却敏锐的捕捉到了关键之处，谷仓在这个过程中并没有移动、升力就产生了。对于飞机来说，重要的是空气在机翼上方的流动速度，而不是飞机本身的速度。

于是，他根据谷仓中的启示在1928年制作了一个模型，并于次年获得了第一个专利。1940年获得资金支持后，建造了第一架原型飞机CCW1（现保存在美国国家航空航天博物馆）。

这架飞机外形很奇特，机翼下面就像挂着被劈成两半的汽油桶。但这正是关键所在，半圆形机翼的横截面与普通飞机的一样，在飞机的速度很小时，安装在后面的螺旋桨高速旋转，使风从半圆形机翼的通道中高速流过，这时就产生了很强的升力、足以飞起来，大大减少了起飞和降落的距离，并且能以非常慢的速度在空中巡航、转弯而不会失速。

CCW1的起飞距离为61米、CCW2仅为20米，几秒之内即可起飞，能够以32公里时速慢速飞行。在1951年与鲍曼飞机公司合作后，改装出来的CCW5成为能容纳5人具有商业实用性的飞机，起飞距离46米，最低速度36～56公里，据说在1954年做到了20公里，而巡航速度为290公里。

CCW5保存在中大西洋航空博物馆。

卡斯特早期尝试过将短小的水平机翼拆除，仅凭两个“桶”就能提供足够的升力平稳飞行，真“飞桶”。若仅看静态外观的话，很少有人会相信挂俩汽油桶就能飞起来，这与平常所见的机翼差别实在是太大了。。。

这种机翼被称为沟槽机翼或半环形机翼（Channel wing），CCW就是Custer Channel wing。卡斯特曾几度寻求政府支持，但军方在测试后并没有太多兴趣，除高性能固定翼飞机和直升机技术日益成熟的原因之外，沟槽机翼也有不小的缺点。

首先就是一旦在空中出现一台发动机停车，飞机将立即失去平衡而翻滚，虽然卡斯特表示可以使用交叉轴来解决但增加了复杂度；其次是这种结构虽然在低速下运行良好，但在高速时螺旋桨周围气流扰动增加，致使噪音增大，在长期使用中会因破坏性振动损伤飞机结构；并且沟槽飞机在起飞和降落时需要较大的仰角，使得降落的危险性增高。

NASA在研究之后得出的结论是，升力和短距起降的优势并没有抵消爬升和高速能力方面的不足。卡斯特在资本的支持下，1964年设计出了量产机型，但最终通过证券市场来融资的计划由于多种原因失败了。

不过，对于这种飞行布局结构的研究并没有完全中断，德国莱茵飞机公司在1960年试飞了耦合双引擎驱动单个螺旋桨的RF1。

前苏联安东诺夫设计局1990年建造了Handiwork 181实验机，进行了很多测试，但苏联解体之后该项目由于缺乏资金而终止。

一些相关的实验室和科学家也没有放弃对这种气动结构的研究，希望能利用更先进的技术以及对升力、康达效应等更深入的理解和精确计算来进行完善，以设计出高效的小型飞行器。毕竟超短距起降、结构简单、能够慢速飞行这几点足够吸引人，在飞行中起飞和降落是难于熟练掌握的，飞行事故也多发生在这个阶段。若是能以很慢的速度起飞和降落，那么能够掌握飞行的人就会更多。

例如NASA设计的这个概念化的小东西，如果能够完美的设计制造出来，在当今个人飞行运动已经发展得比较成熟的情况下，就能够进一步让更多的人体验到飞行的乐趣，在短途商用化上也很有潜力，综合性能、易操控性和安全性要比各种旋翼直升类的更有优势。

以低速对地攻击能力强大而著名的疣猪A10大家都很熟悉，卡斯特老爷子曾经起诉过侵犯了他的专利权，因为A10的发动机布置在机翼的上方，同样的原理也发挥了一部分作用，但最终还是没有足够的证据表明侵权。

A10布局考虑比较重要的一点是，避免放在机翼下方而吸入过多的机炮烟雾，但对于同等空速时升力的增加的确有作用。

卡斯特的大半生都花费在了沟槽机翼上，被誉为短距起降的先驱，在他1985年去世以后，他的儿子哈罗德仍然在继续研究这一概念，对沟槽机翼的重生抱有乐观态度。

发动机要省油，无论是客机还是战斗机。

客机必须要省油，这个道理很多人都懂，省油的话航空公司可以多赚钱。

战斗机要省油，很多人就不明白了，军队是不差钱的。人民军队，吃皇粮，肩负保家卫国的重任，肯定不会在意那点油钱。为什么战斗机也要省油呢？因为作战半径。

什么意思呢，就是说，同一架飞机加满一箱油，用省油的发动机，从上海起飞，可以飞到北海道轰炸一圈，还有油飞回来。

用差劲的发动机呢，还是从上海起飞，飞到崇明岛就得回去，我擦，没油了。

飞行员一想：要不，顺便把崇明岛也炸了吧？反正闲着也是闲着。还可以减轻飞机重量，不然没办法降落。

顺便再说一下，飞机的起飞重量极限远比降落重量要大。比如一个飞机最大起飞重量可以到400吨，但是降落却不能超过200吨，否则没法降落。

所以客机如果刚起飞就要紧急迫降，首先要做的就是减轻重量，常用的方法是放油，就是把油箱的油放掉。总不能把乘客踢出去俩吧？他娘的以后谁还敢坐飞机啊？

放油的设施在飞机制造的时候已经做好了，一般是在机翼上，任何飞机都有。有油泵，有雾化器等装置。普通民航客机的飞行高度是一万米，那里气温是-40度。经过雾化处理后的燃油排出去马上就变成雾状，扩散在高空大气层，不会落地。放油的区域和高度民航总局也有限制。

否则，机场附近的居民还不天天端着洗脸盆子接煤油？

这就是客机在放油，很壮观。

战斗机也有放油装置，一般在喷气口旁边。当放出油遇到发动机喷出的高温气体后，会剧烈燃烧，发出浓烈的火焰，非常壮观。但是，别担心，火焰离飞机很远，不会烧到飞机。

仔细看图，大火熊熊，飞机是不是出事故了？不是，火焰不是从喷气口出来的，也不是从机体上出来的，而是从黑乎乎的下体中间一个细细的管状物射出来的乳白色液体，到了很远才燃烧。飞机没有出事，他只是在放油而已。

理论上，客机放的油也可以点火烧了，但是估计会吓坏乘客。

昭和男儿の野望——1970年 准·无控火箭 Lambda-4S-5 发射日本首枚人造卫星“大隅”号 与日本航天界早年の苦难行军

以下主要内容译自《日本の宇宙開発の歴史 [宇宙研物語]》。

今年（2018）2月3日，日本以SS-520-5火箭成功发射了一枚3U立方星，再度刷新了“世界最小运载火箭”的记录。在此之前，这个记录由1970年2月11日发射的，日本研制的Lambda-4S-5火箭保持。

和大多数国家一样，日本的航天事业也是从探空火箭起步。自1955年起，日本科学家成功发射了“铅笔（Pencil，1955）”，“宝贝（Baby，1955，第一枚两级火箭，可携带仪器）”，“Kappa”（1956~1960，达到60km高度，开始测量有意义的数据）系列的探空火箭，为人类科学的进步做出了贡献。（铅笔？重装机兵用的是这个梗？）

60年代初，为了响应国际地物年的号召，受Kappa火箭成功的鼓舞，日本决定研制最大飞行高度1000km，用于探测范艾伦辐射带内层的“Lambda”火箭和高度10000km，探测范艾伦辐射带外层的“Mu”火箭。1964年7月Lambda-3H-1火箭首次达到了预定高度。1965年，经过集思广益与深入讨论后，日本航天界决定以“Mu”为基础研制运载火箭发射科学试验卫星。而在前一年就已决定在Lambda-3H基础上研制一型火箭，以验证发射卫星所需的技术。这就是Lambda-4S。

Lambda-4S-5相比其他国家的首枚（成功的）自主运载火箭，有以下几个特点：

1. 四级半全固体设计（最接近的是印度SLV（1980），4级全固体）；

2. 前·世界最小の运载火箭；

3. 倾斜发射，瞄准角度根据当时的天气情况实时计算；

4. 前3级火箭不设制导装置，仅以定时器控制（日本社会党：制导装置 = 弹道导弹 = 军国主义复辟 = 美爹的♂爱，所以不 · 许 · 搞！）。火箭的第1级依靠尾翼稳定，第2级依靠自旋和尾翼联合，第3级依靠第2级产生的自旋。只有第4级在消旋后，依靠箭载设备调整朝向，姿态数据下传至地面站。地面站经判断后发送点火指令，火箭再起旋，抛仪器舱，点火送卫星入轨；

5. 卫星与四级发动机组合在一起，入轨后不分离；

值得一提的是，天气情况（主要是高空风向风速）是通过以雷达跟踪自由飘飞的气球计算得来的（风、风船爆弾？？？）。

Lambda-4S的基本参数为：

• 重量：9.4t；
• 全长：16.5m；
• 最大直径：735mm（尾翼不算在内）；
• 运载能力：8.9kg，算上四级发动机壳体则为14.9kg，近地点高度335km，远地点5150km，轨道倾角31度。

基本结构为：

• 助推器：俩SB-310（别笑）；
• 芯一级：L735（735mm直径）；
• 二级：L735（1/3）（截短的L735）；
• 三级：L500；
• 四级：L480S（S = Spherical?）；

Lambda-4S系列火箭直到第五（“六”，后面会解释）发才终获成功，项目负责人野村民也因此被称作“悲剧的实验主任”。

• 第一发（L-4S-1，1966/9/26）：第三级飞行姿态异常，消旋火箭点火失败，姿态控制未能进行，于第四级点火后飞离测控区。失败原因为一枚爆炸螺栓未点燃，二三级分离失败，另外电源系统在二级火箭工作时产生故障，向消旋火箭错发了停机信号。在下一发火箭中以上问题得到了相应的改正。
• 第二发（L-4S-2，1966/12/20）：消旋火箭异常，四级火箭转速过高，但被姿控装置成功修正。四级点火指令发出后，发动机未点火。失败原因为对消旋过程中信号线的受力情况估计不足导致其与四级发动机脱开，此外飞行过程中的气动加热也可能损害发动机的可靠性。这次，消旋和再起旋火箭被移动到整流罩内。
• 第三发（L-4S-3，1967/4/13）：三级点火失败，因此决定四级不点火，姿控系统工作正常，但遥测数据表明四级发动机信号线脱落再度发生。失败原因为三级发动机点火器工作不稳定——这次燃烧时间特别短，以及喷管堵盖不牢固。信号线脱落原因归结于对一二级分离时信号线受力情况估计不足。为此点火器燃烧时间被加长，同时对信号线接口进一步加强。不过，下一次发射要两年以后了。

因为困扰日本火箭研究人员的不止是技术问题，还有——渔民！

日本第一座火箭发射场位于伊豆半岛东南方向的新岛。随着日本的火箭越造越大，科学技术厅的官僚们认为新岛发射场太小，因此不顾当地政府的苦苦挽留，决定在种子岛建立新的发射场，于是带着伴手礼走进了鹿儿岛县的衙门。可是宫崎县的渔民不高兴了：“我们也在那里打鱼，火箭也会砸到我们，为什么科技厅只跟鹿儿岛打招呼？瞧不起我们吗？”

于是他们开始闹。

彼时科技厅的长官是富豪排行榜上的常客上原正吉。因为当时科技厅正在努力建设宫崎至东京的蔬菜冷链运输通道，所以上原长官常有机会拜访宫崎县衙门。可是他不去则已，去了的话就只谈蔬菜问题，对发射场的事一个字也不提。这就激怒了日本渔业协同组合。

在庆祝“正式公布建设种子岛发射场的决定”的宴会（66年8月左右）的前几天，宫崎县渔业联合会的人跑到了东京，“如果你们诚心想解决问题，就先取消宴会以表诚意”。当时的科技厅研究调整局长高桥正春和政务次官始关伊平一个说“啊，要考虑考虑”，一个说“嗯，我要认真仔细地考虑考虑”，居然成功地把人糊弄回去了。事后二人赶快向新任上司有田喜一（时任文部大臣兼科学技术厅长官）汇报，可是事情已经开始不受控制了……

有田说“长官已经定下来的事，秘书处就只管去做。公务员不要去操心什么政治。”（此处翻译存疑，原文为“事務局がどうしてもやりたいというのを、政治的配慮からやめろ、と大臣が言うのなら話は分かるが、役人の分際で政治的判断をするのはけしからん”）。高桥氏不得已向宫崎县驻京办通报了长官的决定：“发射场建设计划不变”，后者用电报通知了还在回家路上、刚到大阪的渔联代表团。被激怒的渔民们回到家里，组织起了“绝对反对斗争”。“绝对”的意思是决不允许进行火箭实验，不接受任何条件。高桥氏绝望地试图调停，可是纷争继续扩大，最后宫崎县喊出了“不光是科技厅，自卫队的演习场、内之浦的发射场（63年落成）统统滚出去！”

一件小事竟造成如此混乱……

不得已，由科技厅牵头，连同文部省和防卫施设厅三方组成了“各省联络会（种子岛周边渔业对策协议会）”商讨对策。事务次官和长官到现场视察情况，被当地群众围起来声讨，险些就回不来了。自民党（当时的执政党）的宇宙开发特别委员会则请来了鹿儿岛县出身的山中贞则议员来当说客。他前往宫崎县进行了有力的谈判活动，最终成功地使对方的“绝对反对斗争”降级为“有条件的反对斗争”，即给予必要的物质补偿以保证项目进行。这种解决问题的模式在日后被总结为“鹿儿岛方式”。在此之前，其他地区也曾发生过相似的冲突，但补偿金经过层层揩油，到个人手上就只剩下“一块抹布”。而在“鹿儿岛方式”中，补偿金被用于修理渔业组合的基础设施，形成固定资产。

（其实日本渔民真的特别有战斗力，作为“鹿儿岛妥协”的一环，种子岛发射场在2010年以前只有1月初和7月底两个渔业淡季作为发射窗口。此外渔民的战斗力在“陆奥”核动力船泄漏事件中也得到了充分的展示。曾任内阁安全保障室长的佐々淳行曾撰文回顾了这一事件，西西河上有人翻译了全文，又被知友搬运了过来：)

最终，历经波折，文部省、科技厅、防卫厅大臣与鹿儿岛、宫崎县渔联的代表于1968年8月20日在首相官邸签订调解协议。在此之前，为了避免刺激局势进一步恶化，自1967年4月起，至1968年9月的一年半时间里，内之浦和种子岛的一切火箭实验被中断。当然研制人员并没有闲着。Lambda-4T着重解决前三发所暴露出的问题，验证技术改良的效果。为了求稳，本次不要求卫星入轨，四级仅携带60%的推进剂，引起了研制团队中少壮派的不满（下！ 克！ 上！ 嗯，没有？ 这不昭和！）。

第三发半（L-4T-1，1969/9/3）：三四级分离后，三级发动机残留推力导致其与四级发生两次碰撞，所幸不严重，姿控装置成功地修正了航向。此外，四级点火早了40秒。其实如果研制者没那么保守，四级火箭满载推进剂的话，日本第一颗卫星这次就算发射成功了。卫星最终落在发射场以东4600km的太平洋中部。针对这些故障，三四级分离的时间被推后15秒以保证3级推力彻底消失，点火过早的原因推测为机电式定时器的速度控制器受损，为此对相应部件进行了加强，并在发射流程中增加确认定时器速度的步骤。

第四发（L-4S-4，1969/9/22）：又一次三四级碰撞，姿控装置无法修正。四级发动机在姿态错误的情况下点火。失败原因是对三级残余推力估计不足。在此之前，科研人员已经对反推发动机展开了试验，并于第四发发射前夕完成测试，可惜已经来不及加装了。反推发动机将装备在下一发火箭上。连续五发未能成功，科研人员的士气已经摇摇欲坠……

第五发（L-4S-5，1970/2/11）：成功。由于当天是日本建国纪念日，次日晚报休刊，NHK因此独家转播了发射过程，各家报纸只有羡慕嫉妒恨的份，说这是NHK和东大的阴谋。卫星根据发射地点被命名为“大隅”（おすみ，Osumi），因为罗马音首字母只有一个“O”显得不够大气，加个“H”写成“Ohsumi”（おおすみ）。

苏联人为了干挺美国佬而在战略武器上做出的别致设计

鉴于固体燃料技术上的相对劣势，苏联坚持在SLBM上采用液体燃料，也因此努力克服液体火箭发动机的固有缺点——重量过大。苏联采取的方法是挖空心思地优化结构，向结构设计要性能。1963年，马克耶夫局（SKB-385，曾设计“飞毛腿”）开始研制一种潜射ICBM，71年开始试射，74年装备部队。代号R-29，北约代号SS-N-8，装备667B（Delta I）型潜艇。

结构简图，看毛子如何向设计要空间：

总的来说R-29的结构有以下几个特点：

• 贮箱包在一级发动机上。
• 二级发动机直接泡在一级贮箱里。
• 弹头倒置，放在二级贮箱顶端的凹槽里。这是在导弹和弹头的气动外形间相妥协的结果。倒置弹头的设计在R-29的各种发展型和R-39（SS-N-20，装备941“台风”型）上也得到了采用。在导弹的头部整流罩之下实际上是用于末端修正的制导和推进系统。在飞行过程的最后阶段，弹头将“翻个身”，然后掉下去砸死下面的美国佬。

这样做的结果，是苏联人用1.9米直径弹体，33.3吨重量做到了射程7800km，投掷重量1100kg。苏联SSBN首次能在堡垒海域威胁到美国本土。美国参数相近的“三叉戟-I”在79年入役，不过人家是8*10万吨MIRV。

有资料认为该型导弹的设计资料被出售给朝鲜，成为其“火星-14”ICBM的技术原型。

R-36M即著名的SS-18“撒旦”，采用了分级燃烧循环的肼基发动机和化学增压（有资料认为并没有采用这种增压技术，这里姑且认为它采用了）。

液体火箭发动机的工作原理需要高的燃烧室压力，因此需要想办法对推进剂进行增压输送。为了降低泵的设计难度，分别在贮箱里和发动机的涡轮泵上进行两次增压是个好办法。贮箱增压最简单的办法是靠汽化后的推进剂，比如说从泵后引一路推进剂，先冷却燃烧室和喷管，再用燃气发生器废气加温汽化后回送贮箱就是很流行的一种设计。也可以设置惰性气体气瓶，例如氮或氦。第三种办法是用固体或液体燃料的气体发生器，比如后面会谈到的法式设计。第四种办法则是利用燃气发生器的废气进行增压，不过有限制——富燃废气只能给燃料箱增压，富氧气只能给氧化剂箱增压，否则废气会点燃贮箱内的推进剂，可能导致灾难性后果——？

R-36M解决了这个问题：它直接将燃料喷进了氧化剂箱，把氧化剂喷进了燃料箱——由于采用了自燃推进剂组合，二者相互接触后将立刻燃烧，产物则是高温高压气体（据我看到的资料称氧化剂箱增压气体温度450摄氏度，燃料箱850度，正负各50度）。这种设计极大地解放了增压系统所需的重量和空间，保证了R-36M的优越性能（一级推力终止系统还可以像固发那样直接在贮箱上开窗……）。

R-36M另外一个“惊世骇俗”的设计是——第三级是倒着飞的！

以上视频由Youtube网友 Rseferino Orbiter Filmmaker 制作，模拟器是“Orbiter Space Flight Simulator 2010 Edition”。俄“第聂伯”火箭与R-36M在硬件上几乎完全一致，飞控软件有所修改以适应发射卫星（火箭第三级想当年要负责释放10枚80万吨当量的弹头，现在拿来放卫星，真是可喜可贺）。

见过发动机能转180度的火箭吗？

弹头母舱释放弹头是一个很麻烦的过程，特别是弹头数量一多，释放窗口就会很短，每发射一枚弹头后就得赶快调整姿态以防弹头相撞。苏联的这种倒置设计使母舱可以一边飞一边下蛋，巴适得很。个人认为这是不得已的选择：苏联制导系统精度差，需要以大弹头弥补。为了保证弹头数量和突防能力采取了特别紧密的堆叠方式（据说用托架装了两层弹头），无法采用普通的释放方法，不得已便如此设计。

RSD-10/SS-20“先锋”是苏军1976年开始装备的新锐中导，主要用于打击欧亚大陆上的目标，最大的特色是依靠轮式TEL具备机动发射能力，后期型可携带分导式多弹头。

我们见到的导弹和火箭一般在头部都有一个漂亮的整流罩，而苏联的导弹设计师们说，“слишком много хлопот”（转自 王污妖 的回答）。

三个黄的圆锥体是三枚弹头，下面的瘤子据称是MIRV母舱发动机的整流罩。这样的多弹头设计在更早的R-36P/SS-9Mod4上就有，那时候还羞羞答答地配一个小整流罩。

“易拉罐”火箭

SM-65“阿特拉斯”是美国初代ICBM。它和它的苏联同行R-7有两个相似之处：液氧煤油燃料和一级半设计。不过阿特拉斯的一级半是抛发动机而不是助推器：

阿特拉斯的贮箱由耐低温不锈钢制成，为了减轻重量，厚度要做到不足1毫米。怎么保证强度呢？

如果能保证贮箱压力足够，薄壁结构也能保证强度，想想看，肥宅快乐水的铝质易拉罐可以有多结实。阿特拉斯的壳体厚度被削到不加压就会自己塌陷的程度。同样的设计也被用在美国的王牌上面级“半人马座”和SpaceX的“猎鹰1”上（相对保守，至少不会自己塌）。

“水”火箭——法国“宝石”、“钻石”系列，ESA 阿里安1~阿里安4，印度PSLV、GSLV

法国在阿里安-5之前搞的液体火箭，基本上发射前都需要往里灌水。

使用燃气发生器驱动涡轮泵的火箭发动机都需要解决一个问题：如何保证涡轮不被高温燃气烧毁？

有的发动机设计师选择在燃气中添加过量的燃料，燃料汽化吸热降低了燃气的温度，分解产物是还原性的，对涡轮没有伤害。代表作是中美那一票液发，比如SpaceX研制的Merlin，启动时那可怕的黑烟就是煤油的受热不完全分解产物。

有的设计师选择令氧化剂过量。只要舍得消耗氧化剂，配合上合适的涡轮材料，就可以把燃气温度和氧化性压制在涡轮能够承受的范围之内。对于使用有机化合物作为燃料的液发而言，富氧设计可以避免积碳问题（对分级燃烧循环的发动机尤为重要），方便了发动机的测试，也为发动机复用创造了条件。代表作是苏联研制的富氧补燃的液氧煤油发动机，由于其循环方式，用于冷却的过量氧化剂最终也能参与燃烧，造就了它们优越的性能。

而有的设计师呢，对了就是那些法（德）国人，他们估计是从鱼雷发动机得到的灵感，选择向燃烧室喷水进行降温。使用该设计的“维京”发动机装备了阿里安系列1至4型火箭，水同时作为火箭液压系统的工作介质。

其实法（德）国人往火箭里灌水的历史可以追溯到50年代用缴获的德国人（滑稽）开发的“维罗妮卡”探空火箭上。由于技术实力有限，在发动机的燃料供应方式上法（德）国人没有选择涡轮泵，而是使用了相对简单的挤压原理。火箭使用了4种推进剂：燃气发生器用的糠酸、硝酸和水（用于贮箱增压），以及发动机用的硝酸和煤油。水在冷却燃气发生器后喷入燃烧室，与燃气混合，随即进入硝酸和煤油贮箱进行增压，把燃料和氧化剂挤进发动机燃烧室。

其实这个设计不错，但在60年代法国研制首枚运载火箭“钻石”的时候还在用，就实在是有点老掉牙了。当时通过航空火箭助推器的研制，法国人已经对火箭发动机的涡轮泵有了一定的经验，为什么没有采用这项技术呢？也许有某些不可告人的原因，派系斗争什么的？（在当时，法国航空和航天用的火箭发动机由不同的组织负责研制）

（说到“钻石”，就不得不敬佩法国人的脑洞了——挤压式液体发动机还好，可是压力居然由水冷的火药燃气提供……开玩笑地讲，这是苏系火焰喷射器的原理啊！）

1974年印度ISRO与法国SEP签订了“维京”发动机的技术转让协议，彼时SEP正在为“维京”的进度发愁。协议中规定印方应为法国代工7000套压力传感器，并派出一支约40人的团队，在法方指导下为“阿里安”项目工作5年。工时共计100人·年，其中75%由法方支配。印方则可免费获得“维京”发动机的所有资料，以及印度工程师在参与“阿里安”项目中所获得的知识、技能、人脉等等等等（可以理解为用印度工程师的工资支付费用咯）。印度国产化的“维京”发动机改名“维卡斯”（Vikas，梵语“进步”“发展”意，也是印度航天之父 维克拉姆·安巴拉尔·萨拉巴伊名字的缩写），1985年在SEP试车成功（测试费用1000万卢比，其中600万是燃料费），现装备PSLV第二级，GSLV Mk. I、 Mk. II的助推器和第二级，GSLV Mk. III的芯一级（印度首次尝试多机并联，此处应有掌声）。当年欧方在试车前的检查后，对印度产品的质量非常满意，曾考虑过让印方代工更多的发动机零器件，但欧空局有规定：90%的经费应花在成员国境内，而不得不作罢（应该说幸好没有吗……但印度作为一个第三世界国家有如此雄心，值得敬佩）。

关于印度火箭发展史请参看 风千里 所写的《湿婆之戟——印度国产运载火箭发展史》和《From Fishing Hamlet to Red Planet》。另外《Ready to fire: how india and i survived the ISRO spy case》和《A Brief History of Rocketry in ISRO》也应该很有参考价值，只是我找不到。

火箭也有副油箱

微风-M。

请搜索 超级Loveovergold 撰写的《陷入中年危机的俄罗斯上面级火箭》系列。

我说这俩事，不仅很多普通大众，甚至很多爱好者，可能都不信。

一个是，航天系统里很多人，包括工作很久的资深人士，他们对于整个航天体系的认识，都是十分有限的。平均水平吧，还比爱好者差了些

打个比方的话，登月这个过程，我估计至少三成以上的航天工作者，是说不清楚的。一般的爱好者，能说得清spacex 公司产品线的，那么保守也是超过了六成的航天人，像您知乎这些高水平的爱好者，能看图识别出不同火箭的，放在一院都是出类拔萃。一般总体还好点，分系统里，搞不清楚怎么变轨的比比皆是。

而且这些对整个系统迷迷糊糊一知半解的航天人里，不乏各种专家和型号担当。人家在自己那一亩三分地搞得非常精的。

这就是另一个爱好者比较难以接受的事实: 那对于航天方面的了解，其实没啥用处，跟了解明星八卦没有本质区别。即使是一个从业者，了解整个航天领域的历史和动态，最多也不过是帮助调节下工作的心情。

其实道理很简单，没有人会因为你知道了大家都知道的东西付钱给你。真正使你的工作变得有价值的，是那些只有你能做到的事情。

特别是航天领域，网上能搜到的东西可以说都没啥价值。看了几篇科普就觉得自己懂了，是因为你真没懂。千万别因为自己连夜看个发射，了解几个名词就产生了了某种优越感，这跟记住几个女明星的星座没啥区别。

神舟十二号顺利返回地球，在空间站上工作达3个月的三名中国航天员回到了阔别已久的家乡。

航天员的体格是非常健壮的，因为需要依靠自己的身体来承受多种极限情况的冲击。

但细心的人们却在电视中发现，回到地面的三名航天员，是被人缓慢的从返回舱中抬出来的，然后就一直坐在椅子上，动弹不得，看起来非常的虚弱。

甚至到了北京后，三名航天员也是坐在椅子上的。

据说，三名航天员还会被立刻隔离，然后需要进行半年的系统恢复训练才能恢复正常的生活。

究竟发生了什么，为什么三名健壮的宇航员全部都虚弱到无法站起来了？

报纸一直告诉你航天员是英雄，不仅是中国人的英雄，还是人类的英雄，但你可能不知道是为什么。

不就是上天转一圈么，我上我也行。

实际上，航天员的付出之大，普通人难以想象。

从火箭发射的那一刻起，航天员就可以称之为英雄了。

不是谁都可以当航天员的，身体素质是必须的，但并不是最重要的。

中国的航天员选拔自25~35岁的空军精英，只有成为正式空军飞行员且飞行时间600小时以上才有资格被选拔，然后优中选优，体魄、意志力和心理素质都必须是顶级中的顶级，才有可能成为航天员。

这个时候就可以去太空了么？

当然不行，中国航天员上天的平均年龄是43岁，被选拔为航天员后要过10~15年才有资格上天。

这10~15年的时间里，航天员要经受大量的训练，学习大量的知识，每一个航天员都是真正的文武双全。

因为上天后，航天器上出现的问题拥有无穷多的可能性，有些问题是可以和地面中心慢慢沟通，慢慢解决的，但有些问题航天员也许只有几分钟的时间，需要依靠自己立即做出决定和判断，否则就只能壮烈牺牲。

因此，航天员必须精通航天器的所有构造，以及物理、化学、生物等大量的理科知识。

就连医学知识，航天员都必须要学很多，因为到了天上是没有医生的，只有储备的药和医疗器械，一旦出现极端意外，宇航员需要自救。

因此，航天员是绝对意义上的人类精英，从事任何工作都一定是可以获得一份高薪的。

这样的人，通常都会很惜命。

而探索太空可不是什么旅游，是有一定的事故率的，而且事故率相当大，因为太空飞船身上的零件，工作环境实在是太恶劣了。

飞船上数百万个零件，只要有一个零件失效，就可能引发一场灾难级事故。

人类载人航天平均每进行78次，就有一次事故发生，一旦出现事故，只有少量能够脱险，大部分都会导致航天员死亡。平均死亡率，大概在百分之一。

1964年，苏联航天员科马洛夫在返回地球时，减速系统失灵，导致返回舱和空气剧烈摩擦，然后以一个极高的速度，直接砸向地面。

最后，苏联专家在返回舱里，只发现了科马洛夫的一块被烧焦的脚骨。

人们分析，科马洛夫在大气层里也许就已经被烤焦了，因为那时返回舱里的温度就已经远远超过了人类能承受的极限。

1986年，美国挑战者号航天飞机，一个小小的O型密封圈因低温硬化出现了1毫米的空隙，导致整个航天飞机在升空73秒后凌空爆炸。

7名美国宇航员，尸骨无存。

这就是死亡率的概念和定义。

而全球民用飞机事故发生率为每百万次飞行1.5次事故，大部分还能自救，不会导致人员死亡。

坐飞机和坐航天飞机，完全不是一个概念。

从点火发射的那一刻开始，航天员就在承受1%的死亡率，只要还没返回地面，随时都可能死亡。

中国这次上天的三名宇航员，分别是聂海胜、刘伯明、汤洪波。

论学历，两名硕士一名博士，专业知识非常深厚。论军衔，两名少将一名大校，职级相当之高。

但他们还是义无反顾的上去了。

因此，他们是英雄。

因为考虑到他们是英雄，所以我们对航天员还有一个要求，必须已婚，必须有孩子，否则不允许上太空。

一方面，是因为太空中潜在的辐射，可能会导致航天员生殖细胞被损害。

一方面，是万一那1%的事情发生时，我们至少还能通过照顾航天员的家人，来给他一点补偿。

航天员，一直被认为是一个向死而生的职业。

但敢于直面死亡，只是一个开始而已。

在上天后， 航天员失重了。

失重不仅仅只是可以让你在太空舱里自由自在的飘来飘去，还会给你带来巨大的麻烦。

失去重力后，人的头部会大量充血，带来一系列的不适感，内分泌也会混乱。

但更重要的是，你身上的骨骼和肌肉，也失去了重力。

在长期的自然选择中，人类进化出了用进废退的能力。

一个肌肉壮汉，如果当一周宅男，丝毫不锻炼，那么肌肉就会开始萎缩。

如果当一个月宅男，肌肉基本就会萎缩大半。

三个月宅男，能让你的肌肉完全回归锻炼之前的状态，所有健身努力归零。

但你哪怕永不锻炼，你也会有一个保底的肌肉量，这是因为你需要依靠肌肉来对抗地球的重力。

骨骼也是一样，同样是用进废退。

但是到了太空之后，重力消失了，这导致航天员的肌肉和骨骼以一个恐怖的速度在退化。

航天员必须每天做力量训练，用来维持身体的肌肉和骨骼强度，否则他们可能连返回地球时的冲击力都扛不过去。

但这并没有用，再多的力量训练也无法替代重力的作用。

美国宇航局（NASA）的公开记录显示，有宇航员在抵达太空后短短11天后，肌肉质量就萎缩了20%，骨骼也大幅退化。

当初苏联发射联盟九号时，两个苏联航天员在太空舱里度过了一个月，是人类首次在宇宙中呆那么长时间。

返回地球后，曾经上过一次太空的尼古拉耶夫试图打开舱门站起来，却震惊地发现自己无论如何都没办法站起来，另一个航天员也是一样，最后是搜救人员把他们俩抬走的。

仅仅只是躺在床上不动，尼古拉耶夫的脉搏都高达每分钟180次，心脏疯狂的工作才能在重力影响下给身体泵出足够的血液，因为心脏肌肉在太空中也大幅退化了。

两名苏联宇航员在出舱后，恢复了足足一个星期，才能勉强正常的行走。

这种现象，被后来的航天人谨记于心。

而这次我们的三位航天员，在太空中足足呆了3个月，肌肉和骨骼早已彻底退化，成了玻璃人。

因此，他们只能被抬出返回舱，而且搜救人员还要小心翼翼的。

除此之外，太空中是一个绝对纯净的环境，为了保护航天员的健康，太空舱内所有的空气都在反复过滤消毒。

长期无法接触细菌和病毒，这是好事，也是坏事。

健康确实是保证了，但身体的免疫系统也严重退化了。

回到地球后，重新接触那无数的细菌和病毒，航天员的免疫系统很有可能扛不住。

因此，航天英雄们返回地面后，需要长时间的休养。

和这些严重损害身体健康的大困难比起来，空间站里饮食困难，排泄困难，生活空间逼仄等小困难，简直不值一提。

2008年9月27日，航天员翟志刚实施了中国首次出舱活动，成为第一位进行太空漫步的中国人。

那一次，翟志刚只进行了10分钟的太空行走，目的也仅仅只是测试。

而2021年7月4日，中国航天员刘伯明、汤洪波出舱执行任务时间长达7小时，是一次真正的太空出舱作业。

出舱的目的，是维修，天宫号已经到了需要维护的时刻了。

维修也很简单，地面人员早就把所有零部件整合成了一个又一个的小箱子，宇航员只要拧螺丝就好了。

但在这一次的飞行任务中，光卸螺丝，我们的航天员就卸了一千多个。

板啊，盖啊，都得先卸下来，然后才能组装。

但这是太空，不是地面，失重条件下每一次拧螺丝都非常困难，稍有不慎就会被弹到太空之中。

而且，还冒着随时可能死亡的风险。

航天服不是衣服，严格来说就是一个小型太空舱，和航天员之间的空隙非常大。

造这么大的航天服，是为了保证航天员的生命维持。

但这样的衣服非常脆弱，一旦遭到外力撞击就会彻底损坏。

在太空中，有数千吨的太空垃圾，无数的碎片绕着地球运动，碎片之间的互相撞击又会产生更多的碎片，导致很多碎片只有芝麻大小，以超过12公里/秒的速度在运动。

理论上，这种碎片只要有一块击中航空服，气密性被破坏后，暴露在太空中的航天员就会在30秒内死亡。

这种事还没有发生过，因为人类在外太空活动的次数实在太少。

不过，碎片曾经击中国际空间站，造成了一个直径7毫米的裂纹，把所有人吓出一身冷汗。

这种碎片如果击中了航天员，那就是当场殒命，没有任何救回的可能性。

这就是出舱要承受的风险。

人类冒这么大风险去太空究竟是为了什么？难道太空比地球舒服？

最舒服，最适合人类的，永远是地球。

但人类有必须上太空的理由。

这次负责在太空拧螺丝的，是1966年出生于黑龙江，2008年辅助翟志刚出舱进行太空漫步的刘伯明。

2015年，刘伯明晋升少将军衔，今年已经55岁。

因为经验丰富，因为祖国需要，本可以躺在功劳簿上享福一辈子的刘伯明少将，再次上天，重新体验了一次1%死亡率。

在刘伯明少将在跨出舱门的那一刻，他用浓重的东北话不由自主地说：

“哇！外边太漂亮啦！”

外面的世界很漂亮，我们不能永远不出门，哪怕会承受一些风雨。

而这些风雨，现在由航天员们来替我们顶着。

为了能让全人类看到风雨后的彩虹，人类的精英们前赴后继，付出了巨大的努力和牺牲。

这次踏入太空的刘伯明少将，在另一名少将和大校的配合下，在太空站里呆了3个月，为祖国总共拧了大概一千多颗螺丝。

这样的将军，我希望越多越好。

现在，欢迎英雄们回家。

作者：远方青木（ID：YFqingmu）

原文：三名航天英雄回家后，需要被人抬出返回舱

机翼就算这样掰都不会断哟。这是空客飞机的应力测试。以后坐飞机不要因为一点颠簸就害怕啦

坐飞机的时候颠不颠和飞行员的技术基本没关系，和天气有很大关系

现代客机除了起飞和落地，把窗户全封上完全不看外面也能飞。如果飞机和机场有二类盲降和自动落地设备，落地时候闭着眼睛也能飞（当然实际操作肯定是严格禁止这样做的啦

冒着雷雨强行落地一点也不“酷”，就算最后安全落地了也会挨批。因为你在拿着一飞机人的性命做赌注。正确的做法是宁可多耗油和时间也要去安全的机场备降。有些不负责任的媒体报道什么雷雨天气其他航空公司都不敢落地，只有俄罗斯飞行员落地了什么的。在外行人眼里可能是在吹俄罗斯航空，在内行眼里这是在黑俄罗斯啊

评论也是让我长见识了。我以为一个有正常阅读理解能力，有适当幽默感的人可以理解我说的“闭着眼睛也能开”是什么意思的，没想到这么多人不具备这种能力。假如我在另一个问题下评论“笑尿了”，我是不是就得表演一个当众失禁啊？我要是说“这东西好吃的我舌头都掉了”我是不是就得自残以谢天下啊？

那么说回盲降的问题。我本来想表达的意思是：以现代客机的自动化程度和导航能力，飞机完全可以在飞行员不做任何操纵的情况下自动落地。飞行就像编程一样，飞行员输入好航路和近进程序等等导航系统所需要的数据，飞机可以自己安安稳稳的停到跑道上。

问：理论上飞行员能不能真的“闭着眼睛飞”呢？答案是可以，甚至理论上驾驶舱都可以没有人。那为什么实际操作中不能这么做呢？因为你不能保证机械百分之百不出故障，也不能保证机场的天气条件绝对平稳，不会突然吹来一阵乱流。飞行员就是要在出现意外情况的时候可以第一时间接手操纵，控制住飞机。

而盲降的条件也不是“外界能见度为0”之所以要设定最低能见度和决断高的规定，就是给飞行员一个裕度来防止意外事件的发生，在机械和计算机不起作用的时候，至少我们还有肉身这个“备份”

先进到没法用的航天飞机助推固态火箭的燃料成分跟你家放的穿天猴烟花没有多少区别：都是高氯酸钾、铝粉和粘结剂组成的

虽然航空发动机功率巨大，但有些发动机承力部件，可能不像我们所想像的，牢牢固定在发动机上。

比如著名的CFM56发动机，它的风扇叶片是是通过榫头卡在风扇盘的榫槽中的。这种结构不独特，真正独特的是叶片榫头和榫槽之间是间隙配合，也就是留有空隙。

1903年12月17日，莱特兄弟发明的固定翼飞机“飞行者一号”实现了人类历史上的首次动力飞行，由弟弟奥维尔·莱特驾驶；

更新一下吧

前两天一位领导送了我一句话，真真让我对这份工作的感情有了升华，这里也送给所有航天人:

“做惊天动地事，当隐姓埋名人”

1.所有信号，包括开关量和数字信号，全都是双点双线备份。

2.你以为气动，发动机，环境试验多？告诉你，电气试验多得你不敢想象，几乎所有试验搞电的都要陪着。

3.所有设计因素都要有据可查，拍脑袋的灵感最后也要符合某一标准，要不你就自己写个标准得到认可。

4.指挥不只是找个领导喊一句“发射”就行了的，所有流程都要清楚，这句发射的时机有时候喊出来也要有担责任的勇气的。

5.别问我某某失败到底怎么回事了，这群人保起密来自己人都不认的。

6.“国企轻松，不到点就能下班，还能搞副业。”

可能很多国企是这样，但你来航天试试。我们忙着加班呢没空反驳你。

7.砖家、教授可能在网上名声不好听，但航天里面的专家教授都是经验十足，一等一的高手。

8.产品使用寿命不是真的用了几十年才得到的，有专门的试验和计算方法的。(不是专业的，但是这个意思)

9.有些先进技术比如人工智能大数据什么的，航天人不是不知道，只不过这玩意究竟怎么才能用在航天产品上是个问题，航天要的是高可靠，而不是——“求和！求和！”

（有人不能理解求和是啥意思...就是老罗TNT的梗）

如果你有什么人工智能，大数据结合航天产品的好点子快点告诉我。

又想起来一个，在计算各种误差的时候，有时是要将CPU计算每条指令的时间算进去的，再数数有多少指令，算一个总的误差时间。

之前看过 @太空精酿 的一个答案，是他正在研究的一个卫星项目，也震惊到了我。

太阳有引力，月球有引力，木星、金星、火星都有引力。
海洋液体潮汐、大陆固体潮汐、大气气态潮汐，都有影响。
太阳光照在卫星上会产生压力，地球反射的太阳光也会产生压力。

光子撞到卫星上面会有不同的效果，月球的反射光、各种射线都会对卫星有微小的形象。种种因素综合起来，将卫星精确定位到厘米级的精度。

这些东西太牛逼了，我本身搞航天的但我不是搞卫星的，看完之后我只能说:卧槽。

以下是原文链接，吹一波精酿大佬。

（最近碰瓷精酿太多，我要自己产出更好的内容！嗯！）

再补充一个电气方面的吧