力学与工程:一名优秀的工程师首先是力学家(8)

布劳恩 (Wernher von Braun, 1912-1977) 1932年毕业于柏林工学院，1934年获柏林大学物理系博士学位。1932年在德国陆军军械部从事火箭研究。作为第一次大战的战败国，德国不允许发展常规武器，于是便在火箭上打主意。从20世纪20年代末德国军方就组织人员研究火箭。30年代希特勒上台后，更加紧了火箭的研究。从1933年开始设计火箭。1942年10月3日，成功地发射了第一枚液体燃料的军用导弹V-2。后来V-2又经过不断改进，最后它的状况为:

从1944年起，直到1945年德国法西斯覆灭，德国共向盟国各地区、特别是英国发射了V-2火箭3745枚。

德国法西斯覆灭后，美国俘获了包括布劳恩在内的100多名火箭专家、全部V-2火箭的设计资料和少量的V-2火箭及其零件，苏联则俘获了一批二流专家和一批V-2火箭及其零件。这样V-2火箭就成为后来苏、美两国进行军用火箭与空间飞行研究的基础。

布劳恩投降美军后，到美国陆军装备设计研究局工作，后任陆军弹道导弹发展处处长。1955年入美藉。先后领导研制成功红石、丘辟特、潘兴等火箭，并用火箭发射美国第一颗人造卫星成功。1960-1970任马歇尔航天中心主任，1961年任肯尼迪总统的空间事务科学顾问，分管阿波罗工程。美国将人送上月球，就是用的他主持设计的土星火箭。1970年任美国国家航空航天局主管计划的副局长，1972年辞职。可以说布劳恩的一生，是研制火箭成功的一生。

1957年10月4日，苏联在拜科努尔航天发射场发射成功第一颗重83.6公斤的人造卫星。它的轨道近地点215公里、远地点947公里、轨道倾角、周期是96.2分。它在天上运行了92天。这颗卫星进行了高空空气阻力的测量，完成了地面大气密度的测量等多方面的研究。应当提及的是，苏联宇航火箭总设计师科罗廖夫 (Серг?й Павлович Корольов，1907-1966) 是毕业于基辅工学院的空气动力学专业。苏联宇航研究的著名力学家谢多夫 (Леонид Иванович Седов，1907-1999) 曾出任国际航天协会的主席。

在苏美两国相继发射卫星成功后，各国又发射各种不同应用的卫星，如通信卫星、气象卫星、遥感卫星、地球资源卫星、军用情报卫星等。共发射不同用处的卫星数千枚。

1970年4月24日，中国发射成功了“东方红1号”卫星，重173公斤。

1961年4月12日，苏联把宇航员加加林 (Yuri Alexeyevich Gagarin,1934-1968) 送入地球轨道，运行了108分钟，开辟了人类进入太空的纪元。

1969年7月16日美国的“阿波罗-11”将三位宇航员送上了月球轨道，其中两人送上了月球，于7月25日安全溅落在太平洋上。它不仅在组织管理的水平要求是空前的，在技术方面，还要解决诸如控制问题、通讯问题、材料问题、发动机技术问题、以及大量的力学问题(空气动力学、固体力学、飞行力学)。就以再入大气所遇到的力学问题来说，就要求解决:再入大气时的入角大小要合适，过大过小都不行;再入大气后的数分钟内，由于大气的电离层隔断无线电通讯，要解决飞行器精确自动控制的能力问题;再入大气后飞行器与空气摩擦产生的高温(1000℃以上)问题等。而在所有飞行的各个环节中，火箭的条件，包括加速度、温度都要控制得适合人的生存。

1964年8月19日，美国发射了第一枚地球同步静止轨道通信卫星。这种卫星的特点是:它的绕地球的周期与地球的自转一样都是24小时;它的轨道严格处于地球的赤道平面内，且为圆形。通过计算知道，这种卫星的轨道高度是公里。为此火箭在地面的初始速度必须达到每秒10.43公里。在发射时，要有十分精确的控制系统。此外，当卫星达到赤道平面内的椭圆轨道后，还要通过二次点火使轨道调整到预定的精确位置上。所以同步静止轨道通讯卫星是火箭与卫星技术的新水平。1984年4月8日，我国成功地发射了一颗地球同步静止通讯卫星，并于4月16日定点成功。

后来率先有美国发展起来的全球定位系统 (GPS) 用24颗卫星传送数据借以对地球上的目标准确定位。

2003年10月15日中国发射“神舟5号”载人飞船将航天员杨立伟送上太空。经过21小时的飞行安全降落在内蒙古草原。

2005年10月12日，中国又发射“神舟六号”载人飞船将航天员聂海胜和费俊龙送上太空，至10月17日在晨安全着陆。

航天飞行还在发展，前程无量。

四、结 语

力学在人类文明发展中真理战胜强权发挥了举足轻重的作用，是现代自然科学的领头学科和基础，是现代工程的基础支柱。

如果你打算做一名优秀的工程师，那么你应当首先把自己变成力学家。

文章来源：《工程力学》 网址: http://www.gclxzz.cn/zonghexinwen/2020/1018/373.html