越走越快

大　可

2歲的寶寶想走路，3歲的寶寶想騎小自行車，出去旅游坐火車，太遠(yuǎn)的地方坐飛機(jī)，更遠(yuǎn)的地方——坐飛船!

人總是想越走越快，因?yàn)橄朐阶咴竭h(yuǎn)。世界那么大，太空那么美，光靠兩條腿，怎么能行呢?

越走越快的火車

“火車跑得快，全靠車頭帶。”這句話不知說了多少年，突然，出來了一個“動車組”，哈，火車頭你就別那么神氣了，動車組的車廂自己也能“跑”呢!

火車要跑，需要“動力”，以前用的技術(shù)，叫“動力集中技術(shù)”，動力統(tǒng)統(tǒng)集中在機(jī)車上——也就是“火車頭”上。動車組呢，用的是“動力分散技術(shù)”，讓車廂本身也有動力。于是一般的火車便成了高速列車。從北京到天津，普通的火車要開一個多小時，如果你坐高速列車，半個小時就到了，快吧?

不過，在動車組出現(xiàn)以前，火車頭還是做了很多努力，讓自己越跑越快。

很早的火車頭，是用蒸汽作為動力的。這樣的火車頭叫“蒸汽機(jī)車”。蒸汽機(jī)車要三個人駕駛：司機(jī)、副司機(jī)、司爐。司機(jī)看著前面的線路，全神貫注當(dāng)心著信號燈“司爐”就是對付爐子，因?yàn)榛疖嚿嫌幸粋€大大的鍋爐啊，司爐要給爐子喂煤，讓它熊熊燃燒，讓鍋爐里的水一直沸沸騰騰的，這樣就有了蒸汽，把蒸汽通到汽缸里，就能推動火車前進(jìn)了。

副司機(jī)呢，一會兒幫助司機(jī)瞭望線路、信號，一會兒得幫助司爐鏟煤燒水。在開動的火車上，要能站得穩(wěn)穩(wěn)地鏟煤可不容易，而且，還要根據(jù)火車?yán)能噹卸嘀亍⒒疖嚲€路是平直的還是斜坡的、天氣情況等來決定煤加多加少，司爐一個人可忙不過來。

燒煤冒出的黑煙、轟隆隆喘著粗氣的火車頭、滿面煙灰的火車司機(jī)——成了蒸汽火車的象征。

后來，火車頭不想要那個又笨重又大的鍋爐了，說要讓燃料(煤、柴油等都是“燃料”)直接在汽缸里燃燒，這樣的火車頭叫“內(nèi)燃機(jī)車”。

你瞧，司機(jī)穿著整潔的制服，站在明亮寬敞的駕駛室里，把內(nèi)燃機(jī)車開得又快又穩(wěn)。通常，蒸汽機(jī)車最快每小時可以跑110千米，而內(nèi)燃機(jī)車最快每小時可以跑180千米!

現(xiàn)在還有一種電力機(jī)車，就是靠電來前進(jìn)，電力機(jī)車速度更快、爬坡能力更強(qiáng)，不但在地面上跑，還能鉆到地底下，成為大家都喜歡乘的“地鐵”。

不過，最快的還得算高速列車，每小時可以開300到350千米呢!一列高速列車上有多少車廂有動力，根據(jù)需要安排。比如，地鐵每列車有6節(jié)車廂，可以安排其中4節(jié)是有動力的。

“飛”起來的火車

不管火車頭有什么改變，不管動力有什么變化，火車總是乖乖地在鐵軌上開。人們想，就是因?yàn)橘N在軌道上，所以火車快不到哪里，如果能像飛機(jī)那樣離開地面多好啊!

想啊想啊，火車真的“飛”起來了，雖然“飛”得不高，離開軌道僅僅1厘米，可它畢竟在騰空行駛了啊!

這就是磁浮列車，它利用安裝在列車兩邊的懸浮電磁鐵，和鋪設(shè)在軌道上的磁鐵，讓車輛浮起來。

浮起來果真快不少，上海磁浮列車最快每小時可以達(dá)到430千米呢!而且運(yùn)行平穩(wěn)、舒適，沒有噪音，不排放有害的廢氣。

更快的飛機(jī)

磁浮“飛”了起來，可還是需要軌道。飛機(jī)就不同了，它的“道路”就在廣闊的天空，雖然要按照一定的航線飛行，免得跟別的飛機(jī)相撞，免得飛到山溝里，可總比磁浮離開地球更遠(yuǎn)一些，所以速度也更快了。

我們出去旅行乘坐的飛機(jī)，一般每小時飛500到1000千米，起飛和降落時每小時不到300千米。一些特殊的飛機(jī)，甚至可以每小時飛10000千米。

飛機(jī)有兩個大翅膀，叫做“機(jī)翼”，機(jī)翼能夠產(chǎn)生升力，把飛機(jī)托起來。機(jī)翼上還有副翼和襟翼，放下襟翼可以使升力增大；最奇妙的是副翼，看到過飛機(jī)特技表演嗎?瞧，飛機(jī)一面飛快地飛行，一面還打著滾，這就是飛行員操縱副翼的絕技啊!飛機(jī)還有推進(jìn)器，把飛機(jī)推向它想去的地方。

第一宇宙速度

翟志剛、劉伯明、景海鵬三位航天員叔叔，駕乘著神舟七號載人航天飛船飛上了太空。翟志剛叔叔在太空行走19分35秒，一共走了9165千米，也就是飛船開了9165千米，這樣的速度是什么飛機(jī)也比不上的。

把神舟七號飛船送上天的長征二號F型火箭，它為什么能給飛船上天的動力呢?這里面有一個“作用力”和“反作用力”的道理。

你使勁用手拍桌子，手會痛，就是你給桌子一個作用力，桌子給了你一個反作用力。你給氣球充滿氣，然后一松手，它會一邊向后噴氣，一邊向前飛去，這和火箭飛行的道理一樣。給火箭裝上燃料，然后對它一聲令下：“點(diǎn)火!”燃料熊熊燃燒，猛地向后噴出大量氣體，同時產(chǎn)生巨大的反作用力，推動火箭向前高速飛行。要想飛得高，就需要多級火箭。當(dāng)?shù)谝患壔鸺剂蠠旰螅詣拥粝聛恚瑫r點(diǎn)燃第二級火箭，這時火箭重量輕了，火箭速度也加快了，最后一級火箭把飛船送入預(yù)定軌道。

我們把東西往天上拋，它最后總是要往下掉，因?yàn)榈厍驅(qū)λ袞|西都有“引力”。那么用多大速度將東西拋到多高后，它不會落回地面，而是圍繞地球轉(zhuǎn)動呢?經(jīng)過計算，在距離地球300千米左右的地方，以每秒約7.9千米的速度運(yùn)動，這個速度叫做第一宇宙速度。

楊利偉叔叔駕乘的神舟五號，費(fèi)俊龍、聶海勝叔叔駕乘的神舟六號以及去年成功發(fā)射的神舟七號，都是以第一宇宙速度在圍繞地球進(jìn)行運(yùn)動。

還記得那個還在天上飛的嫦娥一號衛(wèi)星嗎?它飛得更遠(yuǎn)，現(xiàn)正圍繞月球在轉(zhuǎn)呢。讓我們回憶一下它飛行的經(jīng)歷：

2007年10月24日18時，長征三號甲運(yùn)載火箭在西昌把嫦娥一號送上天。進(jìn)入地球軌道后經(jīng)歷三次變軌，2007年10月31日，嫦娥一號開始奔月，飛行38萬千米。2007年11月5日，進(jìn)入月球軌道，經(jīng)歷三次制動，進(jìn)入工作軌道，2007年11月下旬傳回第一張月球圖像……

為了奔月，嫦娥一號經(jīng)過了多次變軌、多次制動。制動就是讓速度慢下來。

我們已經(jīng)知道，要使航天器(飛船、人造衛(wèi)星等)能繞地球作圓周運(yùn)動，速度必須達(dá)到每秒7.9千米的第一宇宙速度；那么，如果擺脫地球引力束縛，飛離地球，速度是多少呢?每秒11.2千米，這叫第二宇宙速度；另外還有第三宇宙速度，每秒16.7千米，這個速度就能擺脫太陽引力束縛，飛出太陽系!

要使嫦娥一號進(jìn)入月球軌道，是不是用到第二宇宙速度了呢?不，因?yàn)樵虑蚴堑厍虻男l(wèi)星，它還受地球引力束縛呢，如果用第二宇宙速度，不就把嫦娥引到月球外面去了嗎?所以實(shí)際上用了每秒10.9千米的速度，嫦娥一號就可以飛向月球。當(dāng)嫦娥一號在離月球6.6萬千米之外時，主要受地球引力作用；在離月球6，6萬千米之內(nèi)以后，主要受月球引力作用。把嫦娥一號的速度降低到每秒2.4千米以內(nèi)，月球引力就能捕獲衛(wèi)星，嫦娥一號就成為了一顆真正的月球衛(wèi)星。

上太空的“天梯”

人們對航天器還是不滿意，想造“天梯”上太空，就是在衛(wèi)星上連接纜繩，造出一座太空升降艙。方法是從距離地面3.6萬千米的地球同步衛(wèi)星，向地面垂下一條纜繩至地面基站，然后沿著這條纜繩，修建往返于地球和太空之間的電梯型飛船，用來運(yùn)輸物資，還可以載人，就像出國旅行一樣，人人都可以坐著“電梯”上太空!

那么，什么樣的纜繩能又牢固又輕便呢?因?yàn)槿绻氐脑挘l(wèi)星可吃不消哦，何況纜繩還得承受住太空升降艙的重量。

我們曾經(jīng)介紹過納米材料，又輕又牢固的碳納米管纖維材料進(jìn)入了科學(xué)家的眼球。他們已經(jīng)著手準(zhǔn)備，好好地來討論一下這個太空升降艙什么時候建造起來。