今天给大家分享几个关于火箭发射原理的问题(火箭发射原理动画视频)。以下是边肖对这一问题的总结。让我们来看看。
1。火箭发射的原理是什么?
火箭飞行不是靠空气体,而是靠尾部喷出的气体产生的反作用力前进。空气体成了它的敌人:会增加阻力,降低速度,使其表面产生高温,甚至烧坏。所以要飞向宇宙,首先要解决火箭的耐高温问题,同时要尽量缩短在大气层的飞行时间,所以所有的发射都是垂直向上的。
从牛顿时代开始,人们就知道了“宇宙速度”。V-2火箭的速度还远远不足以让火箭在发射后停止降落并永远围绕地球旋转。至少要达到第一宇宙要求的7.9 km/s的速度。这个速度是音速的23倍。以这个速度,从南京到上海只需要39秒。科学家计算过,要达到这个速度,燃料的重量至少是空火箭的39倍。换句话说,如果一枚火箭重1吨,必须含有975公斤燃料,占97.5%,而火箭外壳、燃料箱和其他所有设备总共只能有25公斤。没有人有能力建造这样的火箭。因为即使是一个买不起的鸡蛋,1000公斤中也有110公斤重。而且,为了飞得更远,最好做一个更小尺度的火箭(比如1: 50以上而不是1: 39)。
出路在哪里?齐奥尔科夫斯基为我们找到了解决方案——使用多级火箭!简单来说,就是把燃料箱做成几段,一段用完就丢弃一段,这样可以大大降低燃料的比重,从而腾出比重来装载各种科研用的仪器设备。比如有一个三级火箭,它的第三级装载了1吨的载荷——卫星或者飞船。火箭本身重1吨,燃料是它们的3倍——6吨,所以第三级总重量是8吨。以这8吨作为二级火箭的载荷,按照1: 8的比例,二、三级总重量为64吨。以此类推,加上第一级,整个火箭重64X8=512吨。此处,燃料总重量为438吨,占总重量的85.5%。虽然这个比例还是很大,但是比一级火箭低很多。
目前大多数国家采用的都是这种三级火箭方式:第一级点火,飞船加速到一定速度。当燃料耗尽时,这一级会自动脱离。同时第二级会自动点火,让更轻的第二级继续加速。最后,它也会完成使命,逃离坠落。最后,第三级火箭可以将较轻的人造卫星或航天器加速到所需的速度,并将其送入轨道。
现代火箭真是个庞然大物。以美国火箭“土星五号”为例。它可以将超过100吨的人造卫星或//K0/]站送入环绕地球的轨道,或向月球发送近50吨的航天器。震惊世界的阿波罗飞船和旅行者号行星探测器都是它送上天的。土星五号火箭主体长85.7米,如果加上顶部的阿波罗飞船,高达110.6米,相当于南京的金陵饭店。它底部最大直径13米,20个人手挽手也围不过去。它的主要部件不下200万个,整个火箭的总重量是2930吨,可以和一辆满载的火车相提并论。它的第一级高达42米,尾部18米,重量约2600吨,占总重量的3/4.5。强大的发动机可以产生300多万公斤的驱动力,总功率1.756亿马力,相当于50万辆大卡车的总和。它的消耗也是惊人的:2200吨燃料可以让12500辆卡车跑一个小时,但只能燃烧两分钟半。两分钟半后,自动起飞。此时火箭已经上升到60公里空的高度,速度达到每秒2.7公里。火箭的第二级长25米,包含34万加仑(154万升)的液体燃料。燃烧8分钟后,火箭最后一级将被送至177 km 空高度,加速至6.7 km/s,然后升空。同时,长度为17米的第三级将继续点火,将卫星或飞船送入预定轨道。
二。火箭发射原理
三、火箭发射的原理是什么?
火箭从发动机的喷流中获得反作用力,其基本原理是牛顿第三运动定律:两个相互作用的物体之间的力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
这个规律不难理解。射击时会有后坐力,这是子弹对枪的反作用力。当你在溜冰场上推你的伴侣时,你会发现自己在后退,这是来自伴侣的反应。
火箭之所以能飞起来,是因为火箭燃料燃烧产生的热气通过火箭尾部的尾喷管迅速向后喷出,这样向后喷出的气体就会反作用于火箭,推动火箭前进,这就是火箭推力的来源。当这个推力大于火箭自身重力时,火箭就起飞了。
扩展数据
虽然现在国内外的航空空航天技术非常先进,但是由于火箭姿态稳定控制系统的复杂性,科研人员仍然处于不断攻关的状态。
火箭飞行时,有时需要人工干预火箭的飞行姿态。有时为了提高精度,在火箭姿态控制系统中安装北斗导航仪、星敏感器和加速度计,对火箭飞行轨迹进行修正和锁定。
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