火箭起飞速度对照表,火箭飞出大气层不会被燃烧吗

首页 > 经验 > 作者:YD1662024-03-26 08:27:09

这只是一个理想公式,其中忽略了诸多其他影响因素。但这个公式说明了速度与比推力、质量比之间的关系,成为火箭制造的基础理论。但中国还沉浸在四书五经的封建王朝美梦时,俄国就出了如此伟大人物,因此后来的苏联在航天领域领先世界绝非偶然。

根据这个公式,有三种方法可以提高火箭的末速度:一是高能的推进剂;二是尽量减轻火箭重量,用高强度薄材料;三是增加推进剂质量。这几个方法前两个都受到科技水平的限制,短期内无法达到;后一个增加推进剂质量的同时,贮箱和结构性质量同步增加,火箭就没办法起飞了。

即使能够勉强起飞,随着火箭推进剂的消耗,贮箱越来越空,但巨大的贮箱本身质量仍在,火箭拖着一个大包袱一直飞,最终燃料消耗殆尽,也无法达到目标速度。

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于是,多级火箭的思想诞生了。二战结束后,美国继承了德国科研成果,研制出了第一枚多级火箭,从此多级火箭渐渐成为了航天的标配。

多级火箭的好处就是第一级使用的燃料最多,因此箭体最大,可以把火箭推送到一个初级速度,然后将烧完的空贮罐丢弃,让火箭轻装上阵;二级火箭接着点火,用完后如法炮制,余此类推,最终把有效载荷推送到需要的速度。

现在的多级火箭根据需要达到的速度,分为2~4级,实际上一般航天用的火箭绝大多数为3级。

从人类目前掌握的燃料、发动机等技术水平来看,火箭发射有效载荷还是很小。

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我国发射第一颗人造卫星东方红一号得运载火箭叫长征一号,起飞重量达到81.57吨,最终送上天的东方红一号卫星重量才173公斤。这个质量比是多少?燃料及其附加设施所占比重达到99.57%,有效载荷只有0.43%!

随着火箭技术水平的提升和改进,质量比逐步得到提升。现在的长征五号起飞重量为643吨,近地轨道运载能力可以达到25吨,有效载荷率已经达到了3.7%。而老美在上世纪六十年代发射的土星五号,6次把阿波罗飞船送上月球,起飞重量为2950吨,送达月球轨道有效载荷为47吨,近地轨道运载能力为139吨,有效载荷达到1.6%和4.5%。

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火箭把航天器送入轨道后,航天器就自主飞行,这时已经只有很少的燃料,主要用于纠正姿态和变轨。

宇宙飞船也带不了多少燃料,主要依靠火箭的推力达到速度,留下的一些燃料用于返回时提速或变轨。

登月飞船搭载得2位宇航员登陆月球完成任务后,返回时丢弃了着陆器下半部分,只是利用着陆器位发射架,发射升空上半部分得返回舱,加上月球重力小,用的燃料就不是很多。把2位宇航员送到月球轨道,与一直在月球轨道绕月飞行的阿波罗飞船对接,然后丢掉返回舱,利用一点燃料变轨加速飞回地球。

现在人类发射的航天器初速度都还不是很快,飞往遥远距离的飞行器,一般会采用引力弹功效应,利用路途的天体巨大引力效应来为航天器加速。

现在飞往太阳系外的旅行者1号、2号,都经过了途中的木星、土星等天体加速;有些还利用地球引力和太阳引力加速,发射的航天器先围绕着地球或太阳转几圈,代获得加速后在给一点力飞出轨道,飞向远方。

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