火箭
火箭为什么能飞上太空
在射击训练时,都知道在子弹飞出枪口时,会产生一个后座力,将肩膀往后顶一下。火箭就是这个原理:当火箭点火以后,向后喷出大量高速的气体(相当于子弹出膛),火箭就会因后座力向前起飞。在持续地向后喷出高速气体下,火箭的速度就越来越高。所以发射火箭是要消耗大量燃料和氧化剂(高空没有大气,必须自带氧化剂)的,火箭中液体(燃料加氧化剂)要占总重量的90%左右。
火箭是靠火箭发动机向前推进的。火箭发动机点火以后,推进剂(液体的或固体的燃烧剂加氧化剂)在发动机的燃烧室里燃烧,产生大量高压燃气;高压燃气从发动机喷管高速喷出,所产生的对燃烧室(也就是对火箭)的反作用力,就使火箭沿燃气喷射的反方向前进 火箭推进原理依据的是牛顿第三律:作用力和反作用力大小相等,方向相反。
一个扎紧的充满空气的气球一旦松开,空气就从气球内往外喷,气球则沿反方向飞出。 固体推进剂,从底层向顶层或从内层向外层快速燃烧。 液体推进剂,用高压气体对燃烧剂与氧化剂贮箱增压,然后用涡轮泵将燃烧剂与氧化剂输进燃烧室。 推进剂的能量在发动机内转化为燃气的动能,形成高速气流喷出,产生推力。
推力是表示火箭发动机性能的主要参数之一,它是推进剂在推力室中燃烧产和的高温燃气经过喷管高速喷射而产生的反作用力。推力是直接作用在推力室内外表面上的力的合力。 比冲,是表示火箭发动机性能的另一个重要参数。它表示火箭发动机在稳定工作状态下,每单位质量的推进剂所产生的推力值,比冲的大小和喷管出口面积与推力室喉部面积之比(面积比)有关。
面积比越大,比冲越高。喷管形状直接影响比冲的大小(燃气从喷口喷出时的速度)。 火箭要顺利逃脱地球引力,飞上太空,它的最低速度要为7。9km/s,这个速度被成为第一宇宙速度。还有第二宇宙速度,为12。4km/s,一般来说,三级火箭的速度都为11KM/S左右,因此都可以顺利升空。
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