1樓:釩啞鈴
火箭的作用是把載荷運送到一定高度,燃料的作用是提供能量
所以燃料才是關鍵,火箭是乙個燒燃料的工具,火箭除了燃料和載荷以外的每一分重量都是死重
2樓:磊磊
如果要入軌,關機速度就要大於7.6km/s,關機速度和結構死重有關,理論上如果結構死重很小很小,那麼很少燃料就可以了。實際上發動機和結構材料水平決定了死重很大,只好多加燃料,多串幾級了。
3樓:嘿嘿嘿小橘子
火箭能不能飛起來取決於發動機的最大推力,在推力允許的範圍內是載荷,推力越大燃料消耗也就越快持續時間也就越短,時間長短決定了末端速度,就是火箭的發射最終能不能成功,其二,火箭在飛行的過程中,消耗燃料或者分離上一級箭體的過程自重會降低,既推力不變質量降低那麼獲得的加速度就會增加。那麼就是載荷質量決定了所需燃料量,燃料質量決定了發動機點火的時間以及自重所需要持續燃燒的時間和持續這些時間所需要額外的燃料,他們是乙個正比關係,既載荷越重燃料越多,燃料越多整個火箭的自重越大,推力範圍內,這些因素決定了載荷的飛行高度。
飛機則是通過水平速度,改變自身周圍的大氣流速,流速越大壓強越小,設計的過程中,飛機機翼和機體始終保證了翼面上端的空氣流速大於下端從而產生向上的公升力。
4樓:張浩
補充一下孟書記的答案,
孟書記提到的分離式太空飛行器, 應該是指白色騎士號和白色騎士2號(母機), 配套太空船1號和2號(子機).
母機是雙體式機身, 中間掛載子機. 子機脫離母機後火箭發動機點火, 可以飛到100km以上的高度.
不過太空船1/2號的速度還達不到第一宇宙速度, 進不了軌道, 只能算亞軌道飛行.
維珍集團的老闆理查德布蘭森創辦了維珍銀河公司, 打算用太空船2號進行商業載人飛行, 票價20萬美元, 在軌道頂端可以體驗4分鐘多的失重狀態. 可惜2023年試飛時出了事故, 子機脫離母機後解體, 兩個飛行員一死一傷. 之後就沒訊息了...
感覺如果不是優先發展載人, 而是先放個無人的衛星上去, 也許這會兒已經成功入軌了.
其中乙個, 維珍互動娛樂是Westwood的母公司. Westwood早已不存在了, 但它的大作沙丘2和命令與征服應該會永載史冊了.
5樓:孟德爾
飛機能飛起來,是因為空氣在機翼上產生公升力,火箭的公升力完全是發動機產生的。你只要看看有幾架飛機能垂直飛起來就知道兩者的差距了。
火箭的飛行高度遠比飛機要高,起碼也要有200公里以上,而飛機能飛20公里就很不錯了,高度需要的勢能都需要消耗燃料提供。
火箭的飛行速度遠超過飛機,目前最快的飛機大約是3馬赫,折算過來是每秒1公里多,而火箭要達到的最低速度是每秒8公里。
考慮到火箭中途會分離,在分離之前的速度一般是5馬赫,高度70公里,即使這樣需要的燃料也比飛機高多了。
以上都是次要因素,影響最大的還是氧氣。飛機的燃料少,是因為它只需要帶燃料,火箭發射50秒後幾乎就沒有空氣了,所以它連需要的氧氣(或者其他氧化劑)也要自己攜帶,兩邊加起來總重量當然遠遠超過單純的燃料。基於這樣的考慮,設計了空天飛機這種太空飛行器,它在速度達到5馬赫之前完全由大氣層提供氧氣,也無需自己提供公升力。
更低階的方式就是分離式太空飛行器,先由運輸機把火箭帶到高空,然後火箭自己飛上去,可以消除火箭起飛階段的空氣阻力。
6樓:天色
飛機靠公升力飛行
要形成這樣的公升力就得達到並維持乙個速度,這就要談到發動機的推力F=m'(v2-v1),m'是發動機吸進空氣的質量速度,v2是發動機噴氣速度,v1是飛機飛行的速度。
當飛機飛到一定高度的時候,空氣的密度很低,所以在這個高度飛機渦扇發動機很難提供足夠的推力,而且在這個高度空氣壓力很低,在高壓渦輪處容易發生喘振,發動機很容易就停機了。
再來看火箭的推進原理,也就是傳說中的動量守恆.
以火箭為參考係,(M-dm)dv=udm,u為火箭噴氣速度dv為火箭噴出dm後的速度增量,展開略去高階項,兩邊移項dv=udm/(M),積分得v=uln(M2/M1)
可以看到,要讓火箭達到第一宇宙速度,燃料的質量佔了絕大多數。
火箭之所以不像飛機那樣帶少量燃料可以連續飛一天,是因為飛機發動機提供推力的介質是無窮無盡的空氣,而火箭的推力介質僅僅是燃料的質量。
若按照某飛機發動機最大推力約380kN時空氣流量約為100千克每秒來算,飛機飛行10小時就需要3600000千克的空氣,也就是3600噸,和土星五號質量差不多了
7樓:tosaki
大氣引擎比衝4k-8k,火箭引擎比衝300左右,這就是為什麼燃料多。
另外,電推比衝也有好幾k,但是推力小,主要用在末端衛星上
8樓:Boeing 787
火箭質量比。
設初狀態帶燃料火箭質量為M,末狀態不帶燃料火箭質量為m,燃料噴射速度為v,火箭耗盡燃料最終速度為v'
從發射到火箭耗盡燃料,由初末狀態近似動量守恆,有:
mv'=(M-m)v
化簡得:
v'=(M-m)v/m
v'=(M/m -1)v
故M與m比值(火箭質量比)越大,
火箭末速度(v')越大。
而提高M與m比值(火箭質量比)的方法之一,應有增大火箭攜帶燃料質量。
除提高火箭質量比之外,增大火箭末速度的方法還有增大燃料噴射速度,採用多級火箭等。
(全過程參照高一物理教材,如有錯見諒。)
9樓:tensorspace
因為火箭發動機是個效率不高的熱機,相當大一部分能量轉化為噴出去的氣體的動能了,這是沒辦法的事情。所以一直以來總有人提議搞個類似太空電梯的東西,這樣我們只需要比克服重力勢能多一點的能量就能把物體送入太空軌道了。
10樓:「已登出」
從家鄉去千里之外的地方打工賺錢,為了掙一天200的工資,路費+初期生活費得帶2000吧~
另外,民航客機的推力小於自身重力,推力主要是用來對抗空氣摩擦,而爬公升主要是靠稠密的大氣提供的公升力(戰鬥機另說)。火箭要到空氣稀薄或無空氣的太空,推力要大於自重+摩擦之和,得完全靠推力(反衝)~(公升力,反衝,這倆詞兒,貌似乙個出自初中物理,另乙個出自小學自然)
若從能量守恆角度來看(化學能-熱能-動能-重力勢能),飛機抬公升10公里所做的功(及所需燃料),怎麼能跟火箭的幾百到幾萬公里高相比~
11樓:
兩個原因:
1、化學能是低階能量,太鶸了。
2、火箭發動機的工作原理決定了工質數量有限,效率不是很好(但是熱機效率很高),自帶氧化劑,多付出一半左右的自重。
另外,以後的研究目標,SSTO。可以利用空氣作為工質把本體送到幾乎大氣層邊緣,再開啟火箭發動機。這樣的話燃料可以直接省一半還多。
更遙遠的未來,能用大推力超高比衝發動機的時候,燃料就不是大問題了。
12樓:
齊奧爾科夫斯基火箭公式
Delta V = g * Isp * ln(m1/m0)Delta V:速度改變量,地球衛星的話是7900m/s,第一宇宙速度
g:地球表面重力加速度9.8m/s^-2
Isp:火箭比衝,固推250s;液氧煤油:280s(海平面)330s(真空),液氫液氧:360(海平面)450(真空),此資料均為大致範圍,不是精確數值。
m1:發射前總重
m0:燃料消耗完後總重
ln:自然對數
以上便是單級火箭燃料比例與速度改變量的關係式我們假設取Isp=450的氫氧發動機,單級想達到第一宇宙速度則m1/m0 = exp(7900/9.8/450)= 6則燃料比例 = (6 - 1)/ 6 = 83.3%如果換成Isp=300的液氧煤油
則m1/m0 = exp(7900/9.8/300) = 14.7則燃料比例 = (14.
7 - 1)14.7 = 93.2%剩餘的質量不是載荷質量而是載荷 + 火箭結構的總重,並且還沒有考慮空氣阻力和高度改變帶來的額外等效Delta-V,因此多級火箭才應運而生。
但即使這樣,燃料依舊要佔發射質量的絕大部分。
13樓:蔡傑
飛機「飛」起來的原理,是伯努利原理,簡單的說就是只要飛機水平往前飛,就會受到空氣給它的上公升力。注意了,飛機受到的上公升力是空氣給它的。
但是火箭不同,火箭飛往的是外太空。。那裡沒有空氣,不能用伯努利原理,那麼,簡單的說就只能用動量守恆,往後面丟東西使得自己前進,好像溜冰的時候兩個人抱在一起,為了自己前進只能把另外乙個人往後推。
所以,火箭要帶很多燃料,然後點燃燃料,把燃料燃燒生成的各種廢氣往後推,自己才能前進。為了自己更快,自然要帶很多很多燃料。。
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