特黄特色三级在线观看免费,看黄色片子免费,色综合久,欧美在线视频看看,高潮胡言乱语对白刺激国产,伊人网成人,中文字幕亚洲一碰就硬老熟妇

學(xué)習(xí)啦 > 知識大全 > 原因大全 > 火箭要垂直發(fā)射的原因

火箭要垂直發(fā)射的原因

時間: 歐東艷656 分享

火箭要垂直發(fā)射的原因

  火箭有很多種,原始的火箭是將火藥裝在紙筒里,然后點燃發(fā)射出去,起初只是用于過年過節(jié)放煙火使用,或?qū)⑷紵锔皆诠^上用做武器使用。下面學(xué)習(xí)啦給大家分析火箭要垂直發(fā)射的原因,希望能幫到大家。

  火箭要垂直發(fā)射的原因

  朋友!你是否曾去過酒泉的火箭發(fā)射基地呢?只見碩大的火箭矗立在發(fā)射架上,整裝待發(fā),就在起動時的一剎那,底部噴出一束熾烈的火光,其火箭徑直沖向碧藍的天空中。那幺為什么火箭要垂直發(fā)射呢?

  其實火箭在起飛的一剎那要減輕火箭的重量,而且飛行過程中還要減少空氣阻力。人們總是希望只消耗較少的能量便能使火箭平穩(wěn)的起飛,并獲得非常大的飛行速度。

  發(fā)射臺上的火箭起飛之后,如果推力大于重力,火箭才會慢慢且平穩(wěn)地垂直上升,并逐漸快速飛向空中。假設(shè)不是垂直發(fā)射而是傾斜發(fā)射的,那幺火箭就一定在傾斜的發(fā)射架上滑行非常長的距離才能獲得足夠的起飛力量,以免很快掉到地上來;這不但要多消耗能量,并且要有很長的發(fā)射架。彈道式火箭的推力比其重力大不了多少。一般采用垂直發(fā)射較為合適?;鸺w行中所受的空氣阻力和大氣的密度、壓力、溫度有直接聯(lián)系,而空氣的因素又隨高度的不一樣而顯著變化,所以,垂直發(fā)射能夠使火箭盡快地穿過濃密的大氣層而進入高空飛行,以降低能量的消耗。

  如此可知,垂直發(fā)射火箭是最合理的發(fā)射方法。

  火箭的整體性能

  火箭技術(shù)集合了高推力(百萬牛頓),高排氣速度(海平面音速的10倍),高推重比(>100)以及能在大氣層外工作的能力。而且往往可以通過削弱一種性能而使另一種性能更高。

  比沖

  衡量發(fā)動機性能的重要指標就是單位質(zhì)量的推進劑產(chǎn)生的沖量,即比沖(通常寫作Isp)。比沖可用速度(Ve 米每秒或英尺每秒)或時間(秒)度量。比沖大的發(fā)動機往往是性能極佳的。

  凈推力

  以下是發(fā)動機凈推力的近似值計算公式:

  公式

  由于火箭發(fā)動機沒有噴氣式發(fā)動機的進風(fēng)口,因此不需要從總推力中扣除沖壓阻力,因為凈推力就等于總推力(排除靜態(tài)反壓力)。

  節(jié)流

  發(fā)動機可通過控制推進劑流量 (通常以kg/s或lb/s計)來達到節(jié)流的目的。

  原則上,發(fā)動機可通過節(jié)流使出口壓力降至圍壓的三分之一(噴嘴流動分離)而上限可至發(fā)動機機械強制允許的最大值。

  實際上發(fā)動機可節(jié)流的范圍要出入很大,但大部分火箭都可以輕易達到其機械上限,主要的限制因素就是燃燒穩(wěn)定性。例如推進劑噴嘴需要一個最小壓力來避免引起破壞性振動(間歇性燃燒和燃燒不穩(wěn)定),但噴嘴往往可以在更大的范圍內(nèi)進行調(diào)整和測試。而且有必要保證噴嘴出口壓力不會低于圍壓太多,以避免流動分離問題。

  能量效率

  火箭發(fā)動機是一種效率極高的熱力發(fā)動機,產(chǎn)生高速射流,結(jié)果如同卡諾循環(huán)一樣產(chǎn)生高燃燒室溫度和高壓縮比。如果運載工具的速度達到或略微超過排氣速度(相對于運載器),那么能量效率是很高的。而在零速度下,能量效率也為零。(所有噴氣推進都是如此)

  火箭的冷卻系統(tǒng)

  材料工藝

  反應(yīng)物料在燃燒室的反應(yīng)溫度可達約3500 K (~5800 °F)。這個溫度遠超出噴嘴和燃燒室材料的熔點(石墨和鎢除外)。的確在某些材料自身承受范圍內(nèi)能找到合適的推進劑,但要保證這些材料不會燃燒,熔化或沸騰也很重要。材料工藝決定了化學(xué)火箭尾氣溫度的上限。

  另一種方法就是使用普通材料如鋁、鋼、鎳或銅合金并采用冷卻系統(tǒng)來防止材料過熱。如再生冷卻,使推進劑燃燒前通過燃燒室或噴嘴內(nèi)壁的管道。其他冷卻系統(tǒng)如水幕冷卻、薄膜冷卻可以

  火箭發(fā)動機

  延長燃燒室和噴嘴的壽命。這些技術(shù)可以保證氣體的熱邊界層在接觸材料時溫度不會影響材料的安全性。

  火箭中的熱流通量往往在工程學(xué)上是最高的,其變化范圍在1-200 MW/m2。而噴口處熱流通量又是最高的,通常是燃燒室和噴嘴處的兩倍。這是由于噴口處尾氣的高速(導(dǎo)致邊界層很薄)和高溫造成的。

  大部分其他的噴氣式發(fā)動機的燃氣輪機運轉(zhuǎn)在高溫下,但由于其表面積過大,難以冷卻,因此不得不降低溫度,損失了效率。

  常用的冷卻方式

  不冷卻:用于短時運行或測試

  燒蝕壁:室壁有燒蝕材料,可不斷吸熱脫落

  輻射冷卻:使室壁達到白熱狀態(tài)以輻射熱量

  熱沉式冷卻:將一種推進劑(通常是液氫)沿室壁倒下

  再生冷卻:推進劑在燃燒前先流經(jīng)室壁內(nèi)的冷卻套管

  水幕冷卻:推進劑噴射器被特殊安置,以使室壁周圍的燃氣溫度降低

  薄膜冷卻:室壁被液體推進劑浸濕,液體蒸發(fā)吸熱使之冷卻

  所有的冷卻措施都是要在室壁形成一層比室內(nèi)溫度低的隔離層(邊界

  火箭發(fā)動機

  層),只要這層隔離層不被破壞,室壁就不會出問題。而燃燒不穩(wěn)定或冷卻系統(tǒng)故障常常會導(dǎo)致邊界層的保護中斷,隨后導(dǎo)致室壁被破壞。

  再生冷卻系統(tǒng)還有第二層邊界層,就是圍繞室壁的冷卻管道壁。由于這層邊界層充作室壁和冷卻劑的隔離層,因此其厚度要盡可能地薄,這可以通過加快冷卻劑流速來實現(xiàn)。

  火箭的點火系統(tǒng)

  點火可以采取多種途徑:火工裝藥,等離子體焰矩,電火花塞。一些燃料和氧化劑相遇燃燒,而對于非自燃燃料,可以在燃料管口填充自燃物質(zhì)(俄羅斯發(fā)動機常用)。

  對液體和固液混合火箭來說,推進劑進入燃燒室都必須立刻點火。液體推進劑進入燃燒室后點火延遲毫秒級時間,都會導(dǎo)致過量液體進入,點燃后產(chǎn)生的高溫氣體會超過燃燒室設(shè)計最大壓力,從而引起災(zāi)難性后果。這叫做“硬啟動”。

  氣體推進劑不會出現(xiàn)硬啟動,因為噴注口總面積小于噴管口面積,點火前即使燃燒室充滿氣體也不會形成高壓。固體推進劑通常使用一次性火工設(shè)備點燃。

  點火后,燃燒室可以維持燃燒,點火器不再需要。發(fā)動機停機幾秒鐘后,燃燒室可以自動重點火。然而一旦燃燒室冷卻,許多發(fā)動機都不能再點火。

  火箭發(fā)動機-羽流物理

  煤油的廢氣富含碳,根據(jù)其發(fā)射譜線羽流呈橙色。基于過氧化物氧化劑和氫燃料的火箭的羽流大部分是水蒸汽,肉眼幾乎不可見,但在紫外線和紅外線視野中呈亮色。固體火箭推進劑含有金屬元素如鋁,其燃燒發(fā)白光,因此其羽流高度可見。一些廢氣,尤其是酒精燃料的羽流呈鉆石型激波。

  火箭的羽流形狀取決于設(shè)計高度,高度推力及其他因素。在高空所有火箭尾焰都呈超過度膨脹狀態(tài),并在尾部收束。


猜你感興趣:

1.火箭的童話故事

2.火箭回收有多難中考語文說明文閱讀題及答案

3.世界十大最強運力火箭

4.長征五號發(fā)射直播視頻

5.十萬個為什么的內(nèi)容是什么

232130