火箭升空的原理:力的反作用力、通过不断地减少自身重量、惯性的存在。火箭是以热气流高速向后喷出,利用产生的反作用力向前运动的喷气推进装置。它自身携带燃烧剂与氧化剂,不依赖空气中的氧助燃,既可在大气中,又可在外层空间飞行。
现代火箭可用作快速远距离运送工具,如作为探空、发射人造卫星、载人飞船、空间站的运载工具,以及其他飞行器的助推器等。如用于投送作战用的战斗部(弹头),便构成火箭武器。火箭是目前*能使物体达到宇宙速度,克服或摆脱地球引力,进入宇宙空间的运载工具,而火箭的速度是由火箭发动机工作获得的。
火箭是一种靠发动机喷射产生的反作用力而向前推进的飞行器,是实现卫星上天和航天飞行的运载工具,故又称运载火箭。可以说,没有火箭技术的发展,就没有空间科学蓬勃发展的今天,火箭技术为人类打开了探索宇宙的大门。
在人类的航天活动中,飞机是依靠机翼上、下两面产生的压力差上升飞行的,其喷气发动机燃烧煤油,利用空气中的氧气燃烧,所以飞机离不开大气,而且飞机发动机的推力也不足以把飞行器加速到摆脱地球引力所需的第一宇宙速度。所以人类飞离大气层就必须依靠火箭。
火箭发动机所消耗的燃烧剂和氧化剂(两者统称推进剂)都是由火箭自身携带的,因此火箭可以在真空中飞行。火箭发射时产生巨大的推力使火箭在很短的时间内迅速升入高空,随着燃料不断减少,火箭自身质量逐渐减小,在与地球距离增大的同时,质量和重力影响不断下降,火箭速度也因此越来越快。运载火箭通常为三级以上的多级火箭,各级火箭依次点火并依次自动与主体火箭分离,通过一级级加速来提高火箭速度。
火箭可应用在军用和民用两大方面。按不同任务,大致可以分为三类:探空火箭,用于高空大气测量;弹导式导弹,是带战斗部的有控火箭;卫星(飞船)运载器,把卫星或飞船送上轨道。目前世界上*的运载火箭是美国的“土星五号”,直径10米,高85米,起飞时重量近3 000吨,第一级火箭装有5台发动机,推力3 000多吨,点火后150秒即可把2 000多吨液氧和煤油烧光。第二级装有450吨高能推进剂(液氧和液氢),推力525吨。第三级装有106吨推进剂,推力100吨。“阿波罗”登月飞船就是由它运载并送入轨道的。
随着火箭技术的进步,它的运载能力越来越大,在人类的航天探索中发挥着越来越重要的作用。不过,虽然现代火箭技术已经发展到很高水平,但是其有效载荷只占运载火箭起飞重量的1%—2%,如发射一颗1吨重的卫星,运载火箭必须重50—100吨,运输效率太低。另外,若用目前的化学推进剂,运载火箭实现恒星际载人航行,到达最近的恒星也要几万年,这对载人航行是不可想象的。科学家们正在为研制电子火箭、核火箭甚至光子火箭提出种种设想,并进行探索。
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