火箭在太空飛行的原理是什麼?
火箭中的燃料燃燒後會產生大量的高壓氣體,這些氣體向後推動空氣,空氣就會給火箭以大小相同的反作用力來推動火箭前進 ,火箭就是利用這個力在太空中飛行的。
所謂火箭是指用火箭發動機向後噴射高溫高壓燃氣產生反作用力,以獲得前進動力,向前運動的飛行器。運載火箭是其中的一種,還有軍用火箭和導彈,以及氣象火箭、地球物理火箭和生物火箭等民用火箭和煙火等。
所謂火箭發動機是指自帶推進劑(燃料和氧化劑),其工作不依賴外界空氣的噴氣發動機。
其他噴氣發動機,如飛機上使用的空氣噴氣發動機,只攜帶燃料,燃料燃燒所需的氧氣要從大氣中獲取,因而只能在大氣層中工作。由於火箭既攜帶了燃料,又攜帶了氧化劑、所以火箭發動機在真空的太空中也能工作,使火箭能夠成為航天飛行的動力。
那麼,火箭飛行如何能產生戰勝地球引力的宇宙速度呢?理論研究 和迄今的實踐都證明,火箭飛行速度決定於火箭發動機的噴氣速度和火箭的質量比。
發動機的噴氣速度越高,火箭飛行的速度越高;火箭的質量比越大,火箭飛行能達到的速度越高。
火箭的質量比是火箭起飛時的質量(包括推進劑在內的質量)與發動機關機(熄火)時刻的火箭質量(火箭的結構質量,即淨重)之比。因此,質量比大,就意味著火箭的結構質量小,所攜帶的推進劑多。
火箭發動機的噴氣速度,決定於推進劑的效能和發動機的設計水平。推進劑的能量越高,可獲得的噴氣速度越高;設計水平越高,所獲得的能量效率越高。
能量效率是指推進劑燃燒的熱化學能轉變為高速排氣的動能的效。它包括推進劑的燃燒效率、發動機噴管效率和發動機的迴圈效率。
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