PDF《火箭的推进原理》

篇名 火箭的推进原理 作者 夏芸.

私立晓明女中.高中部一年丙班.17 号PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.pdffactory.com 火箭的推进原理 壹前言 火箭,是一个勇往直前的象徵.它使人类跨出了地球,记录著人类的勇气与成就, 在人类的发展史上有著卓越的地位. 我之所以会想要多了解一些关於火箭方面的知识,是由於 《十月的天空》 这本书, 它对我影响很大,当我刚进入高中,彷徨不定时,它出现在我眼前.内容叙述著 一群追逐梦想的青少年,他们如何制作火箭,克服困难,达成目标.我想其中锲 而不舍的研究精神正是我该学习的.加上以前总是对外太空有种莫名的想像,每 次看见火箭成功升空时,那种与全人类同在的感动,种种原因都促使我研究这个 题目. 火箭的推进原理,看似只是理所当然的牛顿第三运动定律,其实里面有更多精密 复杂的设计,而每个环节都与火箭是否能顺利升空息息相关.以下就把我所学到 的火箭知识大致整理如下. 贰正文

一、万有引力和宇宙速度 根６俚诙(F=mv2 /r)和万有引力定律即两个物体之间引力的大小与它 们的距离平方成反比(F=GmM/r2 ) .两式可以得到三种宇宙速度.使物体绕地 球作圆周运动的速度被称为第一宇宙速度(7.91km/s),为航天器成为人造天体时 必须达到的最小速度.随圆周运动的半径越大,环绕速度减小,环绕所需能量增 加;

摆脱地球引力束缚,飞离地球的速度叫第二宇宙速度(11.19km/s),此时航天 器所具有的动能足以使它飞到距地心无穷远处,并沿抛物线轨迹脱离地球引力 场,成为太阳系内的人造行星;

而摆脱太阳引力束缚,飞出太阳系的速度叫第三 宇宙速度(16.65km/s).

二、.火箭的分类 按构造不同分为 01.单级火箭:具有单台火箭发动机. PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.pdffactory.com 02.多级火箭:具有多台火箭发动机.由若干个被称为子级的单个火箭经串联或 并联组合而成的整体,称为多级火箭.此一技术首先被齐奥尔柯夫斯基提出. 而多级火箭又可分为 A.并联式多级火箭:各子级火箭横向排列连接,各子级火箭发动机同时点火工 作,工作先结束者先分离抛去. B.串联式多级火箭:各子级火箭依次同轴排列,第一子级(芯级)位於最下方, 依序而上是第

二、

三、四子级(火箭的级数不可能无限制地增加,因为对下面一 级火箭来说,前面的各级火箭都是它的有效载荷.理论计算和实际经验表明,每 增加

1 份有效载荷,火箭需要增加

10 份以上的质量来承受,随著火箭级数的增 加,使最下面的一级和随后的几级变得越来越庞大,以致於无法起飞.多级火箭 一般不超过四级. (注一) ) ,各子级火箭发动机由下而上相继点火工作,并在工 作结束后依序被分离抛去.为了提高串联式多级火箭的运载能力,通常在第一子 级火箭周围捆绑几个助推器,构成捆绑式多级火箭,是最常见的运载火箭. C.组合式多级火箭:串联和并联同时存在的多级火箭.

三、火箭的基本构造 能够把人造卫星、载人飞船、太空站或其他空间探测器送入轨道的单级或多级火 箭,称为运载火箭,其中以多级火箭居多.以最常见的运载火箭来说,其分别由 有效载荷、箭体结构、推进系统、制导系统、电源系统、安全系统、分离系统、 遥测系统和弹道测量系统等所组成. (注二) 接下来将对其推进系统做深入一层的分析,以了解火箭的推进原理.