火箭原理

主推进器运载舱副推进器副推进器火箭的原理•我们都知道牛顿第三定律，即作用力与反作用力定律。在航空领域里，火箭就是应用牛顿第三定律的杰出代表。火箭正是靠着燃料推力产生的反作用力而冲上云霄的。。•火箭飞行的另一个重要依据就是动量守恒定律。燃气喷发时做反冲运动，作用力很大，作用时间短，从而使火箭获得很大的速度，进而飞入太空火箭飞行的过程固体火箭是如何推进的？•固体火箭的推进剂为固体，这种推进剂又称为“火药”，火药铸成块状，排放在箭体内，占了大部分空间。固体火箭结构简单，制作方便，装入火药后可以长期存放，随时可以点火；点燃后燃烧时间短，燃烧的激烈程度无法控制，发射时震动大，因此它不适于发射载人的飞行器，多用于军事方面。固体火箭推进原理示意图液体火箭是如何推进的？液体火箭的推进剂为液体，燃料和氧化剂的组合情况很多，如酒精和液态氧、煤油和液态氧、液态氢和液态氧等。液体火箭燃烧时间长，便于控制，控制推进剂的输送，可以使火箭停火、重新点燃，从而控制火箭的飞行速度，操纵很方便。液体火箭的燃料不易储藏，成本很高。它是进行宇宙航行的主要交通工具。液体火箭推进原理示意图火箭提速的依据公式•齐奥尔科夫斯基曾经提出了一个公式：•V=μlnM0/Mk•这里，v是发动机停火时火箭的速度，μ是喷气的速度，M0是火箭起飞时的总质量，Mk是发动机停火时（即推进剂燃尽后）剩余部分的质量，ln是自然对数符号。怎样给火箭提速由齐奥尔科夫斯基的公式可知，火箭飞行速度μ和M0/Mk的自然对数成正比，即喷气速度越大，所携带推进剂越多，火箭最后能达到的速度也就越大。因此我们考虑寻找超高能燃料提高喷气速度或是提高质量比M0/Mk。事实上，目前尚未研制出用以提速的高能燃料；而若想提高质量比，就要在不改变推进剂质量的前提下减轻壳体质量，这样也是行不通的。于是，人们想出了给火箭“接力”的办法。火箭“接力”的三种形式串联式并联式混联式•火箭根据能源的不同分为化学火箭、核火箭和电火箭等。化学火箭又分为固体火箭、液体火箭和混合推进剂火箭。此外，火箭还可以按有无控制、用途、级数、射程和其他原则分类。火箭的分类方法虽然很多，但工作原理和组成部分基本相同。火箭的结构•简单的火箭包括一个高细的圆柱体，由相对较薄的金属制造而成。在这个圆柱内存放着火箭发动机的燃料和补给燃料罐，而为火箭提供推进力的发动机则放在圆柱的底部。发动机的底部是看起来像一个钟形的喷管，发动机通过一个装置——燃料输送系统可把原始的火箭燃料注入喷管顶部的燃烧室，•在圆柱体的上部装有一个中空的流线型圆锥体，锥体的底座接在圆柱体上，锥尖朝上，这个圆锥体为有效载荷整流罩或整流罩。长征一号是为发射我国第一颗人造地球卫星东方红一号而研制的三级运载火箭。它的一、二级火箭采用当时的成熟技术，并为发射卫星做了适应性修改，第三级是新研制的以固体燃料为推进剂的上面级。1967年11月，决定由中国运载火箭技术研究院负责研制。1968年初，完成了火箭的总体设计，之后又用了两年左右的时间完成了各种大型的地面试验。1970年4月24日，长征一号火箭首次发射，将中国第一颗人造地球卫星东方红一号顺利送入轨道，发射获得圆满成功。1971年3月3日，长征一号火箭第二次发射，把实践一号科学试验卫星准确送入轨道，又一次取得圆满成功。相对于70度倾角、440公里高的圆轨道，长征一号火箭的运载能力为300公斤，此火箭共进行了两次发射，均获得成功。长征一号的研制成功，揭开了我国航天活动的序幕长征二号在长征一号成功飞行之后，中国运载火箭技术研究院又成功研制了我国的第一个大型液体运载火箭长征二号。长征二号火箭共两级，推进剂采用四氧化二氮/偏二甲肼，低轨道的运载能力为1800公斤。1974年11月5日，长征二号火箭首次发射。但由于一根控制信号导线折断，火箭在起飞20秒以后姿态失稳，火箭自毁。一年以后，长征二号火箭第二次发射，火箭工作正常，卫星准确入，发射取得圆满成功。这也是我国发射的第一颗返回式卫星。后来，在1976年12月7日以及1978年1月26日，长征二号火箭又进行了两次发射，均获得成功。长征二号共进行了4次发射，除了第一次发射失败以外，其余3次均获得圆满成功。长征二号的成功，使我国成为世界上继美国和前苏联之后第三个掌握卫星返回技术和航天遥感技术的国家。``长征三号是在长征二号的基础上发展起来的三级火箭，可以把1600公斤的有效载荷直接送入地球同步转移轨道。长征三号充分继承了已有长征火箭的成熟技术，它的一、二级发动机采用长征二号丙的一、二级发动机，三级则采用世界上最先进的液氢/液氧发动机。长征三号是我国首次使用液氢/液氧发动机的火箭。为了解决液氢/液氧发动机的高空二次启动等技术难题，负责火箭设计的中国运载火箭技术研究院在正式发射前进行了。作为发射地球同步轨道卫星的备份方案火箭，上海航天局自1979年起用了10年的时间研制成功了长征四号火箭。它的3级全都采用常温液体推进剂（四氧化二氮与偏二甲肼）。1988年9月7日，长征四号在太原发射中心成功发射了我国的第一颗试验气象卫星；两年之后，长征四号又一次成功发射了气象实验卫星。长征四号火箭共发射两次，均取得成功。