3-3-火箭飞行原理解析

第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理LuoYilinDepartmentofPhysics,STUMarch,2008Email:[e-mail]*3-3火箭飞行原理一飞船与火箭二火箭飞行原理3-1质点和质点系的动量定理；3-2动量守恒定理；*3-3火箭飞行原理;3-4动能定理；3-5保守力与非保守力势能；3-6功能原理机械能守恒定理；3-7能量守恒定理；3-8经典力学的成就和局限性第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理一飞船与火箭2003年10月15日，执行中国首次载人航天飞行任务的航天员杨利伟进入“神舟”五号.第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理10月15日电中国在酒泉卫星发射中心进行首次载人航天发射。9时整，“长征”二号Ｆ型火箭点火升空。第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理10月15日18：40分50秒，中国航天员杨利伟乘坐“神舟五号”飞船在太空中展示中国国旗和联合国旗。第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理2005年10月12日9时0分0秒，神舟六号在酒泉卫星发射中心点火升空第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理费俊龙,聂海胜第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理2008年9月25日21时10分，长征二号F型运载火箭点火，神舟七号飞船在酒泉卫星发射中心点火升空。第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理航天员景海鹏、翟志刚、刘伯明出征仪式航天员景海鹏、翟志刚、刘伯明出征仪式第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理神舟七号航天员团队第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理北京时间2008年9月27日16时，翟志刚出舱作业,实现了中国历史上第一次的太空漫步，使中国成为第三个有能力把太空人送上太空并进行太空漫步的国家。飞船于北京时间2008年9月28日17点成功着陆于中国内蒙古四子王旗。第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理神舟七号搭载火箭图片神舟八号航天飞船将于2011年发射升空(图)第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理火箭是目前唯一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。早在1956年，中国就开始展开现代火箭的研制工作。1964年6月29日，中国自行设计研制的中程火箭试飞成功之后，开始着手研制多级火箭，向空间技术进军。经过了五年的艰苦努力,1970年4月24日“长征1号”运载火箭诞生,首次发射“东方红1号”卫星成功。中国航天技术迈出了重要的一步。现在,我国已经自行研制了12种型号的“长征”运载火箭，形成一套完整系列，能够满足各种轨道、各种航天器的发射需要，具有较强的国际竞争能力。可以说，“长征”系列火箭已经走向世界，享誉全球，在国际发射市场占有重要一席。第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理“长征二号F”运载火箭组成：四个液体助推器、芯一级火箭、芯二级火箭、整流罩和逃逸塔。包括控制系统、故障检测系统、遥测系统、外测安全系统、逃逸系统、箭体结构、动力系统、推进剂利用系统、附加系统和地面设备等１０个分系统。第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理逃逸塔是在飞船发射出现危及航天员生命安全的异常情况下才发挥作用的救生设施.它的任务是在火箭起飞前900秒到起飞后160秒时间段内，也就是飞行高度在0—110公里时，万一火箭发生故障，它可以拽着轨道舱和返回舱与火箭分离，并降落在安全地带，帮助飞船上的航天员脱离险境。第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理整流罩由高强度、轻质、耐高温，且无线电透波性强的材料制成，位于运载火箭的顶部，在保持火箭气动外形的同时，给有效载荷－－航天器披上坚固的铠甲。整流罩的外形尺寸是根据火箭的气动特性要求和装载航天器所需的空间尺寸设计的。火箭升空前，整流罩在地面保护航天器，保证航天器对温度、湿度、洁净度的要求。火箭升空穿过大气层时，整流罩可以使航天器免受气动力和气动热影响以至损伤。运载火箭飞出大气层后，整流罩将沿箭体纵向分成两瓣并被抛开，完成它的使命。第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理在火箭发射过程中，燃料不断燃烧变成热气体，并以高速从火箭尾部向后喷出，因而推动火箭向前作加速运动。二火箭飞行原理气对地=气对箭+箭对地时刻t:火箭+燃料mv(对地)气对地速度=vvuΔ时刻t+Δt:火箭+燃料mmΔ气体:ΔmuvvΔ(对地)(对箭)第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理时刻t系统的动量:vmtp时刻t+Δt系统的动量:uvvmvvmmttpΔΔΔΔΔ动量的改变为:dtdmudtvdmdtpdmuvmpΔΔΔdtmdudtvdmdtpddtmddtdm第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理dtmdudtvdmdtpdF根据质点系的动量定理:F(为作用于系统的合外力)火箭发动机的推力Fdtvdmdtmdu对于在远离地球大气层之外,星际空间中飞行的火箭,可认为0Fmduvdmdtmdudtvdm即第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理vmttvmt:,::,:00'0火箭速度火箭质量火箭速度火箭质量设气体的喷射速度为恒矢量.ummuvvmmduvdmduvdmmmvv00ln00质量比mm0mmuvv00ln质量比越大,火箭的速度越大.u0为标量第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理多级火箭是由构造类似，大小不同的火箭连接而成的，在飞行过程中，当某一级火箭的燃料烧完后这一级火箭自动脱落，下一级火箭又开始工作，......直到最后一级的燃料用尽时，火箭就达到了所需速度。第二级火箭燃料用尽后的火箭速度是：第三级火箭燃料用尽后的火箭速度是：101lnmmuv21012lnmmuvv32023lnmmuvv设火箭初速度为零，每级火箭的喷气速度相同为u，则第一级火箭燃料用尽后的火箭速度是：第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-3火箭飞行原理对于三级火箭,燃料用尽后的火箭速度是：320210103lnlnlnmmmmmmuv