火箭在太空飞行的原理是什么?
火箭中的燃料燃烧后会产生大量的高压气体,这些气体向后推动空气,空气就会给火箭以大小相同的反作用力来推动火箭前进 ,火箭就是利用这个力在太空中飞行的。
所谓火箭是指用火箭发动机向后喷射高温高压燃气产生反作用力,以获得前进动力,向前运动的飞行器。运载火箭是其中的一种,还有军用火箭和导弹,以及气象火箭、地球物理火箭和生物火箭等民用火箭和烟火等。
所谓火箭发动机是指自带推进剂(燃料和氧化剂),其工作不依赖外界空气的喷气发动机。
其他喷气发动机,如飞机上使用的空气喷气发动机,只携带燃料,燃料燃烧所需的氧气要从大气中获取,因而只能在大气层中工作。由于火箭既携带了燃料,又携带了氧化剂、所以火箭发动机在真空的太空中也能工作,使火箭能够成为航天飞行的动力。
那么,火箭飞行如何能产生战胜地球引力的宇宙速度呢?理论研究 和迄今的实践都证明,火箭飞行速度决定于火箭发动机的喷气速度和火箭的质量比。
发动机的喷气速度越高,火箭飞行的速度越高;火箭的质量比越大,火箭飞行能达到的速度越高。
火箭的质量比是火箭起飞时的质量(包括推进剂在内的质量)与发动机关机(熄火)时刻的火箭质量(火箭的结构质量,即净重)之比。因此,质量比大,就意味着火箭的结构质量小,所携带的推进剂多。
火箭发动机的喷气速度,决定于推进剂的性能和发动机的设计水平。推进剂的能量越高,可获得的喷气速度越高;设计水平越高,所获得的能量效率越高。
能量效率是指推进剂燃烧的热化学能转变为高速排气的动能的效。它包括推进剂的燃烧效率、发动机喷管效率和发动机的循环效率。
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