火箭为什么能在太空火箭在大气中飞行时?

火箭能在太空飞行的原理是什么?
火箭能在太空飞行的原理是什么?
09-07-14 &
达到第一宇宙速度,牛顿第三定律火箭是靠火箭发动机向前推进的。火箭发动机点火以后,推进剂(液体的或固体的燃烧剂加氧化剂)在发动机的燃烧室里燃烧,产生大量高压燃气;高压燃气从发动机喷管高速喷出,所产生的对燃烧室(也就是对火箭)的反作用力,就使火箭沿燃气喷射的反方向前进 火箭推进原理依据的是牛顿第三律:作用力和反作用力大小相等,方向相反。就如一个扎紧的充满空气的气球一旦松开,空气就从气球内往外喷,气球则沿反方向飞出。
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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。能量效率越高,排气速度越高。
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火箭飞行的基本原理是利用动量守恒定律。为了形象生动地理解能量守恒定律,我们来做一个有趣的小实验。在桌面直线排放一排紧靠在一起的相同大小的硬币,在它的前面用相同大小的硬币来弹击。用几个硬币弹击,那一排后面就有几个硬币被弹出。后面弹出硬币数与弹击硬币数总是相同而跟弹击力大小无关。弹击力加大,只能使后面弹出硬币运动速度加快,移动更远。这是因为弹击用的硬币动量通过传递给最后几个相同数目的硬币,并使起运动,在这种传递转换过程中,能量的总量是不变的,这就是守恒的体现。(注:系统中有摩擦存在,有一定的能量损耗)
 火箭在飞行时,燃料和氧化剂在燃烧室中燃烧,背着飞行方向不断地喷出大量速度很大的气体,使火箭在飞行方向上获取很大的动量,从而获得巨大的前进速度。如果飞行的宇宙飞船减速或着陆时,则向其前方喷气使其减速。它不依靠空气的作用,所以可以在空气稀薄的高空或宇宙空间飞行。
 设火箭开始飞行时速度为零,质量为Mo,燃料烧尽后,火箭剩下质量为M,喷气速度为μ,则火箭能达到的速度υ=μ·ln(Mo/M)其中Mo/M称火箭的质量比。
 也就是说,在同样条件下,如果火箭的喷气速度越大,最终获得的速度也越大;如果火箭的质量比越大,火箭所能达到的速度也越大。当喷气速度和质量比相同时,火箭的速度和它本身的大小无关。因此要提高火箭速度,只有提高喷气速度和质量比。一般情况下所使用的燃料决定了喷气速度,固体燃料喷气速度2000米每秒左右,一般液体燃料喷气速度3000米每秒左右,液氢/液氧等推进系统喷气速度达4000米每秒左右。这样速度的获得就只有通过质量比来进一步调整,要具有高质量比就需携带大量燃料。如果要获得第一宇宙速度7.9公里每秒,按喷气速度4000米每秒计算,其质量比为7.2,而现代火箭质量比通常只有6,就当前来讲技术上仍是很困难,所以一般采用多级火箭技术。美国以具备单级入轨主要技术,相信不久单级火箭即会问世,实现单级发射卫星之梦。
 多级火箭在起飞时,第一级火箭的发动机开始工作,推动各级火箭一起前进,当这一级火箭燃料烧尽后,第二级火箭的发动机开始工作,并自动脱落第一级火箭的外壳。因此第二级火箭会在负重减轻的情况下进一步加速前进。按此道理,使火箭最终获得较大的速度而完成卫星发射任务。
 火箭从地球表面发射起飞时,如果火箭速度增加很快,空气阻力会加大,这对飞行极不利。所以一般是低速起飞,缓慢加速,以极小的速度通过稠密的大气层后,在已高速通过稀薄的大气层上层进入太空中。
 模型火箭则是利用卫星固体推进剂发动机,喷出高速燃气产生前进动力飞上天的。是对火箭飞行基本原理的一种模拟。模型火箭也有单级和多级,仿真型与非仿真型之分。较常见的模型是单级的,多级模型火箭制作难度较大,技术要求较高。我们可以通过模型活动来了解航天知识、火箭基本原理等在玩乐中愉快地学习。
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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。能量效率越高,排气速度越高。
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上面二位谈了航天飞机的工作情况和运行过程,但在太空中飞行根本原理没有介绍.我这里谈些肤浅看法:
力学中我们学习了牛顿第三定律.它的基本原理就是作用与反作用.当航天飞机点火发射时,飞机内液体燃烧时产生的强大气流向机外喷出,这时它就对空间产生一个作用力,而空间当然要对飞机产生大小相等,方向相反的反作用力,这样飞机就前进或上升,在太空中飞行时.同样利用这个原理,来加速或减速.所以牛顿力学要学好.特别是第三定律.作用与反作用,力大小相等,方向相反.我国的爆竹能升高也是这个原理.
其他答案(共3个回答)
飞机为什么能在太空中飞行
严格意义上是在自由落体,只是下落曲线是绕地球的轨道。
航天飞机是一种可重复使用的由运载火箭发射的飞行器,用于进入地球轨道,在地球与轨道航天器之间运送人员和物资,并滑翔降落回地面。第一架航天飞机于日发射升空。航天飞机主要由3部分组成:带机翼的轨道器,用于运载航天员和物资;外部推进剂箱,用于携带供3台主发动机使用的液氢和液氧;一对大型固体推进剂捆绑式助推火箭。整个系统的起飞重量达2000吨,高56米。发射时,助推器和轨道器主发动机同时点火,推力达3100万牛顿。起飞后约两分钟,助推火箭被抛弃并用降落伞降落,回收后再次使用。轨道器将外部推进剂箱中的推进剂消耗完时,已获得99%的轨道高度,于是抛弃。此推进剂箱在坠入大气层时解体。虽然航天飞机像常规载人航天器一样垂直发射,但不同的是,它能像普通喷气式飞机一样滑翔降落在跑道上。轨道器在设计上可重复使用00次,降低了航天飞行的成本。航天飞机可将卫星和探测器装入它的货仓带到太空去施放,也可由航天员在太空中回收或修理轨道上出了问题的卫星。航天心机还可用作太空实验室,携带专门的研究设备进行各种科学实验。航天飞机完成任务返回地面远比升空时的难度与危险性要大。当轨道飞行器返回地球重入大气层时,它必须十分精确地调整好自己的状态和角度。由于机身与空气的剧烈摩擦,其外部可产生1500摄氏度的高温,如果没有防护装置,飞机将会熔化。所以,在航天飞机的外表覆盖了一层大小形状不同的黑色光亮的硅酸盐纤维瓷片,这些瓷片的隔热性能非常好,可以保证热量不被传导到飞行器上。航天飞机是迄今为止人类所制造的最复杂、最尖端的运载工具。它庞大而精密的系统由数百万个零部件组成,其中任何一个出现问题,都可能导致整个航天飞机毁灭。两架失事的航天飞机,一个是因为小小的密封圈发生泄漏,在起飞后不久发生了爆炸;一个是因为瓷片脱落击坏身,在重返大气层时发生机身解体。两次事故使十几名宇航员壮烈牺牲。人们在感激这些勇士,震惊这种灾难的同时,仍然会对科学事业充满不懈的激情。
目前只有美国拥有航天飞机,但由这些航天飞机所进行伟大事业,使人类对科学的认识产生了突飞猛进的作用。
1.由航天员控制。
2.由于有了地球引力,航天飞机会变重。
3.航天飞机入轨以后,只能下,不能上,因为它只有很少的燃料,只能用于姿态调整。
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答: 考试合格啊!
答: 当前世界上有四个最大的科学难题,全球各专业的科学家都在设法揭开大自然的这些秘密,如能解开这些谜团,那么人类的生活以及对世界的看法将发生根本的变化。
答:  2011年二级建造师考试时间(部分省市时间不统一)
6月26日  上午9:00-12:00...
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