火箭计算原理

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火箭计算原理求高手给解答

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任何一次飞行器轨道变化(速度变化)或者多次轨道变化都遵循如下公式:ΔV = Ve*ln(m0/m1)其还可以写成如下方式:m1 = m0*e^(-Δv/ve)或者 m0 = m1*e^(-Δv/ve) 或者1- (m1/m0) = 1-e^(-Δv/ve)其中:1)m0 是火箭加速前的纯质量总合,即初始总质量(该质量指,不含火箭可能携带的弹头或者卫星等附加设施,仅为火箭自身各种子系统的总和)。

(后文中所有初始总质量都是指火箭纯质量的总合)。

2)m1 是火箭加速后的纯质量的总和。

3)ve 是火箭排气速度(火箭喷射速度),该速度与时间、地球重力加速度。

4)Δv 是火箭加速后速度与加速前速度的差值,它是对由且仅由火箭发动机产生的加速度求时间的积分得来。

5)1- (m1/m0)是质量分率(质量比重)。 请注意,如上公式是在理想状态下的推导结果,换句话说,实际过程中,在重力加速度和各种干扰力的联合作用下,Δv 通常并不是如上公式计算所得。这个公式,也可以通过求动量守恒公式:mdv = vedm 的积分得来。 其中:dm 是火箭由于加速所消耗的质量(即用于产生 Δv 的质量,在公式推倒中,常常由于其实消耗质量故在 dm 的前面加上“-”号。) 诚然,上面的火箭方程经过极端的简化,并不适用实际的火箭飞行当中,但是其仍然表述了火箭飞行物理学中火箭方程式的精华。 此外,需要特别指明的是,该方程在宇宙的无重力状态下,却显得相对精确,而 Δv 也是其中最重要的参数,尤其在航天飞行器轨道变换中,显得格外重要。 很明显,为了达到较大的 Δv,我们可以通过给与较大的 m0 (随 Δv 的增长以指数形式增长)或者,较小的 m1,或者 较大的 ve,或者它们联合的作用获得。

其他答案

1. 是基于牛顿第三定律的推力原理。

2. 火箭的推力是通过燃烧燃料产生的高温高压气体喷出,根据牛顿第三定律,喷出气体的反作用力会推动火箭向前运动。火箭的推力与喷气速度和喷气量有关,喷气速度越大、喷气量越大,推力就越大。

3. 的包括燃料的选择和燃烧效率的优化,以及火箭的结构设计和控制系统的研发等方面。这些都是为了提高火箭的推力和运载能力,实现更远的航天探索和载人航天任务。

其他答案

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。火箭的速度是由火箭发动机工作获得的。早在1903年齐奥尔科夫斯基就推导出单级火箭的理想速度公式:V=ωLnMo/Mk,被称为齐奥尔科夫斯基公式。ω为发动机的喷气速度,Mo和Mk,分别是火箭的初始质量和发动机熄火(推进剂用完)时的质量。Mo/Mk被称为火箭的质量比。由这齐奥尔科夫斯基公式可知,火箭的速度和发动机的喷气速度成正比,并且随火箭的质量比的增大而增大,即发动机的质量减少时,火箭的速度会越来越大。即使使用性能最好液氢液氧推进剂,发动机的喷气速度也只能达到4.3~4.4公里/秒。因此,单级火箭无法将物体送到太空轨道,必须用多级火箭才能完成太空发射任务,即用接力式原理的火箭将航天器送往太空轨道。

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