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火箭需要貴金屬

發布時間:2021-10-30 21:45:05

⑴ 為什麼火箭需要這么多的燃料

火箭之所以攜帶90%的燃料,完全是因為火箭發動機是個笨傢伙,效率實在太差了!


火箭發動機卻是實打實的,在垂直方向上對抗重力,火箭向下噴射氣體,獲得反推力推動火箭上升。

按照動量守恆定律,火箭飛行過程中,噴出的氣體質量乘以噴射速度等於火箭剩餘的質量乘以火箭速度。由此得知,燃料重量占火箭總重量越大,噴出的氣體越多,噴射速度越快,火箭剩餘的質量越小,獲得的速度就越快。

另外,火箭要飛出大氣層,那裡沒有氧氣參與燃燒,所以火箭還要攜帶大量的氧化劑助燃。我國的長征七號火箭,總重500噸,液氧加煤油就佔了450噸,其他所有加起來才50噸。

所以火箭需要攜帶占重量90%的燃料+氧化劑,並在飛行過程中把這些燃料都噴射出去,才能讓剩餘的10%的質量,獲得超過第一宇宙速度7900米/秒的高速度,最終克服地球引力的影響,進入太空軌道。

想想都肉疼,費盡千辛萬苦,才能運送那麼一點點東西。等比沖高的離子、核能、電能等新型火箭發動機成熟了,就不用攜帶那麼多燃料了。

⑵ 為什麼 火箭在太空中 不需要點火

飛機一般只能在平流層飛行.飛機是比空氣重的飛行器,因此需要消耗自身動力來獲得升力。而升力的來源是飛行中空氣對機翼的作用。
機翼的上表面是彎曲的,下表面是平坦的,因此在機翼與空氣相對運動時,流過上表面的空氣在同一時間(T)內走過的路程(S1)比流過下表面的空氣的路程(S2)遠,所以在上表面的空氣的相對速度比下表面的空氣快(V1=S1/T>V2=S2/T1)。根據帕奴利定理——「流體對周圍的物質產生的壓力與流體的相對速度成反比。」,因此上表面的空氣施加給機翼的壓力F1小於下表面的F2。F1、F2的合力必然向上,這就產生了升力。
從機翼的原理,我們也就可以理解螺旋槳的工作原理。螺旋槳就好像一個豎放的機翼,凸起面向前,平滑面向後。旋轉時壓力的合力向前,推動螺旋槳向前,從而帶動飛機向前。當然螺旋槳並不是簡單的凸起平滑,而有著復雜的曲面結構。老式螺旋槳是固定的外形,而後期設計則採用了可以改變的相對角度等設計,改善螺旋槳性能。
飛行需要動力,使飛機前進,更重要的是使飛機獲得升力。
火箭是依靠反沖力飛上天的。我們吹氣球的時候,如果把充滿氣的氣球口突然放開,裡面的氣體就會很快噴出,這時把氣球放開,氣球就會向氣體噴出相反的方向飛去。這種力量叫做反沖力。火箭與飛機的飛行原理不同,飛機的確是靠空氣升力飛行的,而火箭則不需要,甚至覺得空氣是多餘的,因為空氣能產生阻力。當火箭起飛的時候,尾部裝的燃料劇烈燃燒,在尾部的口噴出,高溫高壓的氣體速度是很快的,自然產生的反沖力是很大的,足以把火箭推上天空。火箭模型相對簡單,但是運載火箭則復雜得多。雖然航天運載火箭的燃料——酒精與液態氫產生的動力很大,但是依然無法克服地球的引力向太空飛去,因為要脫離地球引力,就必須達到第一宇宙速度——每秒7.9千米。所以,科學家又發明的級式火箭,起飛時第一級火箭點火,到了一定的高度,第一級的引擎就會熄滅,第一級火箭的艙體會脫離,而第二級火箭就點火繼續飛行。這樣,有了第一級火箭飛行時的基礎速度,加上沉重的火箭艙體已經被拋離,火箭重量輕了很多,要達到每秒7.9千米就不難了。
所以......

⑶ 火箭升空的原理是什麼

反沖原理。

要使一個物體從靜止開始運動,必須有力作用在物體上,並且作用一定時間T。在物理學上,力F和時間T的乘積FT叫做力的沖量。要使火箭發射,就必需有沖量作用在火箭上。這種沖量是通過燃氣的爆炸而產生的。

在現實生活中,我們經常會看到這樣的現象,一個充足氣的氣球拿在手上,突然放手,氣體從氣球中噴出來,這時氣球就向著相反的方向飛出去,這種運動遵循動量守恆定律,在物理上我們稱作為反沖。

隨著科技的不斷發展,科學家們已經發明製造了各種型號的火箭,這些火箭內部構造互不相同而且都相當復雜。如1970年發射的長征1號丁,它是一枚裝有二度軌級的三級小型運載火箭,其內部結構如圖(1)所示。但是不管這些火箭內部構造有多復雜,其主要部分都可以歸納為殼體和燃料。殼體是圓筒形的,前端是封閉的尖端,後端有尾噴管,燃料燃燒產生的高溫壓燃氣從尾噴管迅速噴出,火箭就向前飛去。

發射火箭由地面控制中心倒記數到零便下令第一級火箭發動機點火。在震天動地的轟鳴聲中,火箭拔地而起,冉冉上升。加速飛行段由此開始了,經過幾十秒鍾,運載火箭開始按預定程序緩慢向預定方向轉變,100多秒鍾後,在70公里左右高度,第一級火箭發動機關機分離,第二級接著點火,繼續加速飛行,這時火箭已飛出稠密大氣層,可按程序拋掉衛星的整流罩。在火箭達到預定速度和高度時,第三級火箭發動機關機分離,至此加速飛行段結束。隨後,運載火箭靠已獲得的能量,在地球引力作用下,開始慣性飛行段,直到與預定軌道相切的位置止。此時第三級火箭發動機點火,開始了最後加速段飛行。當加速到預定速度時第三級發動機關機。火箭的運載使命就全部完成了。

火箭飛行所能達到的最大速度,也就是燃料燃盡時獲得的最終速度,主要取決兩個條件:一是噴氣速度,二是質量比(火箭開始飛行時的質量與燃料燃盡時的質量之比)。噴氣速度越大,最終速度就越大,由於現代科學技術的條件下一級火箭的最終速度還達不到發射人造衛星所需要的速度,所以發射衛星要用多級火箭。

火箭的級數不是越高越好,級數越多,構造越復雜,工作時間的可靠性就越差。火箭和噴氣式飛機一樣都是反沖的重要應用。為了提高噴氣速度,需要使用高質量的燃料。當燃氣從細口噴出時或水從彎管流出時。它們具有動量由動量守恆定律可知,盛燃氣的容器就要向相反方向運動。火箭是靠噴出氣流的反沖作用獲得巨大速度的。

⑷ 為什麼火箭需要帶那麼多燃料

假設一個人一分錢都沒有。(相當於一個停在地球上的火箭,相對速度為零)如何讓這個人徹底逃脫貧困,獨立於社會捆綁,成為top0.1%?比方說,我們算出來,需要7900萬的資本。(相當於一個火箭逃脫地球引力的最基本相對速度要求:7900m/s)。那麼,他每年掙一百萬也行,79年以後不就完事了嗎?每年掙十萬也行,790年也就夠了。理論上,隨便他想要按照什麼樣的方式做到,或遲或早也能順利做到。(在真空,如果沒有任何引力問題,也就是這個道理。無論發動機多爛,想走多遠就可以走多遠,最多隻是時時間問題而已)可是,發現一個小bug,每年需要9.8萬的「生活費」才能堅持正常生活水準。(相當於地球的引力負擔:9.8m/s/s)如果達不到這個一年9.8萬的掙錢速度,這個人永遠都走不出貧困。同樣,飛船根本起飛不了。這個一年掙十萬的做法,也很難走的。因為他790年,也需要用7700萬的生活費。實際上,他一年只能存個0.2萬。所以還得4萬年,98%的錢用在生活上,效率非常低。。。飛船的發動機呢,一方面需要長期保持高於9.8m/s/s的加速,否則會飛不起來,或者開始落下來的。另一方面,也需要累計做到7900m/s的速度,這才能徹底逃脫引力負擔(走入一個穩定軌道)。這一點很關鍵。因為很難同時滿足這兩個條件。在我們目前所熟悉的能源或發動機技術當中,要麼爆發力不夠,要麼堅持力不夠。一方面高一方面低。

⑸ 製造航天運載火箭需要什麼材料

樓主的問題好深奧 ... 航天運載火箭作為最前沿的科技產品之一,需要的材料不是幾十行字就能寫清楚的,也不太可能簡單就描述清楚。
簡單來說,運載火箭最基本的是箭體、動力系統和控制系統(其他的測量、安全等不是必須的)組成。
箭體的主要材料是 鋁的各種合金 和 鈦合金,未來應該會出現石墨烯材料。
動力系統主要材料是 燃料,主要是 液氫、液氧等高能的燃料和氧化劑。
控制系統從簡單了說,類似於我們的電腦系統加上各種感應器和控制部件。
任何一個系統涉及的材料都少則幾百,多則數千種材料。

⑹ 氣火箭需要什麼材料

壓縮空氣(約四個大氣壓)
細管20mm
卡紙
底座

⑺ 火箭上天需要哪些燃料

我們在日常生活中常見的汽車、火車、船舶等,都需要燃料的推動才能前進。它們所用的燃料大多是汽油及其他化合物,可是火箭需要什麼燃料才能飛行呢?難道也是汽油嗎?
很遺憾,如果火箭的發動機也是靠汽油來工作的話,那麼理論上它要攜帶數以萬噸的汽油才行。不是因為汽油太貴,而是因為汽油發動機對汽油的利用率非常低,最多才30%,大部分都會被浪費。而且真要使用汽油的話,火箭就飛不出大氣層了,其原因有兩個:一是火箭太重;二是發動機在真空狀態下不能工作。
雖然火箭不能用汽油當燃料,不過液體燃料釋放的能量大,推力也大,燃燒時間較長,因此,火箭大都採用液體燃料。目前發射運載火箭時的燃料和氧化劑,主要有:
液氫液氧。由於控制液氫燃燒的難度很高,所以,為避免低空發射的事故它一般不作為第一、二級火箭的燃料。液氫液氧多用作末端火箭推進劑。
有一種叫作「肼」的燃料劑用得也比較普遍,不過它既有毒,又有腐蝕性。早期火箭多數採用肼與其他化學物質的混合物作為燃料,但它對人體損害太大,並嚴重污染環境,非常危險。
現在火箭採用的新型燃料是煤油。煤油安全性好而且價格便宜,對環境的污染小,產生的推力也大,目前使用得較為普遍。

⑻ 發射一枚火箭,到底需要多少錢

許多東西的製造都是需要大量金錢來支撐的。一艘航母需要幾百億元的人民幣才可以製造,航母的一次出行也要幾千萬以上的費用;曾經俄羅斯有過幾艘航母,但由於國家的經濟實力在後退,他們的航母也就沒有經常性的使用,可是航母造一次可以使用幾十年,一枚火箭造價也很高卻只能短暫的使用。那麼發射一枚火箭需要多少錢呢?如果略微估算的話,許多人肯定沒有想到送火箭上天的代價居然這么大。

火箭從地球到太空的時間不過是十幾分鍾,而在這十幾分鍾內,一枚火箭就完成它的使命報廢了,火箭的使用次數也只是一次。下一次發射就需要重新再造了。十幾分鍾花費這么大筆的錢,所以說送火箭上天的代價不小。但一個國家的實力發展了,這個國家人民也就生活得更好。雖然送火箭上天代價不小,但火箭成功上天也能給這個國家帶來不少的好處。

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