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为什么长征火箭直径5米,飞行阻力和直径

来源:整理 时间:2022-06-08 10:53:39 编辑:科技知识 手机版

随着航运的兴起,我们有了直径5米的火箭。中国过去没那么大。从直径1.65米的长征一号(1970年)到2016年直径5米的长征五号,我们用了46年。虽然我们还在研究这个巨型推力发动机,但是我们现在测试的最大的火箭也就八百多吨,就是我们的长征五号火箭。最常用的长征火箭一般在200到500吨左右。距离几千吨的巨型火箭还有很长的路要走。因为单个火箭发动机推力不足,只能用四个螺旋桨叠加。美国的火箭推进推力很大,所以只用两个螺旋桨,四个螺旋桨用于运送重物或长距离。

火箭直径可以做到多大?飞行阻力和直径、射程之间有没有最佳比值?

目前做到最大的是美国1973年废弃的土星-5号,它的直径10米,成为直径最大的火箭,可以把118吨的有效载荷送上近地轨道,可以将47吨的有效载荷送上月球轨道,而前苏联的“能源”号直径也达到了8米,近地轨道的能力达到了100吨。那么要问它的投送能力,与什么有关系,理论上,飞行阻力与横截面积成正比,做得越大,直径和高度越大,飞行阻力也越大,因此火箭直径和高度,不是一个可以被无限放大的关系,正确的理解,与发动机和燃料技术密切相关,

我国过去不做那么大,从直径1.65米的长征一号(1970年),到2016年的直径5米的长征五号,我们用了46年。随着我们兴起海运,这才有了直径5米的火箭,未来为了载人登月,10米的火箭也在规划中,要突破的正是发动机和燃料技术。▲俄罗斯RD180,美国都在进口致于射程,也与发动机和燃料有关,与载荷有关,

土星五号推力的实现,不只是直径10米的火箭体,而是11台并列的发动机,其中一和二级均有5台发动机担纲,要同时点火,11台发动机点火,不能出现任何偏差,才能保证发射成功。所以从构型上来说,土星-5只是为了当年航天竞赛,做到了,做到了即视为一种成功,美国再研制10米火箭,绝不会再出现这种落后的构型,原因是在技术上存在不确定性。

为什么美国火箭推进器只有2个,中国有4个呢?

火箭推进器的多少其实由多方面因素决定的,首先要看推进器推力大小决定,再者要看火箭的整体重量跟火箭推进器之间的对比,第三就是要看要发射距离远近,这些都是决定火箭推进器的多少的原因,如果重量比较轻的火箭,比如说洲际导弹,那火箭本身的发动机就可以满足,不需要外部推进器的帮助,但是火箭运用在非军事领域的外太空运送东西,作为运输使用的火箭,那自身和运送货物的重量就需要非常大的推力才能起飞并摆脱引力和起飞,发动机的推力是决定性的作用,美国的火箭发动机的推力巨大是有目共睹的,在六十年代就可以实行探月计划,直到半个多世纪后的现在,还是没有哪个国家能做到,美国的土星5号火箭推力3400吨。

虽然说现在美国对外太空的科研投入在减少,曾经使用的发动机现在基本上都已经停产,现在美国使用的太空飞行器发射都是购买俄罗斯的火箭发动机,俄罗斯继承了前苏联的绝大多数家产,前苏联在太空科技方面的实力几乎跟美国不相上下,现在俄罗斯拥有世界上最大推力的火箭发动机,前苏联的最大推力火箭N–1火箭,虽然几次测试没有成功,但是推力也达到3700吨,

美国现在都是使用俄罗斯提供的火箭发动机,单个发动机推力大小决定了使用的数量,这已经很明显了,为什么美国使用两个推进器的原因,因为自身的发动机推力够强,所以不需要太多的推进器来凑数,我们之所以用四个推进器,原因是我们的推进器发动机推力不够,所以需要增加数量来满足推力的要求。在航空航天科技上面,甚至在地面科技上面,发动机一直都是我们急需攻克的方面,发动机短板一直是影响我们的主要原因,汽车是这样,飞机是这样,火箭其实也是一样的,发动机厉害与否的确决定了许多东西,在发动机研究突破方面,我们还要加大努力才行,比较美俄在半个世纪前的火箭发动机都达到数千吨的推力,

虽然我们还在研究这个巨型推力发动机,但是我们现在测试的最大的火箭也就八百多吨,也就是我们的长征五号火箭。常用的长征火箭大多一般在200到500吨左右,距离几千吨的巨型火箭还有一段距离。因为单个火箭发动机的推力器不足,只能四个叠加使用。美国的火箭推进推力很大,所以只用两个火箭,四个火箭用于运送重型火箭或长距离。

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