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发射升空的火箭,火箭如何发射升空

来源:整理 时间:2022-04-11 11:00:04 编辑:科技知识 手机版

火箭发射为什么看上去就像飞机一样斜的飞而不是垂直升空呢?

火箭发射为什么看上去就像飞机一样斜的飞而不是垂直升空呢

火箭可以垂直飞行,但是火箭需要将飞行器送入轨道,如果一直垂直于地面飞行,到轨道后探测器水平方向速度为0,如何绕地球运行?所以火箭起飞后会转向,斜着向上飞。通常说火箭和探测器都是分开说,但是其实火箭可以离开探测器而独自飞行,探测器却无法脱离火箭。探测器自身一般体积受限,无法携带足够的燃料,携带的一点燃料通常用于在轨道上的机动变轨,所以探测器需要火箭运送,火箭在飞行的过程中,随着两三级火箭的脱落,最后星箭结合体到达轨道附近,速度也接近第一或者第二宇宙速度,这时没了动力探测器也能维持在轨道上了。

而轨道总是绕地球的椭圆形,你说火箭是垂直飞好还是斜着飞好?卫星等设备之所以需要一定的速度,是因为只有达到某一速度才能绕地球运行。根据牛顿定律,只有当飞船沿地球表面切线方向的速度达到第一宇宙速度,探测器才能沿着地球切线做平抛运动,受地球引力的影响,动能和势能相互转化,结果刚好使卫星的轨道使椭圆,有近地点远地点,近地点和远地点之间势能和动能的转换维持着卫星的无动力运行。

所以火箭的斜着飞是故意设计的,每个火箭发射的时候,最初都是垂直地面的,然后需要调整姿态,以便最终把探测器或者卫星送入环形的轨道,这才是火箭的意义,只有火箭的话,它垂直飞也无所谓啊,可到了某一高度燃料燃尽,而水平的速度为零,那就不能像是平抛运动一样,而是受地球引力的作用坠向地球。此前我国发射了长征五号,一次性地将天问一号送入了轨道,网上视频很多,刚开始的时候火箭是垂直飞行的,过了不久就机动转弯然后斜着飞,从文昌的方向斜着向太平洋上空飞去,值得注意的是火箭飞行参数的变化。

天问一号是要进行火星探测的,所以要脱离地球的轨道,需要靠火箭将其加速到第二宇宙速度,但是长征五号在脱离助推等芯级后,最后星箭结合体快到轨道的时候,关闭了发动机,进入了等待轨道,此时星箭结合体已经接近但尚未达到第二宇宙速度(如图,只达到9.7公里),星箭结合体靠着惯性继续斜向上飞速度稍稍降落,到达入轨点附近的时候星箭结合体再次点火,将探测器送到了预定点位,速度也达到预定速度,也就是第二宇宙速度,这样探测器才得以脱离地球束缚向着火星奔去。

火箭发射的时候宇航员大概在火箭的哪个位置,能感觉到热吗?

火箭发射的时候宇航员大概在火箭的哪个位置,能感觉到热吗

载人火箭升空时,航天员坐在神舟飞船的返回舱内,也就是火箭顶端和逃逸塔相连的部位,外面由整流罩覆盖。入轨后,进入轨道舱开始工作,轨道舱也是航天员工作、吃饭、睡觉的地方,等工作结束返回时,航天员再回到返回舱返回地面。另外着火的地方是火箭的屁股,头部自然不会发热,返回时经过大气层会很热,但也仅仅是把返回舱的外层烧掉,而且有特殊材料,大可放心不被蒸了。

火箭发射升空后,怎样才能避免分离装置不会落到地面居住区?

火箭发射升空后,怎样才能避免分离装置不会落到地面居住区

火箭发射经过的路线是经过精密计算的,包括各级发动机的停火时间以及各级发动机残骸坠落地点都是经过计算。有些国家的发射场是在荒无人烟的荒漠地区,在路径设置上,也是尽量避免经过有人居住的地区,但是不是每个国家都具备这样的条件,因为有些国家的国土面积和人口分布情况限制了发射经过的路线。对于类似欧空局的在海上发射的运载火箭,就根本就没有这方面需要考虑的因素,因为这些火箭的残骸可以直接掉落在大洋之上,根本就没有机会经过人口密集的地区的上空。

火箭发射升空在什么阶段达到第一宇宙速度?如果火箭燃料耗尽还未达到7.9呢?

第一宇宙速度说简单是简单,但是容易误解。火箭要入轨不只要看速度,还要看速度的矢量,轨道高度。高中知识会学到第一宇宙速度,指的是火箭贴近地面飞行,在没有大气的情况下可以以圆形轨道环绕地球持续运行时的速度。这里有常见的误区,有些不好好听讲的同学会误以为比这个慢就上不去太空。事实上越靠近地面,需要的环绕速度越快,火箭需要提供的能量越少;火箭最终越高,则速度越慢,但是需要火箭提供的能量越多。

例如国际空间站距离地面四百多公里,环绕速度是7.8公里每秒,比第一宇宙速度还低。地球同步轨道的卫星高度三万五千公里,环绕速度大约只有3公里每秒。我们来举个例子帮助理解一下。我们发射的角度垂直一些,如下图所示。那么火箭虽然在进入太空时速度达到甚至高于7.9公里每秒,那么依然没办法脱离地球,还会高抛一段,再被拉回来。

如果想要不掉下来,那么不但要加速,还要换方向加速。让轨道在高点圆化是比较节省燃料的方式。如上图所示,V1的速度可能大约等于7.9米每秒,也就是第一宇宙速度。如果这个火箭想去更高的轨道,就在V2那点加速,加速后,V2大于第一宇宙速度,进入椭圆转移轨道。等到上升到V3那个点时,速度又小于7.9米每秒,而且可能小很多。

文章TAG:发射升空的火箭火箭如何发射升空发射升空火箭

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