【簡(jiǎn)介:】火箭推進(jìn)原理
火箭推進(jìn)理論是航天理論的基礎(chǔ)之一。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是一種推進(jìn)工具,它能提供強(qiáng)大動(dòng)力,使航天器達(dá)到所需要的宇宙速度。它的工作是基于直接反作用運(yùn)動(dòng)的原理,這一原理
火箭推進(jìn)原理
火箭推進(jìn)理論是航天理論的基礎(chǔ)之一?;鸺l(fā)動(dòng)機(jī)是一種推進(jìn)工具,它能提供強(qiáng)大動(dòng)力,使航天器達(dá)到所需要的宇宙速度。它的工作是基于直接反作用運(yùn)動(dòng)的原理,這一原理特別有利于高速航行。
那么什么是直接反作用運(yùn)動(dòng)呢?
按照牛頓力學(xué)基本定律,兩個(gè)相互作用的物體,其作用力與反作用力總是同時(shí)存在,它們的大小相等,方向相反。因此,任何一種移動(dòng),廣義地說(shuō),都是反作用運(yùn)動(dòng)。舉兩個(gè)例子:一是輪船,由于船的葉輪作用在水上,水的反作用力使船前進(jìn);二是噴氣式(飛機(jī))發(fā)動(dòng)機(jī),由于發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料燃燒,膨脹的燃?xì)飧咚傧蚝髧姵?,發(fā)動(dòng)機(jī)便得到與燃?xì)鈬姵龇较蛳喾吹耐屏Χ蚯斑\(yùn)動(dòng)。
以最一般的觀點(diǎn)去研究產(chǎn)生推力的現(xiàn)象時(shí),上述兩種運(yùn)動(dòng)沒(méi)有任何區(qū)別,它們都是在反作用力的推動(dòng)下運(yùn)動(dòng)的。但是,從反作用力產(chǎn)生的特征來(lái)看,二者是有區(qū)別的:在第一個(gè)例子中,發(fā)動(dòng)機(jī)本身不能引起運(yùn)動(dòng),它僅是個(gè)能源,若船上有發(fā)動(dòng)機(jī)而沒(méi)有葉輪,那么,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率再大,船也是不能運(yùn)動(dòng)的。因此,除了發(fā)動(dòng)機(jī)(能源)外,有著一個(gè)介于發(fā)動(dòng)機(jī)和外界某物體(如本例中的水)之間的中間機(jī)構(gòu),它與外界某物體相互作用,井承受由此產(chǎn)生的反作用力。這種中間機(jī)構(gòu),通常稱(chēng)為推進(jìn)器(如本例中的葉輪);在第二個(gè)例子中,沒(méi)有中間機(jī)構(gòu),推力是由燃?xì)鈱?duì)發(fā)動(dòng)機(jī)本身的反作用產(chǎn)生的。我們把前一種類(lèi)型的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為間接反作用運(yùn)動(dòng),后一種類(lèi)型的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為直接反作用運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然,也有直接與間接反作用運(yùn)動(dòng)并存的混合式,如:渦輪螺漿式發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)能量的一部分傳給螺旋漿(推進(jìn)器),另一部分,則產(chǎn)生燃?xì)饬鞯闹苯臃醋饔眠\(yùn)動(dòng)。
噴氣推進(jìn)屬于直接反作用運(yùn)動(dòng)。那么什么是噴氣推進(jìn)呢?將物質(zhì)以氣體噴射的形式從被推進(jìn)的物體中噴出,這種推進(jìn)方式稱(chēng)為噴氣推進(jìn)。
噴氣推進(jìn)所噴射的物質(zhì)叫做推進(jìn)劑;利用噴氣推進(jìn)產(chǎn)生推力的發(fā)動(dòng)機(jī),叫做噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。運(yùn)動(dòng)時(shí),相互作用的物體,一個(gè)是發(fā)動(dòng)機(jī)本身,另一個(gè)是從它內(nèi)部噴出的高速氣流。高速氣流產(chǎn)生的反作用力作用于發(fā)動(dòng)機(jī)本身,方向與氣流方向相反,這就是推力。