我們都知道牛頓第三定律,即作用力和反作用力定律。 在航空領(lǐng)域,火箭是應(yīng)用牛頓第三定律的杰出代表。 火箭依靠燃料推力產(chǎn)生的反作用力翱翔天空。 火箭飛行的另一個重要基礎(chǔ)是動量守恒定律。 當氣體噴發(fā)時反沖運動 火箭反沖運動 火箭,會產(chǎn)生作用力大、作用時間短的反沖運動,使火箭獲得很大的速度飛向太空。
根據(jù)能源不同,可分為固體火箭、液體火箭和混合推進劑火箭。 它們的結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。 圖1所示為液體火箭的結(jié)構(gòu)。 火箭包括一個又高又薄的圓柱體,它是由相對較薄的金屬制成的。 這個氣缸內(nèi)存放著火箭發(fā)動機的燃料和補給箱,而為火箭提供推進力的發(fā)動機則放置在氣缸的底部。 發(fā)動機底部有一個看起來像鐘形的噴嘴。 該發(fā)動機使用一種裝置,即燃料輸送系統(tǒng),將原始火箭燃料注入噴嘴頂部的燃燒室。
圖1 火箭原理及結(jié)構(gòu)
為了讓火箭飛得更遠,就需要盡可能地處理掉不用的,所以火箭常常采用接力的方式。 常用的“接力”方式有串聯(lián)、并聯(lián)和混合連接三種。
1.串聯(lián)法。 這種方法是將多級火箭串聯(lián)在一起。 帶有有效載荷的火箭放置在前面,沒有有效載荷的火箭位于底部。 它首先起作用; 工作完成后,通過連接和分離機構(gòu)丟棄。 然后,其上級火箭依次工作并被一枚一枚拋擲,直至有效載荷進入飛行軌道,如圖2所示。這是最常用的連接方法。 比如發(fā)射我國首顆人造地球衛(wèi)星東方紅一號的我國長征一號火箭,就采用了三級火箭串聯(lián)技術(shù)。
圖2 串聯(lián)連接方法
2、并聯(lián)方式是將多枚火箭并列連接。 周圍的子火箭首先工作; 工作完成后,它們被一一廢棄,最后是中央核心級火箭工作。 如圖3所示,以這種方式連接的火箭多級火箭也稱為捆綁式火箭。
圖3 火箭并聯(lián)方式
3、混合連接法,又稱串并聯(lián)法。 例如,核心級火箭本身就是串聯(lián)式多級火箭,然后在核心級火箭周圍并排連接多個火箭。 這類似于先并聯(lián)然后串聯(lián)火箭。 我國的長征二號E、長征二號F、長征三號B都是串并聯(lián)火箭。
圖4 火箭混合連接方式