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哪位大侠知道液体火箭发动机有哪些关键技术?

发布时间:2019-11-02 03:11 来源:未知 编辑:admin

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  展开全部当大多数人想到马达或发动机时,会认为它们与旋转有关。例如,汽车里的往复式汽油发动机会产生转动能量以驱动车轮。电动马达产生的转动能量则用来驱动风扇或转动磁盘。蒸汽发动机也用来完成同样的工作,蒸汽轮机和大多数燃气轮机也是如此。

  火箭发动机则与之有着根本的区别。它是一种反作用力式发动机。火箭发动机是以一条著名的牛顿定律作为基本驱动原理的,该定律认为“每个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力”。火箭发动机向一个方向抛射物质,结果会获得另一个方向的反作用力。

  开始时您可能很难理解“抛射物质,获得反作用力”这个概念,因为这好像和真实情况不大一样。火箭发动机似乎只会发出火焰和噪音,制造压力,而与“抛射物质”没什么关系。我们来看几个例子,以便更好地了解真实情况:

  如果您曾经使用过猎枪,特别是那种12铅径的大猎枪,那么您就知道它会产生巨大的“撞击力”。也就是说,当您开枪时,猎枪会狠狠地向后“撞击”您的肩膀。这种撞击力就是反作用力。猎枪将31.1克的金属以大约1120公里/小时的速度沿某个方向发射出去,同时您的肩膀会受到反作用力的撞击。如果您开枪时穿着轮滑鞋或站在滑雪板上,枪会起到类似于火箭发动机的作用,反作用力会使您向相反的方向滑动。

  如果您见过粗大的消防水管喷水的场景,可能会注意到消防员要花很大的力气才能抓住它(有时您会看到有两名或三名消防员手持同一根消防水管)。水管发生的情况与火箭发动机类似。水管向一个方向喷水,消防员们则运用自身的力量和重量来克服反作用力。如果他们放开水管,那么水管会劲头十足地四处乱撞。如果消防员全都站在滑雪板上,水管将推动他们以极快的速度向后移动。

  如果您吹起一个气球,然后放开它,那么它会满屋子乱飞,直到里面的空气漏光为止,这就是您制造的火箭发动机。在这种情况下,被抛射出去的是气球中的空气分子。与许多人的想法不同,空气分子其实是有质量的(请查看有关氦的页面,以便更好地了解空气质量的问题)。如果您让空气从气球的喷口中喷出来,气球的其余部分则会向相反的方向运动。

  想像下面的情景:您穿着一套太空服,飘浮在航天飞机外的太空中,您的手中恰好有一个棒球。

  如果您把棒球扔出去,反作用力会使您的身体朝与棒球相反的方向移动。身体离开的速度,是由您扔出的棒球的质量和您使它获得的加速度决定的。质量与加速度相乘即为作用力的大小(f=m*a)。无论您向棒球施加的力有多大,它和作用在您身体上的反作用力总是大小相等(m*a=m*a)。所以,我们不妨假设棒球的质量为1磅,而您的身体与太空服的总质量为100磅。您以9.75米/秒(33.8公里/小时)的速度将棒球扔出去。也就是说,您用手臂加速质量为1磅的棒球,使它获得33.8公里/小时的速度。您的身体将受到反作用力,但身体的质量是棒球的100倍。因此,它向相反方向运动的速度是棒球的百分之一,即0.098米/秒(0.338公里/小时)。

  如果想让棒球产生更大的推力,您有两个选择:增大棒球的质量或提高它的加速度。您可以扔出一个质量更大的棒球,或接连不断地扔出多个棒球(增大质量),也可以用更快的速度将棒球扔出去(提高它的加速度)。不过,您能采取的方法也仅此而已。

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