『壹』 火箭的結構組成都有什麼
我們知道,火箭種目繁多,不可一一列舉。在此,我們只重點介紹航天運載火箭的結構和組成,並且只以化學能火箭為主要介紹對象。
事實上,運載火箭主要包括動力系統、控制系統、殼體及結構系統、有效載荷系統四大部分。那麼,它們都有什麼功用呢?下面作一一介紹。
火箭發動機動力系統
火箭發動機是使火箭具有強大推力的動力系統。它包括主動力系統和其他輔助動力設備。如果從燃料形式不同來分,則有固體(推進劑)發動機、液體(推進劑)發動機、固液混合(推進劑)發動機。這里所說的推進劑只包括燃燒劑和氧化劑兩部分。這三種推進劑的火箭發動機結構是不同的。
固體火箭發動機
固體火箭發動機通常由燃燒室、噴管和點火裝置等組成。燃燒室是放置固體推進劑葯柱的場所,燃燒室的後部連接噴管,噴管可以是一個,也可以是多個。而點火裝置則是由電爆管、點火葯和殼體結構組成,它實際上也是一個小型的固體發動機。點火裝置按照不同的點火要求,可以安裝在發動機的頭部、葯柱的中部或尾端。當發動機工作時,先通電使電爆管爆炸,引燃點火葯,然後由點火葯點燃存放在燃燒室內的葯柱,葯柱燃燒產生的燃氣流通過噴管高速噴出而產生推力。
固體火箭發動機結構較簡單,工作可靠,葯柱可長期貯存於燃燒室內,但效能較低,工作時間短,不易多次啟動,而推力大小、方向的調節也比較困難。
液體火箭發動機
液體火箭發動機一般由推力室、推進劑供應系統和發動機控制系統組成。
推力室是發動機中產生推力的那一部分,它由推進劑噴注器、燃燒室和噴管組成。對非自燃推進劑來說,還有點火裝置,如火花塞等。推進劑由噴注器噴入燃燒室,經霧化、混合、燃燒,形成3000℃—4000℃的高溫和幾十兆帕的高壓燃氣,在噴管內迅速膨脹,以每秒數千米的速度高速噴出而產生推力。
而推進劑供應系統則是把液體推進劑從貯箱輸送到推力室的系統,這就好比是人的心血管系統一樣,構造十分復雜。它有擠壓式和泵壓式兩種。對現代大型火箭來說,主要是泵壓式(包括泵、渦輪、傳動機構和渦輪啟動系統等)。
推進劑是靠高速轉動的渦輪泵送到推力室的。因此,渦輪泵常常被說成是火箭的心臟。而發動機要工作,必須先讓渦輪泵轉動起來,這就是渦輪啟動系統的任務。渦輪啟動系統就像是心臟起搏器一樣。渦輪啟動系統的種類很多,現以燃氣發生器的啟動裝置為例,來說明推進劑供應系統的工作原理和過程。
燃氣發生器是如何點火使推進劑燃燒的呢?工作過程是這樣的:燃氣發生器包括火葯啟動器和電爆管。電爆管通電後爆炸,引起火葯爆炸,產生低溫燃氣,進而吹動渦輪葉片,渦輪帶動泵旋轉,轉動起來的泵將推進劑的一部分送進燃氣發生器,而另一部分則送進推力室。進入燃氣發生器的推進劑燃燒生成高溫高壓燃氣,驅動渦輪泵以更高的速度旋轉,將大量的推進劑輸送到推力室燃燒,進而產生推力。
而發動機控制系統的作用是控制發動機的啟動、點火和關機(即熄火)等工作程序,控制推進劑的混合比例,控制推力的大小和方向等。
其工作程序控制由按事先設計好的程序打開和關閉發動機供應系統的閥門來完成。
而推進劑的混合比例和推力的大小,則通過發動機上特有的裝置和方法來控制。
推力方向控制早期採用石墨做成的舵來進行。它安裝在噴管的排氣出口,像船舶的舵那樣,通過改變噴氣流的方向來調整推力方向。目前,一般採用搖擺發動機,即通過發動機的偏轉來調整推力方向。石墨舵偏轉和發動機的搖擺,都是由火箭的控制系統發出命令,通過一個叫做液壓伺服機構的裝置來完成的。
固液混合火箭發動機
這種火箭發動機一般是由放置固體燃料(或氧化劑葯柱)的燃料室、噴管和貯放液態氧化劑和燃燒劑的貯箱以及液體推進劑組分供應系統所組成。
當發動機工作時,可以是固態、液態推進劑組分相互接觸時自燃點火,也可以像固體發動機那樣安裝一個火葯點火器。液體推進劑組分的供應則用壓縮氣體或燃氣渦輪泵來供應。
上述三種發動機,不論是哪種類型,要提高其性能,主要是提高發動機的噴氣速度。因此,最重要的是選擇高性能的推進劑。同時要優化發動機設計方案,在盡量減少發動機自重的同時,提高推進劑的比沖值(即能量效應)。
火箭飛行控制系統
火箭飛行控制系統是運載火箭的「智能」部分,好比是火箭的眼睛、大腦和手腳。通常它是由制導系統、姿態控制與電源配電組成的火箭飛行控制系統和設置在地面的測試檢查及發射控制系統組成。
制導系統
制導系統由慣性平台和計算機組成,用於控制火箭發動機准時點火、關機和火箭各級的分離,使火箭能按預定軌道飛行和確保有效載荷的入軌精度。
姿態控制
姿態控制用於糾正火箭在飛行過程中的俯仰、偏航和滾動誤差,保持火箭以正確的姿態飛行,並實施定向和防流星碰撞。在動力飛行段,姿態控制通過慣性平台速率陀螺—數字控制器—伺服機構連續控制方案來實現;而在慣性飛行段,姿控系統則通過裝有小型單組元推進劑發動機的開關控制方案來實現。
電源配電系統
電源配電系統的作用,一是給控制系統的儀器儀表供電和配電;二是按火箭飛行的先後工作程序發出時間順序的命令;三是控制火箭工作狀態的變化。
火箭測控系統
火箭的制導控制和姿態控制等是由測控系統來實施指揮的。
飛行控制系統主要由測試儀表(陀螺儀、加速度表等)、中間裝置(電子計算機等)、執行機構(中磁閥門、電爆器材、姿態噴管、發動機伺服機構等)和電源配電裝置(電池、二次電源、配電器等)組成。
其中,測量儀表好比是火箭的「眼睛」,它能隨時監視運載火箭飛行路線是否對頭,飛行姿態是否正確,並及時發出糾偏信號;中間裝置則是火箭的「大腦」,它接到測量儀表發來的各種糾偏信號後,立即進行計算和綜合處理,並將信號放大後傳送給執行機構;執行機構接到中間裝備傳來的命令後,把電信號轉變成一種相應的機械運動,准確地對火箭飛行路線或飛行姿態進行糾偏,使發動機能按時點火、關機和實現各級按時分離。所以執行機構好比是運載火箭的「手腳」。 火箭殼體及結構系統
火箭的殼體及其結構系統是安裝有效載荷、飛行控制系統、動力裝置等箭上設備,並將它們連成一個有機整體的框架系統。
殼體及結構系統不僅肩負著火箭在運輸、發射和飛行過程中承受各種外力、保護箭內儀器設備不受損害的任務,而且還有流線型的光滑外殼,使火箭具有良好的空氣動力外形和飛行性能。對一枚大型多級液體火箭而言,其箭體結構通常由有效載荷艙、整流罩儀器艙、氧化劑貯箱、燃料貯箱、級間段、發動機推力結構、尾艙和分離機構等組成。
載荷艙
有效載荷艙一般位於運載火箭的頂端,它是安放衛星、飛船等有效載荷的地方。整流罩是保護有效載荷的火箭外殼。在有效載荷與箭體分離前,整流罩將按照控制系統的命令在空中與衛星或飛船脫離。
儀器艙
儀器艙一般在有效載荷艙的下面,它是安裝飛行控制系統主要儀器設備的專用艙段。
箭體結構
火箭箭體結構有多種形式,有單級箭體、多級箭體和捆綁式箭體之分。多級運載火箭各級之間的連接方式有串聯、並聯和串並聯三種。串聯式火箭是把數枚單級火箭頭尾相接,連為一體。並聯火箭又叫捆綁式火箭,它是把較大的一枚單級火箭放置中央,稱為芯級,在其周圍再捆綁若干枚助推火箭,或助推器,稱之為助推級。串並聯式火箭與並聯式火箭的區別在於它的芯級不是一枚單級火箭,而是串聯的多級火箭。
知識點
推進劑
推進劑又稱推進葯,能有規律地燃燒釋放出能量,產生氣體,推送火箭和導彈的運行。推進劑具有下列特性:①比沖量高;②密度大;③燃燒產物的氣體(或蒸氣)分子量小,離解度小,無毒、無煙、無腐蝕性,不含凝聚態物質;④火焰溫度不高,以免燒蝕噴管;⑤有較寬的溫度適應范圍;⑥點火容易,燃燒穩定,燃速可調范圍大;⑦物理化學穩定性良好,能長期貯存;⑧機械感度小,生產、加工、運輸、使用中安全可靠;⑨若為固體推進劑,還應有良好的力學性質,有較大的抗拉強度和延伸率。常用的推進劑主要有固體、液體兩種,少量固液混合體也在試用。
『貳』 你知道哪些關於火箭衛星的冷知識
關於火箭衛星的冷知識有,航天員穿衣服只有在與肌膚摩擦時才能感覺到自己穿著衣服。
『叄』 關於火箭的幾個小問題
1,7.9km/s,第一宇宙速度
2,發射時溫度不是很高,返回時溫度才高,因為發射時在空氣稠密區域速度很慢,速度快的時候已經到達空氣稀薄的高空。大概兩三網路的樣子。火箭的外表面材料以鋁和鋼為主,耐不了高溫。
3,根據軌道而定,軌道高度除以光速。
4,根據衛星本身的反照率,自轉速度而定,反照率高的,自轉速度快的溫差小一點。一般在三四網路上下。
5,中國的長征一號起飛推力大約100噸,長征2F的起飛推力600噸。火箭的起飛推力差別很大,從30噸到3000噸都有。
『肆』 關於火箭的知識
火箭隊是一支有高中鋒傳統的球隊,從早期的摩西-馬龍(Moses Malone)、拉爾夫-桑普森到奧拉朱旺(Hakeem Olajuwon),以及2002年首輪選中的中國中鋒姚明。1967火箭隊年加入NBA,當時落戶於聖地亞哥,經歷了4個平淡的賽季後,於1971年搬到休斯敦。中文隊名:休斯敦火箭隊外文隊名:Houston Rockets運動項目:籃球角逐賽事:NBA所屬地區:德克薩斯州休斯敦市成立時間:1967年主場館:豐田中心球館(Toyota Center)容納人數:18500人擁有者:萊斯利·亞歷山大現任主教練:里克·阿德爾曼知名人物:德雷克斯勒、卡爾文·墨菲、摩西·馬龍、奧拉朱旺、湯姆賈諾維奇主要榮譽:1993-94賽季NBA總冠軍
1994-95賽季 NBA總冠軍總經理:達里爾·莫雷(Daryl Morey)球衣:紅 白,黃紅加入NBA時間:1967年所在賽區:西部聯盟的西南賽區目錄2010-2011賽季球隊表現 球隊簡介 發展歷史 1968-1971 硬幣的正面 1971-1972 遷址休斯頓 1972-1974 慘淡的徘徊 1974-1976 重返季後賽 1976-1977 拯救者 1977-1978 拳擊慘劇的受害人 1978-1980 閃亮的馬龍,暗淡的季後賽 1980-1981 不可思議的賽季 1981-1982 摩西 1982-1983 千萬美圓先生 1983-1985 雙塔奇兵 1985-1986 雙塔領軍 1986-1988 後衛風波 1988-1990 慣性的季後賽一輪游 1990-1992 掙扎在無夢境中 1992-1993 魯迪統帥,加時惜敗 1993-1994 We Are The Champion 1994-1995 關鍵之城的重生 1995-1996 一雪前恥的努力 1996-1997 空中飛豬為火箭添翼 1997-1998 決心和現實的辨正 1998-1999 皮蓬的流星微笑 2000-2002 後大夢時代 2002- 姚明時代球隊紀錄 冠軍成員 歷任主教練 2010-11賽季球隊陣容 火箭隊吉祥物2010-2011賽季球隊表現 球隊簡介 發展歷史 1968-1971 硬幣的正面 1971-1972 遷址休斯頓 1972-1974 慘淡的徘徊 1974-1976 重返季後賽 1976-1977 拯救者 1977-1978 拳擊慘劇的受害人 1978-1980 閃亮的馬龍,暗淡的季後賽 1980-1981 不可思議的賽季 1981-1982 摩西 1982-1983 千萬美圓先生 1983-1985 雙塔奇兵 1985-1986 雙塔領軍 1986-1988 後衛風波 1988-1990 慣性的季後賽一輪游 1990-1992 掙扎在無夢境中 1992-1993 魯迪統帥,加時惜敗 1993-1994 We Are The Champion 1994-1995 關鍵之城的重生 1995-1996 一雪前恥的努力 1996-1997 空中飛豬為火箭添翼 1997-1998 決心和現實的辨正 1998-1999 皮蓬的流星微笑 2000-2002 後大夢時代 2002- 姚明時代球隊紀錄 冠軍成員 歷任主教練 2010-11賽季球隊陣容 火箭隊吉祥物展開
『伍』 火箭知識.
火箭的基本組成部分有推進系統、箭體結構和有效載荷。有控火箭還裝有制導和控制系統,有時還可根據需要在火箭上裝設遙測、安全自毀和其他附加系統。 推進系統是火箭飛行的動力源。固體火箭的推進系統就是固體火箭發動機
『陸』 火箭的知識 30字
火箭(rocket)是火箭發動機噴射工質(工作介質)產生的反作用力向前推進的飛行器。它自身攜帶全部推進劑,不依賴外界工質產生推力,可以在稠密大氣層內,也可以在稠密大氣層外飛行,是實現航天飛行的運載工具。火箭按用途分為探空火箭和運載火箭。
火箭探空是中國發展航天事業的起步項目之一。中國於1958 年開始發展火箭探空事業,在著名科學家錢學森、趙九章、楊南生、王希季等倡導和領導下創建了火箭探空事業。在研製發射了多種型號的試驗研究、試驗性探空火箭的基礎上,中國的第一枚探空火箭於1960年9月首次發射。
(6)火箭小知識擴展閱讀:
航空火箭分類及特點:
按用途可分為空空火箭、 空地火箭和空空、空地兩用火箭(見火箭)。
空空火箭的彈徑一般為50~70毫米,用於攻擊速度低於750公里/小時、相距1000米左右的空中目標;
空地火箭的彈徑為70~300毫米,多用於攻擊裝甲車輛;
空空、空地兩用火箭的彈徑為70~127毫米。大彈徑的航空火箭,已被機載導彈所取代。航空火箭同航空機關炮相比,射程遠、威力大,但命中概率低。它裝在飛機掛載的發射器中,一架飛機一般掛2~4個發射器,每個發射器裝7~32枚。航空火箭與瞄準設備、發射裝置配套使用,可單發或連發發射。
『柒』 關於火箭知識
火箭(rocket)是火箭發動機噴射工質(工作介質)產生的反作用力向前推進的飛行器。它自身攜帶全部推進劑,不依賴外界工質產生推力,可以在稠密大氣層內,也可以在稠密大氣層外飛行,是實現航天飛行的運載工具。火箭按用途分為探空火箭和運載火箭。
探空火箭是用於將科學儀器以拋物線軌跡送入地球大氣層的上部區域,使其進入近地空間的一種火箭。
探空基本結構火箭包括箭體結構、動力裝置、穩定尾翼等。大多數探空火箭為單級或兩級火箭,也有為3級、4級的。
動力裝置通常用固體火箭發動機,可以簡化和縮短發射操作時間。探空火箭對火箭姿態和飛行彈道的要求不象導彈和運載火箭那樣嚴格,一般不設控制系統,僅靠穩定尾翼或火箭繞縱軸旋轉來保證飛行穩定。需要精確定位和定向時才設置控制系統。
除探測火箭基本結構外,探空火箭系統還包括有效載荷、發射裝置和地面台站等: 有效載荷大多裝在箭頭的儀器艙內。
儀器艙的直徑有時可大於箭體直徑。有效載荷採集到的信息通過遙測裝置發送到地面台站接收處理,或者在火箭下降過程中將有效載荷從火箭內彈射出來,利用降落傘等氣動減速裝置安全降落到地面回收。有效載荷的重量和尺寸取決於探測要求,一般為幾公斤到幾百公斤,最大可達幾噸。
『捌』 有關火箭的知識
我國這幾年在火箭發射程度上來說,可謂是比較密集的,而經常發射的火箭,我們常常看到他的底端捆綁著幾枚小的助推器,而不同的火箭所攜帶的數量也不同,例如12月27日發射長征五號遙三運載火箭,便是採用二級半結構,捆綁著四個助推器的運載火箭。
而運載火箭也分單級和多級,就目前而言,世界各國的運載火箭多數為二級或三級,只有很少數的為四級,而我國新一代的長征五號運載火箭便是採用二級半結構的運載火箭。
火箭的多級是指聯結成一個整體的多級火箭按預定程序進行分離的技術,而多級火箭的每一級,都是能夠獨立工作的單級火箭,它們有各自的發動機、控制系統的部分儀器、推進劑系統、控制穩定飛行的執行機構等,能夠確保單獨之間正常工作。
通常,火箭的最下面一級成為第一級,依次向上,分別為第二級和第三級。
而火箭採用多級結構的主要原因是因為目前絕大部分單級火箭的最大速度達不到每秒7.9千米,火箭達不到這個速度,便不能飛離地球,所以,只能採用多級火箭,而多級火箭的結構,就好像是接力賽一樣,逐級加速,然後將速度達到超過第一宇宙速度,把航天器送入地球軌道。
而採用多級火箭,其性能也有很大的提升,最明顯的是當第一級火箭推進劑燃燒完以後可以把它整個拋棄,剩下第二級火箭單獨前進,無需再消耗推進劑來帶著它和有效載荷一起飛行,這樣不僅可以提高火箭飛行的速度,還能增加運載能力。
據相關資料表明,依靠第一級火箭的推力,火箭原本只可以達到1.175公里/秒的速度,然而依靠第二級火箭,則可以進一步把速度提高到5.2公里/秒,其速度比單級火箭整整快了50%,所以,採用多級火箭是目前各國常用的技術。
當然,也許有人會說,既然知道火箭級數能夠提升火箭的發射速度和運載能力,那為何不多增加火箭的級數呢?
就目前而言,世界各國所多能做到的也只是四級火箭,而火箭每增加級數所導致需要的連接和分離結構增加,從而增加結構質量並降低可靠性。火箭在採取一次分級後,可以大大提高速度,再增加分級對提高速度的作用越來越不明顯。相反,分離導致結構增加和可靠性降低的負面作用更加明顯。
可以說,多級火箭對火箭的分離技術要求得十分的嚴格,既不能過早,也不能過晚,更不允許出現不分離的情況,因為這些情況的出現,往往會導致火箭的炸毀。
正因為多級火箭對分離技術要求的嚴格,所以,現在世界航天的主流發展趨勢是大推力、少級數的火箭,這不僅能保證火箭的穩定性,還能提高發射效率。
當然,現在的技術也不斷地提升,特別是單個火箭發動機的推力也不斷的增加,而未來運載火箭的性能也將更加的優秀。
『玖』 除了發射塔要定期抹黃油,火箭發射還有什麼冷知識值得分享
隨著長征五號成功發射,一些關於火箭發射的知識也成了很多人關注的焦點,有的人表示,經過這次以後,自己知道相關的發射台必須要定期抹黃油,從而保證達到潤滑效果,但是,並不清楚還有什麼冷知識是需要知道的,所以,今天就來看看其他的冷知識。
第三、火箭垂直起飛的原因
因為如果垂直發射的話,相關的發射裝置都比較簡單,而且也比較穩定,可以更好的確定火箭開始發射的地方,在幫助火箭穿透大氣層和加相關的液體方面都是有好處的。但是,要是傾斜發射就需要很長的滑軌,滑軌的重量很重,穩定性也不夠,容易導致發射時候火箭振動,從而影響到發射效果。
上面就是一些關於火箭發射的冷知識,雖然我們看到火箭發射的那一刻是非常壯觀的,但是,在發射之前相關工作人員的准備工作是非常多的,一步不到位就可能導致全盤皆輸,所以,我們必須要向相關的工作人員致敬。
『拾』 火箭知識
根據動量守恆定律:dv=-Vc(dm)/m
兩邊積分:∫dv =-vc ∫(1/m)dm 速度的積分區間為:0----v, 質量的積分區間為:m0----m
積分得:v=vc ln(m0/m)
m0表示火箭原來的質量,m表示噴出質量為 P 的氣體後的剩餘質量,即m=m0-P
所以:v=vc ln (m0/m0-P)
式中,m0/m 叫火箭的質量比,由v=vc ln(m0/m)可知,火箭最終獲得的速度大小取決於噴氣速度和質量比。