火箭飞行的工作原理 _飞行

火箭的发动机是自带推进剂的，其工作不依赖外界空气的喷气发动机。其他喷气发动机，如飞机上使用的空气喷气发动机，只携带燃料，燃料燃烧所需的氧要从大气中获取，因而只能在大气层中工作。由于火箭既携带了燃料，又携带了氧化剂，所以火箭发动机在真空的太空中也能工作，并成为使火箭能够航天飞行的动力。以下是小编为你整理的火箭飞行的工作原理的相关资料，希望能帮到你。

可是火箭飞行如何能产生战胜地球引力的宇宙速度呢?理论研究和迄今的实践证明，火箭飞行速度决定于火箭发动机的喷气速度和火箭的质量比。发动机的喷气速度越高，火箭飞行的速度越高;火箭的质量比越大，火箭飞行的速度也就越高。

火箭的质量比是火箭起飞时的质量与发动机关机时刻的火箭质量之比。因此，质量比大，就意味着火箭的结构质量小，所携带的推进剂多。

【火箭飞行的工作原理】火箭发动机的喷气速度，取决于推进剂的性能和发动机的设计水平。推进剂的能量越高，可获得的喷气速度越高;设计水平越高，所获得的能量效率越高。

能量效率是指推进剂燃烧的热化学能转变为高速排气的动能的效率。它包括推进剂的燃烧效率、发动机喷管效率和发动机的循环效率。能量效率越高，排气速度越高。

火箭的运动服从牛顿运动定律。火箭发动机工作时,喷出的高速气体给予火箭本体一个反作用力,即推力，使火箭的速度产生变化。

在飞行过程中，随着推进剂的消耗,火箭的质量不断减小,速度不断增大。齐奥尔科夫斯基首先推导出单级火箭所能得到的理想速度公式，称为齐奥尔科夫斯基公式。这个公式假设火箭在真空中飞行，而且不受地球重力的作用。

从地面起飞的火箭，要受到地球重力和空气阻力的作用，因此所得速度总比理想速度小。由于受到火箭发动机比冲和火箭结构水平的限制，用单级火箭通常难以达到第一宇宙速度，因此远程火箭和运载火箭往往使用多级火箭。

多级火箭用两级或多于两级的火箭组成。多级火箭工作时先点燃最下面一级，即第一级。第一级工作结束后被抛掉。随即点燃第二级，依此类推，直到带有有效载荷的末级将有效载荷送到预定轨道为止。多级火箭总的理想速度等于各级理想速度的总和。火箭的级数增加，初始重量就会减小。但级数过多系统会变得复杂，反而没有好处。最经济的级数是2～4级。

多级火箭有三种组合形式：串联、并联和混合式。串联式火箭沿轴向连接成一个整体，结构紧凑，气动阻力小，发射设备简单。并联式火箭又称捆绑式火箭，各级沿横向连接，长度短，发射时所有的发动机可同时点火。并联式火箭的缺点是箭体横向尺寸大，发射设备复杂，费用高。在相同起飞重量的前提下，并联式火箭的运载能力稍低于串联式火箭。串联和并联同时使用的组合方式称混合式，它兼有上述两种方式的优点和缺点。

多级火箭的分离方式有冷分离和热分离两种。冷分离是两级先分开，然后上面级点火。热分离则是上面级先点火，然后再使两级分离。