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航天運載火箭的介紹

大家好,歡迎收看我的百家號相思風雨中啊,今天小編要給大家的介紹的是航天運載火箭的介紹。

航天運載火箭

根據物理學知識,要使衛星或飛船克服地球引力,進入環繞地球的軌道執行,需要達到79千米/秒的第一宇宙速度才行;要使飛船或星際探測器擺脫地球引力的東縛,實現太陽系內的星際航行,進行科學考察,需要達到11。2千米/秒的第二宇宙速度才行;要使星際探測器擺脫太陽的引力,到太陽系外去銀河系探索宇宙的奧秘,則需要達到16。6千米/秒的第三宇宙速度。

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在目前技術條件下,要達到這麼高的速度,只有利用火箭推動,而且單級火箭是無能為力的,要依靠多級火箭。所以,運載火箭都是多級的,又細分有兩級的,三級的,也有四級的。火箭實際上是一種無人駕駛的飛行器。火箭的原理就是動量守恆原理作用力與反作用力成對出現便產生推力而執行。運載火箭又稱空間運載工具, 它的任務是把有效載荷(如人造地球衛星、宇宙飛船、星際探測器、太空軌道站等)送入空間軌道,去執行它們各自的使命。

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運載火箭的結構

從20世紀50年代中期至今,世界各國研製的運載火箭不下數十種,它們大小不等,形狀各異,但就結構形式來說都是多級組合。多級組合的運載火箭各級之間的連線方式有串聯,並聯和串並聯三種。串聯式火箭就是把幾枚單級火箭進行首尾相接的組合。並聯式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,而是用串聯的多級火箭作為芯級。

航天運載火箭的介紹

整個運載火箭是安裝有效載荷、飛行控制系統、動力裝置等箭上裝置,並將它們連成一個有機整體的框架系統。這個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,保護箭內儀器裝置不受損害的任務,而且還要求具有流線型的光滑外殼,使其具有良好的空氣動力外形和飛行效能。對一枚大型多級火箭而言,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。

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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分開拋棄。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裝置的專用艙段。氧化劑貯箱和燃料貯箱本身就是火箭外殼的一部分,是火箭的主要承力結構。而級間段則是多級火箭各級之間的連線構件。發動機推力結構除用於安裝發動機外,還具有將發動機推力傳給箭體的作用。尾艙在火箭的最下端,它既是發動機的保護罩,又是火箭豎立在發射臺上的支撐構件。分離機構主要用於在火箭飛行過程中將已完成工作使命的助推火箭、整流罩等及時解鎖和順利地分離拋棄。

運載火箭入軌控制

運載火箭從地面發射起到把有效載荷送入預定軌道止,稱為發射階段。在這一階段所飛經的路線就叫做發射軌發射軌道一般分為加速飛行段、慣性飛行段和最後加速段。發射前,運載火箭最後檢驗合格、準備完畢,載著衛星聳立在發射臺上,由地面控制中心倒計時數到零便下令使第一級火箭發動機點火。在震天動地的轟鳴聲中,火箭拔地而起,冉冉上升加速飛行段由此開始了。經過幾十秒鐘,運載火箭開始按預定程式緩慢地向預定方向轉彎;100多秒鐘後,在70千米左右高度,第一級火箭發動機關機、分離;第二級接著點火,繼續加速飛行。

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這時火箭已飛出大氣層,可按程式拋掉衛星的整流罩。在火箭達到預定速度和高度時,第二級火箭發動機關機、分離,至此加速飛行段結束。隨後,運載火箭靠已獲得的能量,在地球引力作用下開始慣性飛行段,一直到與衛星預定軌道相切的位置止。此時,第三級火箭發動機點火工作,開始了最後加速段飛行。當加速到預定速度時,第三級發動機關機,衛星與火箭分離,進入預定軌道。至此,運載火箭的運載使命就全部完成了。與上述發射軌道相比,發射地球同步衛星、載人登月飛船及星際探測器等的軌道要複雜得多,但原理上相似。