(记者 任文 盛甜 肖凯 通讯员 陈星雨)中国载人航天工程办公室4月12日透露,执行天舟二号货运飞船发射任务的长征七号遥三运载火箭完成了出厂前所有研制工作,日前已安全运抵文昌航天发射场。火箭的飞行原理到底是什么?走进武汉科技馆交通展厅飞机和火箭的飞行原理展项,探索其中的飞行奥秘吧。
展项中两玻璃罩内为常压状态,游客按下启动按钮,您会发现飞机和火箭会慢慢飞起来。当游客按下真空按钮,两玻璃罩内处于真空状态,再按下启动按钮,火箭正常飞行,飞机缺停止飞行。尝试按下充气按钮,按下启动按钮,火箭依然正常飞行,飞机恢复上升动作。为什么在真空状态下火箭可以正常运行而飞机不能呢?
其实,直升机的升力来自于绕固定轴旋转的“旋翼”。旋翼依靠自身旋转产生与空气的相对运动。所以,当玻璃罩处于真空状态时,飞机无法做相对运动,不能正常工作,但火箭发动机将反应物料(推进剂)变成高速射流,根据牛顿第三定律,产生推力,进行工作,所以玻璃罩中是否真空不影响火箭工作。
目的地不同,决定了火箭会选择不同的起飞方式。
火箭要把卫星送到预定轨道,需要达到一定的速度和高度。在它飞行的过程中,除了自身重力的牵制,稠密的大气阻力是阻碍火箭加速、高飞的重要因素。所以火箭的助推器和一级火箭的使命就是带上足足的燃料猛喷,把火箭快速送到50公里以上的大气层。比如长二F火箭起飞质量是470多吨,助推和一级推进剂就有350多吨,占到73%。所以对火箭来说,在大气层里待的时间越短、飞的路程越短,空气阻力对火箭飞行的影响才会越小。
飞机为什么不考虑大气阻力的因素,也垂直起飞呢?除了乘坐舒适这一因素外,主要是因为二者的动力原理以及与大气的关系也不一样。
随着发射技术的发展,目前国际上正在研究磁悬浮发射、空中发射、真空管道发射等,为原理不同,发射时候可以呈各种角度。未来,火箭有可能真的不走寻常路哦!
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