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火箭的科学知识(火箭相关知识 科普)

飞天逐梦,揽月摘星!自1970年“长征一号”运载火箭在酒泉卫星发射中心顺利升空以来,我国长征系列火箭已经成功发射了200余次,它被誉为“中国第一、世界名牌”!

今天的航天科普小课堂,让我们继续探索航天科技领域,一起来学习关于火箭升空及返程的小知识吧~

什么是火箭?

火箭是火箭发动机喷射工质产生的反作用力向前推进的飞行器。它自身携带全部推进剂,不依赖外界工质产生推力,可以在稠密大气层内,也可以在稠密大气层外飞行,是实现航天飞行的运载工具,按其用途可分为探空火箭和运载火箭两种。

火箭升空原理

火箭发动机点火以后,推进剂在发动机燃烧室里燃烧,产生大量高压气体,高压气体从发动机喷管高速喷出,对火箭产生的反作用力,使火箭沿气体喷射的反方向前进,推进剂的化学能在发动机内转化为燃气的动能,形成高速气流喷出,产生推力。

火箭的发射方式

目前,火箭的发射方式共有三种:地面发射、空中发射、海上发射。

1、地面发射场发射:地面发射是火箭最早的一种发射方式,也是较为稳定的一种发射方式,因其受地理位置的制约,对有效载荷的发射范围有一定制约,难以满足各种有效载荷的需求,于是出现了空中发射和海上平台发射火箭的方式。

2、空中发射:用飞机将火箭运送到高空后,再释放火箭,火箭在空中点

火飞向预定轨道。采用这种发射方式,飞机可以在不同地点的机场起飞,从空中任何地点发射,不受地理位置的限制,不仅增加了发射窗口,还能扩大轨道倾角的范围,因而具有很大的机动性,相比于从地面发射,空中发射的运载能力几乎可以提高一倍。

3、海上平台发射:这种方式可以灵活选择发射地点,当选择在赤道附近海域发射时,能充分借助地球的自转速度,提高火箭的运载能力。其次,周围没有居民点,火箭落区的选择范围较大,从而可使多级火箭的设计更加优化,进一步提高火箭的运载能力。

返回地面的过程

载人飞船返回地面需要经历4个阶段:制动飞行阶段、自由滑行阶段、再入大气层阶段、着陆阶段。

1、制动飞行阶段:当飞船在太空中运行最后一圈,经过好望角上空时,测控指挥部门向飞船注入返回指令,飞船调整飞行姿态,按程序点燃发动机制动,完成离轨操作任务,进入返回轨道。

2、自由滑行阶段:由于此时飞船是保持无动力的飞行状态,这一阶段也叫大气层自由下降阶段或过渡阶段,当飞船飞行高度降至距地球约140公里时,推进舱与返回舱分离,推进舱在穿越大气层时烧毁,返回舱继续下降。

3、再入大气层阶段:这时,返回舱距地球约100公里,飞船表面和周围气体摩擦产生巨大热量,在飞船表面形成的高温等离子气体层将屏蔽电磁波,使飞船在约240秒的时间内暂时失去与地面的联系,这就是通常所说的“黑障”现象,返回舱距离地球约40公里时,“黑障”现象消失,返回舱恢复与地面通信联系,继续下降。

4、着陆阶段:当返回舱降至离地面约10公里时,便进入最后的着陆阶段,回收着陆系统开始工作,弹出伞舱盖,连续完成拉出引导伞、减速伞、主伞的动作,飞船开始缓缓下降,在距离地面约1米时,4台反推火箭发动机点火,使飞船以1米-2米/秒的速度实现软着陆。

星空浩瀚无比,探索永无止境!从1970年4月24日第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功,到2022年神舟十三号成功返回,中国航天经过60余年的探索发展,在问鼎苍穹的道路上一次次飞跃,不断刷新着中国航天的新高度,如今,我国航天事业已开启了全面建设航天强国的新征程,也必将实现更加恢弘壮丽的航天梦。

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