火箭靠什么飞?太空中没有空气,为什么火箭还能喷火?

我们都有这样的经历,当我们把一个紧扎的充气气球猛然松开,气球内的空气迅速往外喷,气球会沿着喷气相反的方向飞出,这说明它们都受到了力的作用。事实上,这个作用力不是来自外界,而是来自它们自身。对于产生这种现象的原理,早在17世纪英国伟大的科学家牛顿就作了科学的阐述:当甲物体给乙物体一个作用力时,乙物体必然给甲物体一个反作用力,作用力和反作用力大小相等,方向相反,且在同一直线上。这就是著名的牛顿第三定律,火箭就是依据这个原理实现飞行的。

发射飞船或卫星的任何一种火箭,都携带了大量的高能化学推进剂,火箭一旦点火起飞,推进剂就被送入火箭发动机的燃烧室内,并在燃烧室内迅速燃烧,产生大量高温高压燃气,高压燃气在火箭尾部的喷管处急剧膨胀,并从尾部喷管高速喷出,从而对燃烧室(也就是对火箭)产生反作用力,即对火箭产生推力,使火箭沿高压燃气喷射的反方向飞行。由于火箭是依靠作用力与反作用力原理推进的,而不像飞机那样要依靠空气动力克服自身重力升空,所以火箭无论在大气层中还是在真空中都能够飞行,而飞机只能在大气层内飞行。

火箭的发射瞬间

火箭推进剂由燃烧剂和氧化剂两个部分组成。液体推进剂火箭的燃烧剂和氧化剂分别贮存在火箭的燃烧剂贮箱和氧化剂贮箱中,火箭点火后,燃烧剂和氧化剂靠涡轮泵分别被输送入燃烧室,并在燃烧室中混合、燃烧、膨胀、喷出,将推进剂的化学能量转化为动能,从而产生推力;固体推进剂火箭则将燃烧剂和氧化剂浇铸成固体推进剂药柱,火箭点火后,固体推进剂从底层向顶层或从内层向外层快速燃烧,产生高压燃气,燃气膨胀并从喷管高速喷出,对火箭产生推力。由于火箭自己携带氧化剂,不需要空气中的氧,因此火箭推进剂在真空环境中仍可以燃烧,推进火箭高速飞行。与火箭不同,飞机只携带燃烧剂(如航空煤油),它要依靠空气中的氧气作为氧化剂,所以飞机发动机在太空或空气极稀薄的大气层中无法工作,飞机当然不可能在太空中飞行。

120吨液氧煤油发动机

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