为什么火箭能在大气层外飞行

人气:317 ℃/2023-07-20 23:50:08

火箭能在大气层外飞行是因为:火箭使用的是喷气式发动机,利用了燃料燃烧时产生的巨大推力,气体以极高的速度从尾部喷出,便会产生巨大的反作用力,推动火箭上升,再加上火箭自身携带了助燃用的氧化剂,火箭便能在大气层外飞行。

世界上第一支火箭是什么时候发射的

世界上第一支火箭是1926年3月16日发射的,由美国火箭研制的先驱者、科学家罗伯特·戈达德在美国成功发射。

罗伯特·戈达德是美国最早的火箭发动机发明家,被公认为“现代火箭技术之父”,他带队研发了世界上第一支液燃助推火箭。

苏联东方号系列运载火箭中的“卫星号”,是人类历史上第一枚真正意义上的运载火箭,开创了人类航天的新纪元。

火箭为什么能突破大气层

征服太空之谜:为什么火箭能进入太空,而客机无法?

人类一直以来对于太空的探索和征服充满了好奇心和渴望。在航空技术飞速发展的今天,有人可能会产生这样一个问题:假如客机一直往上飞,能飞到太空吗?为什么火箭才能进入太空?本文将详细探讨这个话题,并解答这些问题。

第一段:客机的飞行高度限制

客机的设计初衷是为了在地球大气层内进行飞行,而大气层是一个由气体组成的层,底端接地球表面,顶端与外层空间相接触。根据国际民航组织(ICAO)的规定,商用客机的巡航高度通常在10,000米至13,000米之间。这个高度已经接近了大气层的顶端,但仍然位于大气层内部,离太空还有相当距离。

第二段:大气层的层级结构

大气层可以分为四个主要层级:对流层、平流层、中间层和外层空间。对流层是最接近地球表面的一层,气象现象频繁发生,飞机在这里进行起降和巡航。平流层是在对流层之上的一层,大气层中的大部分水平风都发生在这一层。中间层是外层空间之前的过渡层,温度逐渐下降。外层空间是大气层的最顶端,温度极低,几乎没有气体和气压。

第三段:大气阻力的影响

随着高度的增加,大气层逐渐变稀薄,而稀薄的大气层对飞行器形成的阻力也逐渐减小。然而,客机的设计和动力系统并不适合在外层空间中飞行。客机的引擎是内燃机,依赖于大气层中的氧气进行燃烧,而外层空间中几乎没有氧气。此外,客机的机身结构和压力系统都没有设计来承受外层空间的极低温度和缺乏气压的环境。因此,即使客机能够飞到大气层的顶端,它也无法进入太空。

第四段:火箭的原理

相较之下,火箭是一种特殊设计的太空飞行器,可以突破大气层,进入外层空间。火箭利用喷射推进原理,通过排放高速喷射的燃料和氧化剂来产生巨大的推力。推力产生的方向与火箭的前进方向相反,根据牛顿第三定律,火箭能够获得巨大的加速度,从而逐渐超越大气层,进入外层空间。

第五段:火箭的特殊设计

火箭与客机相比,具有特殊的结构和系统设计,以适应外层空间的极端环境。火箭的燃烧系统可以在缺乏氧气的情况下继续燃烧,因为火箭携带着自身所需的氧化剂。火箭的外壳采用高强度材料,具备耐受极端温度和气压的能力。同时,火箭还配备了恰到好处的热控制系统,以防止燃烧过程中过热或过冷。火箭的推进系统也十分关键,采用喷射推进的方式,将排放的燃料和氧化剂以极高的速度向后喷射,产生极大的推力,从而使火箭向前加速。

第六段:火箭进入太空

火箭进入太空的过程可以分为几个阶段。首先是发射阶段,火箭发射台将火箭垂直发射,并在离地面一定高度后开始倾斜,以便在离开地球表面的过程中克服大气层的阻力。火箭在发射阶段中通常分为几级(Stages),每一级的燃料会燃烧完毕后脱离,减轻载荷和重量。

第七段:过渡阶段

火箭进入发射阶段后,逐渐超越了大气层的影响,并进入大气层上方的过渡层。在过渡层中,火箭仍然能够感受到一定的大气阻力,但阻力相对较小。这个阶段的目标是提高火箭的速度和高度,为进入太空做准备。

第八段:进入太空

当火箭超过过渡层,进入外层空间时,大气阻力几乎消失,火箭所受的阻力极小。火箭可以利用自身的推进系统继续加速,进一步突破地球引力的束缚。火箭沿着预定轨道继续飞行,进入太空。一旦进入太空,火箭可以在无重力环境中执行预定任务,如卫星发射、空间探测等。

结论:

尽管客机在飞行过程中越飞越高,但由于其设计和动力系统的制约,客机无法进入太空。火箭通过特殊的结构设计和喷射推进原理,能够克服大气层的阻力,并进入太空执行任务。火箭进入太空的过程需要经过发射阶段、过渡阶段和进入太空阶段,每个阶段都对火箭的性能和设计有特殊要求。太空探索仍然是人类不断努力的目标,对航天技术的发展起到了重要的推动作用。

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