运载火箭行业专题:航天发射次数再创新高,技术革新促进降本增效

据中国航天报《各有千秋的液体和固体火箭发动机》(谢瑞强),比如美国“发现号”航天飞机的固体助推器推力高达1250t,但真空比冲只有242s,而其使用的RS-25主发动机SSME(SpaceShuttleMainEngine)则是真空比冲高达452s的高性能氢氧液体火箭发动机。根据齐奥尔科夫斯基公式,比冲的提高带来运力指数级的提升...

比冲,对火箭发动机有多重要?

不考虑引力及大气阻力影响,速度与比冲关系为齐奥尔科夫斯基公式v=Isp·ln(M0/M1),式中v是速度增量,Isp是发动机比冲,M0是飞行器初始质量,M1是消耗推进剂后剩余质量。速度增量不只与发动机比冲有关,还与飞行前后质量比有关。推进剂密度越低,火箭装载推进剂的结构质量越大,飞行后剩余的末质量越大,使得M0/M1的比值...

火箭推进速度上限的估算

Deepspace、Dawn等航天器上采用的氙气推进,其比冲可以达到1700—3300s(以时间为单位),也就是17—33km/s(以速度为单位)。可以通过简单地估算来验证这些数据的合理性:氙的原子量为131,其原子的质量用eV做单位是131GeV。如果用1kV的电压来加速氙离子(设只带一个正电荷),获得动能1keV。其比冲可以估算为...

“天宫”掀起太空动力变革

20世纪初,现代宇宙航行学奠基者、俄国人康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基在一篇论文中提出空间电推进概念,他在随后的论文中进一步指出,通过电可以产生强有力的氦离子流,用于驱动宇宙飞船。在其后不久,液体火箭发明者、美国人罗伯特·戈达德制造出可产生“带电粒子”设备并获得了“产生带电气体射流的方式方法”发明专利。随后,世...

细思恐极,人类或许这辈子都走不出银河系?是什么“圈养”了我们

根据齐奥尔科夫斯基公式,火箭速度与发动机喷流速度成正比,那么喷流速度达到光速,火箭不就以光速飞行了吗。但时至今日,光子火箭依然在探索阶段,除了要制造大量反质子所消耗的能量和用于保障光子源获得足够光压的高温等问题无法解决,其物理原理也遭受了瓶颈。

回顾:仅能推动张纸天宫空间站霍尔推进器堪用吗?它代表星辰大海

最后是推进剂的选用，一般来讲，霍尔效应推进器使用的推进剂是氙气(www.e993.com)2024年11月24日。氙气进入阳极附近后，它开始被离子化并通过这种稳态流动引入阴极。离子通过它进行加速，最后当这些离子离开时拾取电子并中和光束，以一种高速的状态离开推进器形成动力。霍尔推力器的工作原理图最初产生这个想法的是俄国科学家齐奥尔科夫斯基，当时还没...

火箭复用的极限在哪里?

这其中的关键就在于,如何使物体获得这样大的速度。这时伟大的火箭之父齐奥尔科夫斯基就出场了。他推导出了火箭公式,提出利用运载火箭将物体送到环绕地球的轨道之上的可行路径。火箭公式的核心就在于将燃料变为物体的速度增量。但是由于化学推进剂本身的特性所限,火箭起飞质量的绝大部分必须是推进剂质量,目前火箭的燃料...

美公司称新单级火箭能5分钟入轨 专家:技术不靠谱

杨宇光向科技日报记者介绍,将载荷发射进入环绕地球运行轨道的运载火箭,入轨速度需要达到每秒7.8公里以上。几十年来,人类都是采用多级火箭,才能达到这一速度,制约因素在于火箭发动机的比冲不够高。比冲指单位推进剂所产生的冲量,是衡量火箭或飞机发动机效率的重要物理参数。杨宇光说,根据全世界广泛认可的齐奥尔科夫斯基火箭方...

飞向未来——中国“全球首发”的液氧甲烷火箭优势何在

科学家们在进行计算火箭在发动机运转期间获得的速度增量,往往需要用到齐奥尔科夫斯基公式,即:其中m0是火箭起飞时的质量,m1是燃料完全燃烧后剩余的质量,ve是火箭的喷气速度,即比冲,此时单位为m/s。简单理解,相同情况下燃料比冲越大,代表着火箭获得的速度越快,性能就越优异。

这个消息绝对配得上我们这个标题!

这就是火箭推进的基本原理，伟大的齐奥尔科夫斯基公式就是这么来的。动量的计算方法是质量乘以速度。也就是说，火箭喷出去的物质乘以喷射速度就是动量。火箭要是想飞得快，有两个办法，一个是多喷点东西，二个是喷快一点。显然，喷快一点的选择比较理想。因此，人们建立了一个叫做比冲的概念，也就是说，把一千克...