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SpaceX火箭能飞多快取决于这个数学方程式

时间:2024-01-12 来源:液氮
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  SpaceX是全球名列前茅的宇航公司,本年5月它完成了一项豪举——成功发射龙飞船2号并与国际空间站ISS)对接,这是历史上榜首次由私营宇航公司进行的载人航天飞翔。

  当然,假定没有精确的数学公式,SpaceX的火箭上不了天,那么你了解这一个公式是什么吗?

  咱们别离解释一下,v是你期望火箭到达的速度,更精确来说,是火箭能到达的速度改变,比方假定火箭以0的停止速度发动,你期望它能到达每秒1000米的速度。

  Ve是排气速度,代表火箭可以发生的力。在火箭工程学中,Ve等于比冲(specificimpulse),这是用来表明一个推动体系的焚烧功率,即火箭发动机单位分量推动剂发生的冲量,单位是秒(s)。

  终究,m0/mf是质量分数,m0代表火箭的初始质量,mf是火箭升空后的终究质量。LN是自然对数,是用来做微积分的。

  这个公式表达的意思很清楚,假如想让火箭飞得快,就需要火箭的比冲越大,或许质量分数越大,即初始质量相对终究质量越大。

  这是啥意思呢?简略而言便是火箭总质量的百分之几是燃料,假如燃料的质量比重越大,就越不利于火箭的速度。这一个道理很简单了解,就像你穿得越多,跑得越慢。

  以SpaceX为例,它一般运用的燃料是液氧,它是液态的氧气,一般来说其质量占到火箭质量的77%。相比之下,固体燃料的质量比重是93%,离子引擎只要20%。

  对首要火箭引擎的比冲进行排名,SpaceX只能排在第18名,以最强悍的“猛禽线秒。

  相比之下,俄罗斯第二代上面级氢氧火箭引擎RD-0146的排名最高,其比冲为470,比猛禽线%。

  虽然SpaceX的火箭引擎在比冲上没有优势,但它在“推力分量比”这个参数上排名榜首,到达了194.5,是SR-71黑鸟侦察机引擎的37倍。

  推力分量比是一个无量纲的参数,用来描绘使用排气发生的推力和所担负的分量之间的份额,该值多用于火箭或喷气发动机作为推力典礼的飞翔器上,比如导弹或许飞机。

  揭露材料显现,SpaceX是美国一家民营航天制作商和太空运送公司,总部在美国加州,由特斯拉创始人伊隆·马斯克于2002年兴办。

  该公司的方针是下降太空运送的本钱,并进行火星殖民。SpaceX现已开发出猎鹰系列运载火箭及龙系列飞船,用于运送荷载至地心轨迹。

  现在,SpaceX已具有制作、发射、收回、复用运载火箭的才能,并可以发射载人飞船以及卫星体系进入各种轨迹。


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