地球大气层对运载火箭的影响?

如题所述

回收是发射的逆过程,返回阶段对航天员和飞船的考验最大。在飞船距地表约100km时,返回舱开始再入大气层.由于返回舱对大气的高速摩擦和对周围空气的压缩,返回舱的速度急剧降低,这样它的大部分动能与势能变成了热能.虽有大部分热能以辐射和对流的方式散失掉,但仍能达到上千摄氏度的高温.为了防止有效载荷舱或乘员座舱烧毁,再入航天器备有再入防热系统.由于防热系统的重量会影响再入航天器的性能,因此可将不需要返回地面的仪器的就留在轨道上继续工作或遗弃(太空垃圾是怎样产生的?),从而大大减轻航天器重量而降低技术难度.待要进入大气层时要适时启动航天器反推力火箭使其减速,并选择适当的角度进入大气层,快要接近地面时才张开降落伞使其垂直着陆或溅落安全着陆.进入大气层后在飞船离地80km到40km范围内,由于飞船摩擦生热,会在飞船表面和周围气体中产生一个温度高达上千摄氏度的高温区.高温区内的气体和飞船表面材料的分子被分解和电离,形成一个等离子区,像一个套鞘似的包裹着飞船,从而使飞船与外界的无线电通信衰减,甚至中断,出现“黑障”现象.此外把返回舱做成底大头小是因为返回舱返回时将重新进入大气层,气流千变万化将使高速飞行的返回舱难以保持固定的姿态,不倒翁的形状不怕气流的扰动。

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第1个回答  2018-01-07

其实低空的大气层对火箭的影响不只阻力这一个方面,它还会导致火箭的比冲降低。通俗地讲就是,在高气压中烧同样多的燃料,获得的推力要比在真空中低。但这些低空的问题会对火箭的整个飞行造成巨大的影响吗?不见得。换句话说,火箭在低空低效率区的工作时间相比整个任务时间而言非常短。火箭能够入轨,难点不在于飞得高,而在于飞的快,至少达到第一宇宙速度,即 7.9km/s。因此,提高火箭的横向运动速度,而非垂直高度,才是一次发射中的重头戏。而当前的火箭发射技术,已经可以让火箭在接近真空的高空中完成这个重头戏了。

第2个回答  2018-01-07

火箭在低空稠密大气层里有空气阻力和最大动压限制加速不能太快,缓慢加速还带来更多的重力损失(好比悬停白烧燃料)。一般主流运载火箭10千米1马赫30千米3马赫,空气阻力和重力总共损失1400m/s左右的dv,入轨要9300m/s左右的dv能力。如果火箭很小,由于阻力和面积成正比,质量和体积成正比,损失dv更多。飞马座这种小运载火箭从空中发射改成地面发射的起飞质量可能要多一倍。壳体加厚不明显,上升的气动加热没有再入严重。整流罩在第一级工作期间就抛了影响也不大。

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