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牛!我國垂直可回收火箭試驗成功,這項技術意味著什麼?


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更新日期:2022411
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神州十三號

神州十三的信息刷屏了世界,其中出現的女航天員——王亞平讓我們欽佩,那麼對於即將升空的神州十三號,大家也都充滿著激動的心情迎接神州十三號的發射。

作為中國載人航天工程發射的第十三艘飛船,其特征和前面十幾艘出入不大,而且都有一個共同的運載工具那就是火箭,但是為什麼會在每一艘飛上天空的飛船上面都安裝火箭呢?

火箭動力

從飛船飛上天空的過程來看,就像是一段由火箭運載的貨物飛上天空一樣,火箭是給飛船提供動力系統的,是靠往後噴的氣體來產生反作用力往天空推進的,氣體噴出來越快。

飛船前進的速度也就越快,但是想要有很高的飛行速度,火箭還必須具備充足的燃料,如果噴氣速度是每秒4000米,那麼就要獲得每秒鐘11.2公裏的脫離速度,火箭裏就要裝它本身重15倍的燃料。

為了防止火箭在燃料燒盡後動力不足飛不起來,所以國家想到了一個好辦法,就是用多級火箭將飛船送上太空,多級火箭就是把兩個以上的火箭頭接尾、尾接頭的連在一起。

amocity
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當最後一段火箭的燃料永久,其會在半空中脫離,自動的脫離飛船主體,第二級第三級均是如此,這樣才會使裝在最前一級的火箭擁有超過每秒9.7公裏的速度飛離地球了。

多種燃料

作為高端的飛船的燃料,那麼肯定也不是一般的東西,不像汽車使用的汽油一樣,火箭的燃料大部分都是氣體液態化的東西,例如CO、H2、C2H2、CH4、CH3CH2OH、N2H4,液體燃料釋放出的能量大,產生的推力也大。

而且這類燃料比較好控制,燃燒時間也長,所以發射的火箭大多用的都是液體的燃料,而液體火箭燃料從理論計算來看最佳液態燃料是液態氫,它與液態氧的混合可以產生較高的比沖量。

造一輛火箭是要花上上億元,而且在最開始的幾架飛船的發射,基本上是飛回地球之後也就不能二次利用了,而在現在,中國民營可回收火箭的發射,給我們的航空領域帶來了進一步的探索。

可回收火箭

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在我們國家,航天始終是一個大工業、複雜系統並且費錢的事業,所以如果能將火箭制造成可回收的,那麼其重複利用性可以帶來巨大的價格優勢,而這種優勢在航天行業來說能有效的解決資金問題。

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過去的運載火箭都是一次性的,如果想運送多一點物質到太空空間站,就要花更多的錢造更多的火箭,其中的成本非常高,而隨著航天行業的發展,將來或許要去更遠的地方,那麼這時候將太空行動成本降低就是目前比較重要的問題之一,那麼降低太空飛行成本的最好的途徑就是可回收火箭。

而在可回收重複利用火箭領域,國外發展得最成功的的就是美國的SpaceX公司的法爾肯-9運載火箭,在2011年開始,SpaceX公司就按窺視發展運載火箭垂直回收與重複利用技術。

2017年法爾肯-9共執行18次發射任務,幾乎占據美國發射總次數的三分之二,SpaceX公司通過法爾肯-9運載火箭多次回收試驗的探索,驗證了垂直起降的相關關鍵技術,同時利用回收火箭再進行發射,進一步降低發射成本,在國際商業發射市場上獲得應用。

總結

即便在回收火箭領域SpaceX公司已經有了很大的成就,但是他們的負責人還是不滿足於現狀,打算迎接更高難度的挑戰——海上回收火箭。相較於陸上回收,海上回收難度就更加大。

因為海上回收平台甲板面積小,對火箭的精准落點要求高,對返回地面的姿態控制也更高,但是相較於陸上回收可能會對回收區域造成損害而言,海上產生的難度就比較小。

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