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科學報 科學文摘 探索

火箭是怎麼飛上天的


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更新日期:2021317
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小陳愛收藏

火箭飛行的基本原理是利用動量守恒定律。火箭在飛行時,燃料和氧化劑在燃燒室中燃燒,背著飛行方向不斷地噴出大量速度很大的氣體,使火箭在飛行方向上獲取很大的動量,從而獲得巨大的前進速度,這種沖量是通過燃氣的爆炸而產生的,火箭是靠燃料燃燒時,向後高速噴射強大氣體的反沖作用而前進的,在燃氣向下噴的時候,火箭就會筆直向上升。

從古代的風箏開始,人們就有著能飛上天空的美好願望,當風箏在天空中自由翱翔的時候,我猜那時候的人們還沒想過有一天人們自己也能飛上天空,甚至飛進外太空吧。後來人們發明了滑翔傘,人們可以反重力借著風的力量在天空中張開翅膀。發明了熱氣球,可以讓人們在空中解放雙腿雙腳,只唯獨感受一覽眾山小的感覺。再後來人類發明了飛機,可以讓人們到達世界各地,成功實現了人們最初對天空的向往。隨著世界科技,人類文明的快速發展,載人航天飛船、火箭的誕生讓人類沖出了地球,來到了外太空,開啟了一個新世界的大門。

那麼火箭是怎麼飛上天、飛出外太空的呢?依靠的是什麼樣的動力系統呢?其實火箭的基本原理大家在高中或者大學物理的時候應該就聽說過——動量守恒定律。火箭在向上飛行的時候,燃燒室中燃燒著大量的燃料以及氧化劑,與火箭的上升方向相反的方向噴射出速度很高的氣體,使得火箭在上升的過程中得到了一個動量,從而讓火箭有了向上方去的一個前進速度。通過燃氣爆炸產生的沖量,氣體在噴射的過程中與火箭升空的方向形成了一個反向的沖擊力,推動火箭靠著反沖力沖破雲霄。

但是大家都知道,燃燒是需要與空氣接觸才能發生的化學反應,但是宇宙中並沒有空氣,那麼火箭是怎麼燃燒起來的呢?是因為火箭本身就帶有燃料以及助燃的氧化劑,這樣就算是在沒有空氣的外太空也能照常燃燒,並且飛行的高度也不受限。就是火箭的這種特性,讓很多人造載人飛船、人造地球衛星、空間站以及空間探測器被運送到漆黑神秘的外太空,成就了人類探索宇宙奧秘的願望。

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但是因為火箭本身的重量就是及其龐大的,要讓這麼重的一個“鐵塊”飛上太空還是有一些難度的,所以科學家們就想到了一個很巧妙的辦法,就是讓火箭“分層”,火箭被分成一節一節的,每一節都帶有足夠的燃料以及氧化劑,在升空的過程中,如果一節火箭的燃料用盡了,就會在天空中自然脫落,下一節燃料用盡再次脫落,就在這種脫落的過程中,火箭的重量跟體積都變得越來越小,在燃料動力的沖擊下速度越來越快,直至沖破大氣來到宇宙。總的來說火箭的上升原理就是依靠推進劑,也就是燃料跟助燃的氧化劑燃燒時產生的巨大氣體與火箭形成了一股反作用力從而推動火箭上升的。相信在不久的將來,科學家們還會發明出比火箭更高級的飛行器,讓人們在外太空的探索更加明朗、深刻。

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