制作水火箭的步骤图解?关于火箭!!
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制作水火箭的步骤图解
现代火箭结构构造虽然比古代火箭复杂的多,但二者的基本原理相同,都是由于反冲向前运动。接下来就教大 家运用这一原理制作一款简单又好玩的水火箭!
方法/步骤
在塞子上打两个空,然后把硬吸管和筷子穿进塞子中(建议筷子尖头朝外)。
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把软管穿到硬吸管上
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把加工好的塞子插入瓶口,塞子进入瓶口一半即可。
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用打气筒给瓶子打气,如果瓶子可以在足够的压力下可以顺利的被发射出去则制作成功。如果 不行,请检查是否有衔接处漏气。
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将橡胶火箭头套到瓶子尾部,如果不牢固可用透明胶带或电工胶带加固。
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用泡棉胶给火箭尾部贴上尾翼,火箭即完全制作完成!
END
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塞子上需要打两个孔,但孔不要打太大,刚好紧紧包裹住筷子和吸管即可,一定不能漏气。
火箭头和尾翼并非必需品,它们不影响火箭性能,但可让火箭更美观。(橡胶火箭头还可以让水火箭更安全)
注意事项
关于火箭!!
一、固体火箭发动机 固体火箭发动机为使用固体推进剂的化学火箭发动机。固体推进剂有聚氨酯、聚丁二烯、端羟基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚等。 固体火箭发动机由药柱、燃烧室、喷管组件和点火装置等组成。药柱是由推进剂与少量添加剂制成的中空圆柱体(中空部分为燃烧面,其横截面形状有圆形、星形等)。药柱置于燃烧室(一般即为发动机壳体)中。在推进剂燃烧时,燃烧室须承受25O0~35O0度的高温和102~2×107帕的高压力,所以须用高强度合金钢、钛合金或复合材料制造,并在药柱与燃烧内壁间装备隔热衬。 点火装置用于点燃药柱,通常由电发火管和**盒(装黑**或烟火剂)组成。通电后由电热丝点燃黑**,再由黑**点火燃药拄。 喷管除使燃气膨胀加速产生推力外,为了控制推力方向,常与推力向量控制系统组成喷管组件。该系统能改变燃气喷射角度,从而实现推力方向的改变。 药柱燃烧完毕,发动机便停止工作。 固体火箭发动机与液体火箭发动机相比较,具有结构简单,推进剂密度大,推进剂可以储存在燃烧到中常备待用和操纵方便可靠等优点。缺点是“比冲”小(也叫比推力,是发动机推力与每秒消耗推进剂重量的比值,单位为秒)。固体火箭发动机比冲在25O~300秒,工作时间短,加速度大导致推力不易控制,重复起动困难,从而不利于载人飞行。 固体火箭发动机主要用作火箭弹、导弹和探空火箭的发动机,以及航天器发射和飞机起飞的助推发动机。 二、液体火箭发动机 液体火箭发动机是指液体推进剂的化学火箭发动机。常用的液体氧化剂有液态氧、四氧化二氮等,燃烧剂由液氢、偏二甲*、煤油等。氧化剂和燃烧剂必须储存在不同的储箱中。 液体火箭发动机一般由推力室、推进剂供应系统、发动机控制系统组成。 推力室是将液体推进剂的化学能转变成推进力的重要组件。它由推进剂喷嘴、燃烧室、喷管组件等组成,见图。推进剂通过喷注器注入燃烧室,经雾化,蒸发,混合和燃烧等过成生成燃烧产物,以高速(25O0一5000米/秒)从喷管中冲出而产生推力。燃烧室内压力可达2O0大气压(约20OMPa)、温度300O~400O℃,故需要冷却。 推进剂供应系统的功用是按要求的流量和压力向燃烧室输送推进剂。按输送方式不同,有挤压式(气压式)和泵压式两类供应系统。挤压式供应系统是利用高压气体经减压器减压后(氧化剂、燃烧剂的流量是靠减压器调定的压力控制)进入氧化剂、燃烧剂贮箱,将其分别挤压到燃烧室中。挤压式供应系统只用于小推力发动机。大推力发动机则用泵压式供应系统,这种系统是用液压泵输送推进剂。 发动机控制系统的功用是对发动机的工作程序和工作参数进行调节和控制。工作程序包括发动机起动、工作。关机三个阶段,这一过程是按预定程序自动进行的。工作参数主要指推力大小、推进剂的混合比。 液体火箭发动机的优点是比冲高(25O~5OO秒),推力范围大(单台推力在1克力~700吨力)、能反复起动、能控制推力大小、工作时间较长等。液体火箭发动机主要用作航天器发射、姿态修正与控制、轨道转移等。冲压喷气发动机 冲压喷气发动机是一种利用迎面气流进入发动机后减速,使空气提高静压的一种空气喷气发动机。它通常由进气道(又称扩压器)、燃烧室、推进喷管三部组成。冲压发动机没有压气机(也就不需要燃气涡轮),所以又称为不带压气机的空气喷气发动机。 这种发动机压缩空气的方法,是靠飞行器高速飞行时的相对气流进入发动机进气道中减速,将动能转变成压力能(例如进气速度为3倍音速时,理论上可使空气压力提高37倍)。冲压发动机的工作时,高速气流迎面向发动机吹来,在进气道内扩张减速,气压和温度升高后进入燃烧室与燃油(一般为煤油)混合燃烧,将温度提高到2000一2200℃甚至更高,高温燃气随后经推进喷管膨胀加速,由喷口高速排出而产生推力。冲压发动机的推力与进气速度有关,如进气速度为3倍音速时,在地面产生的静推力可以超过2OO千牛。 冲压发动机的构造简单、重量轻、推重比大、成本低。但因没有压气机,不能在静止的条件下起动,所以不宜作为普通飞机的动力装置,而常与别的发动机配合使用,成为组合式动力装置。如冲压发动机与火箭发动机组合,冲压发动机与涡喷发动机或涡扇发动机组合等。安装组合式动力装置的飞行器,在起飞时开动火箭发动机、涡喷或涡扇发动机,待飞行速度足够使冲压发动机正常工作的时,再使用冲压发动机而关闭与之配合工作的发动机;在着陆阶段,当飞行器的飞行速度降低至冲压发动机不能正常工作时,又重新起动与之配合的发动机。如果冲压发动机作为飞行器的动力装置单独使用时,则这种飞行器必须由其他飞行器携带至空中并具有一定速度时,才能将冲压发动机起动后投放。冲压发动机或组合式冲压发动机一般用于导弹和超音速或亚音速靶机上。按应用范围划分,冲压发动机分为亚音速、超音速、高超音速三类。1、亚音速冲压发动机 亚音速冲压发动机使用扩散形进气道和收敛形喷管,以航空煤油为燃料。飞行时增压比不超过 1.89,飞行马赫数小于 O.5时一般不能正常工作。亚音速冲压发动机用在亚音速航空器上,如亚音速靶机。2、超音速冲压发动机 超音速冲压发动机采用超音速进气道(燃烧室入口为亚音速气流)和收敛形或收敛扩散形喷管,用航空煤油或烃类燃料。超音速冲压发动机的推进速度为亚音速~6倍音速,用于超音速靶机和地对空导弹(一般与固体火箭发动机相配合)。3、高超音速冲压发动机 这种发动机燃烧在超音速下进行,使用碳氢燃料或液氢燃料,飞行马赫数高达5~16,目前高超音速冲压发动机正处于研制之中。 由于超音速冲压发动机的燃烧室入口为亚音速气流,也有将前两类发动机统称为亚音速冲压发动机,而将第三种发动机称为超音速冲压发动机。 脉动喷气发动机 脉动喷气发动机是喷气发动机的一种,可用于靶机,导弹或航空模型上。德国纳粹在第二次世界大战的后期,曾用它来推动V-1导弹,轰炸过伦敦。这种发动机的结构如图所示,它的前部装有单向活门,之后是含有燃油喷嘴和火花塞的燃烧室,最后是特殊设计的长长的尾喷管。 脉动喷气发动机工作时,首先把压缩空气打入单向活门,或使发动机在空中运动,这时便有气流进入燃烧室,然后油咀喷油,火花塞点火燃烧。这时长尾喷管在燃气喷出后,由于燃气流的惯性作用,虽然燃烧室内的压强同外面大气的压强相等,仍会继续向外喷,所以在燃烧室内造成空气稀薄的现象,使压强显著降低到小于大气压,于是空气再次打开单向活门流入燃烧室,喷油点火燃烧,开始第二个循环。这样周而复始,发动机便可不断地工作了。这种发动机由进气到燃烧、排气的循环过程进行得很快,一秒钟大约可达40~50次。 脉动式发动机在原地可以起动,构造简单,重量轻,造价便宜。这些都是它的优点。但它只适于低速飞行(速度极限约为每小时64O~8O0公里),飞行高度也有限,单向活门的工作寿命短,加上振动剧烈,燃油消耗率大等缺点,使得它的应用受到限制。 涡轮喷气发动机现代涡轮喷气发动机的结构由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成,战斗机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。涡轮喷气发动机仍属于热机的一种,就必须遵循热机的做功原则:在高压下输入能量,低压下释放能量。因此,从产生输出能量的原理上讲,喷气式发动机和活塞式发动机是相同的,都需要有进气、加压、燃烧和排气这四个阶段,不同的是,在活塞式发动机中这4个阶段是分时依次进行的,但在喷气发动机中则是连续进行的,气体依次流经喷气发动机的各个部分,就对应着活塞式发动机的四个工作位置。 空气首先进入的是发动机的进气道,当飞机飞行时,可以看作气流以飞行速度流向发动机,由于飞机飞行的速度是变化的,而压气机适应的来流速度是有一定的范围的,因而进气道的功能就是通过可调管道,将来流调整为合适的速度。在超音速飞行时,在进气道前和进气道内气流速度减至亚音速,此时气流的滞止可使压力升高十几倍甚至几十倍,大大超过压气机中的压力提高倍数,因而产生了单靠速度冲压,不需压气机的冲压喷气发动机。 进气道后的压气机是专门用来提高气流的压力的,空气流过压气机时,压气机工作叶片对气流做功,使气流的压力,温度升高。在亚音速时,压气机是气流增压的主要部件。 从燃烧室流出的高温高压燃气,流过同压气机装在同一条轴上的涡轮。燃气的部分内能在涡轮中膨胀转化为机械能,带动压气机旋转,在涡轮喷气发动机中,气流在涡轮中膨胀所做的功正好等于压气机压缩空气所消耗的功以及传动附件克服摩擦所需的功。经过燃烧后,涡轮前的燃气能量大大增加,因而在涡轮中的膨胀比远小于压气机中的压缩比,涡轮出口处的压力和温度都比压气机进口高很多,发动机的推力就是这一部分燃气的能量而来的。 从涡轮中流出的高温高压燃气,在尾喷管中继续膨胀,以高速沿发动机轴向从喷口向后排出。这一速度比气流进入发动机的速度大得多,使发动机获得了反作用的推力。 一般来讲,当气流从燃烧室出来时的温度越高,输入的能量就越大,发动机的推力也就越大。但是,由于涡轮材料等的限制,目前只能达到1650K左右,现代战斗机有时需要短时间增加推力,就在涡轮后再加上一个加力燃烧室喷入燃油,让未充分燃烧的燃气与喷入的燃油混合再次燃烧,由于加力燃烧室内无旋转部件,温度可达2000K,可使发动机的推力增加至1.5倍左右。其缺点就是油耗急剧加大,同时过高的温度也影响发动机的寿命,因此发动机开加力一般是有时限的,低空不过十几秒,多用于起飞或战斗时,在高空则可开较长的时间。 涡轮风扇发动机 自从惠特尔发明了第一台涡轮喷气发动机以后,涡轮喷气发动机很快便以其强大的动力、优异的高速性能取代了活塞式发动机,成为战斗机的首选动力装置,并开始在其他飞机中开始得到应用。 但是,随着喷气技术的发展,涡轮喷气发动机的缺点也越来越突出,那就是在低速下耗油量大,效率较低,使飞机的航程变得很短。尽管这对于执行防空任务的高速战斗机还并不十分严重,但若用在对经济性有严格要求的亚音速民用运输机上却是不可接受的。那么,如何才能同时提高喷气发动机的热效率和推进效率,也就是怎样才能既提高涡轮前温度又至少不增加排气速度呢?答案就是采用涡轮风扇发动机。这种发动机在涡轮喷气发动机的的基础上增加了几级涡轮,并由这些涡轮带动一排或几排风扇,风扇后的气流分为两部分,一部分进入压气机(内涵道),另一部分则不经过燃烧,直接排到空气中(外涵道)。由于涡轮风扇发动机一部分的燃气能量被用来带动前端的风扇,因此降低了排气速度,提高了推进效率,而且,如果为提高热效率而提高涡轮前温度后,可以通过调整涡轮结构参数和增大风扇直径,使更多的燃气能量经风扇传递到外涵道,就不会增加排气速度。这样,对于涡轮风扇发动机来讲,热效率和推进效率不再矛盾,只要结构和材料允许,提高涡轮前温度总是有利的。 目前航空用涡轮风扇发动机主要分两类,即不加力式涡轮风扇发动机和加力式涡轮风扇发动机。前者主要用于高亚音速运输机,后者主要用于歼击机,由于用途不同,这两类发动机的结构参数也大不相同。 不加力式涡轮风扇发动机不仅涡轮前温度较高,而且风扇直径较大,涵道比可达8以上,这种发动机的经济性优于涡轮喷气发动机,而可用飞行速度又比活塞式发动机高,在现代大型干线客机、军用运输机等最大速度为M0.9左右的飞机中得到广泛的应用。根据热机的原理,当发动机的功率一定时,参加推进的工质越多,所获得的推力就越大,不加力式涡轮风扇发动机由于风扇直径大,空气流量就大,因而推力也较大。同时由于排气速度较低,这种发动机的噪音也较小。加力式涡轮风扇发动机在飞机巡航中是不开加力的,这时它相当于一台不加力式涡轮风扇发动机,但为了追求高的推重比和减小阻力,这种发动机的涵道比一般在1.0以下。在高速飞行时,发动机的加力打开,外涵道的空气和涡轮后的燃气一同进入加力燃烧室喷油后再次燃烧,使推力可大幅度增加,甚至超过了加力式涡轮喷气发动机,而且随着速度的增加,这种发动机的加力比还会上升,并且耗油率有所下降。加力式涡轮风扇发动机由于具有这种低速时较油耗低,开加力时推重比大的特点,目前已在新一代歼击机上得到广泛应用。涡轮螺旋桨发动机 一般来说,现代不加力涡轮风扇发动机的涵道比是有着不断加大的趋势的。因为对于涡轮风扇发动机来说,若飞行速度一定,要提高飞机的推进效率,也就是要降低排气速度和飞行速度的差值,需要加大涵道比;而同时随着发动机材料和结构工艺的提高,许用的涡轮前温度也不断提高,这也要求相应地增大涵道比。对于一架低速(500~600km/h)的飞机来说,在一定的涡轮前温度下,其适当的涵道比应为50以上,这显然是发动机的结构所无法承受的。 为了提高效率,人们索性便抛去了风扇的外涵壳体,用螺旋桨代替了风扇,便形成了涡轮螺旋桨发动机,简称涡桨发动机。涡轮螺旋桨发动机由螺旋桨和燃气发生器组成,螺旋桨由涡轮带动。由于螺旋桨的直径较大,转速要远比涡轮低,只有大约1000转/分,为使涡轮和螺旋桨都工作在正常的范围内,需要在它们之间安装一个减速器,将涡轮转速降至十分之一左右后,才可驱动螺旋桨。这种减速器的负荷重,结构复杂,制造成本高,它的重量一般相当于压气机和涡轮的总重,作为发动机整体的一个部件,减速器在设计、制造和试验中占有相当重要的地位。涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨后的空气流就相当于涡轮风扇发动机的外涵道,由于螺旋桨的直径比发动机大很多,气流量也远大于内涵道,因此这种发动机实际上相当于一台超大涵道比的涡轮风扇发动机。 尽管工作原理近似,但涡轮螺旋桨发动机和涡轮风扇发动机在产生动力方面却有着很大的不同,涡轮螺旋桨发动机的主要功率输出方式为螺旋桨的轴功率,而尾喷管喷出的燃气推力极小,只占总推力的5%左右,为了驱动大功率的螺旋桨,涡轮级数也比涡轮风扇发动机要多,一般为2~6级。 同活塞式发动机+螺旋桨相比,涡轮螺旋桨发动机有很多优点。首先,它的功率大,功重比(功率/重量)也大,最大功率可超过10000马力,功重比为4以上;而活塞式发动机最大不过三四千马力,功重比2左右。其次,由于减少了运动部件,尤其是没有做往复运动的活塞,涡轮螺旋桨发动机运转稳定性好,噪音小,工作寿命长,维修费用也较低。而且,由于核心部分采用燃气发生器,涡轮螺旋桨发动机的适用高度和速度范围都要比活塞式发动机高很多。在耗油率方面,二者相差不多,但涡轮螺旋桨发动机所使用的煤油要比活塞式发动机的汽油便宜。 由于涵道比大,涡轮螺旋桨发动机在低速下效率要高于涡轮风扇发动机,但受到螺旋桨效率的影响,它的适用速度不能太高,一般要小于900km/h。目前在中低速飞机或对低速性能有严格要求的巡逻、反潜或灭火等类型飞机中的到广泛应用。涡轮轴发动机 在带有压气机的涡轮发动机这一类型中,涡轮轴发动机出现得较晚,但已在直升机和垂直/短距起落飞机上得到了广泛的应用。 涡轮轴发动机于1951年12月开始装在直升机上,作第一次飞行。那时它属于涡轮螺桨发动机,并没有自成体系。以后随着直升机在军事和国民经济上使用越来越普遍,涡轮轴发动机才获得独立的地位。 在工作和构造上,涡轮轴发动机同涡轮螺桨发动机根相近。它们都是由涡轮风扇发动机的原理演变而来,只不过后者将风扇变成了螺旋桨,而前者将风扇变成了直升机的旋翼。除此之外,涡轮轴发动机也有自己的特点:它一般装有自由涡轮(即不带动压气机,专为输出功率用的涡轮),而且主要用在直升机和垂直/短距起落飞机上。 在构造上,涡轮轴发动机也有进气道、压气机、燃烧室和尾喷管等燃气发生器基本构造,但它一般都装有自由涡轮,如图所示,前面的是两级普通涡轮,它带动压气机,维持发动机工作,后面的二级是自由涡轮,燃气在其中作功,通过传动轴专门用来带动直升机的旋翼旋转,使它升空飞行。此外,从涡轮流出来的燃气,经过尾喷管喷出,可产生一定的推力,由于喷速不大,这种推力很小,如折合为功率,大约仅占总功率的十分之一左右。有时喷速过小,甚至不产生什么推力。为了合理地安排直升机的结构,涡轮轴发动机的喷口,可以向上,向下或向两侧,不象涡轮喷气发动机那样非向后不可。这有利于直升机设计时的总体安排。 涡轮轴发动机是用于直升机的,它与旋翼配合,构成了直升机的动力装置。按照涡轮风扇发动机的理论,从理论上讲,旋翼的直径愈大愈好。同样的核心发动机,产生同样的循环功率,所配合的旋翼直径愈大,则在旋翼上所产生的升力愈大。事实上,由于在能量转换过程中有损失,旋翼也不可能制成无限大,所以,旋翼的直径是有限制的。——般说,通过旋翼的空气流量是通过涡轮轴发动机的空气流量的500-1000倍。 同涡轮轴发动机和直升机常用的另一种动力装置——活塞发动机采相比,涡轮轴发动机的功率重量比要大得多,在2.5以上。而且就发动机所产生的功率来说,涡轮轴发动机也大得多,目前使用中的涡轮轴发动机所产生的功率,最高可达6000马力甚至10000马力,活塞发动则相差很远。在经济性上,涡轮轴发动机的耗油率略高于最好的活塞式发动机,但它所用的航空煤油要比前者所用的汽油便宜,这在一定程度上得到了弥补。 当然,涡轮轴发动机也有其不足之处。它制造比较困难,制造成本也较高。特别是由于旋翼的转速更低,它需要比涡轮螺旋桨发动机更重更大的减速齿轮系统,有时它的重量竟占发动机总重量一半以上。 螺桨风扇发动机 桨扇发动机是一种介于涡轮风扇发动机和涡轮螺旋桨发动机之间的一种发动机形式,其目标是将前者的高速性能和后者的经济性结合起来,目前正处于研究和实验阶段。 桨扇发动机的结构见图,它由燃气发生器和一副螺桨-风扇(因为实在无法给这个又象螺旋桨又象风扇的东东起个名字,只好叫它桨扇)组成。桨扇由涡轮驱动,无涵道外壳,装有减速器,从这些来看它有一点象螺旋桨;但是它的直径比普通螺旋桨小,叶片数目也多(一般有6~8叶),叶片又薄又宽,而且前缘后掠,这些又有些类似于风扇叶片。 据涡轮风扇发动机的原理,在飞行速度不变的情况下,涵道比越高,推进效率就越高,因此现代新型不加力涡轮风扇发动机的涵道比越来越大,已经接近了结构所能承受的极限;而去掉了涵道的涡轮螺旋桨发动机尽管效率较高,但由于螺旋桨的速度限制无法应用于M0.8~M0.95的现代高亚音速大型宽体客机,桨扇发动机的概念则应运而生。 由于无涵道外壳,桨扇发动机的涵道比可以很大,以正在研究中的一种发动机为例,在飞行速度为M0.8时,带动的空气量约为内涵空气流量的100倍,相当于涵道比为100,这是涡轮风扇发动机所望尘莫及的,将其应用于飞机上,可将高空巡航耗油率较目前高涵道比轮风扇发动机降低15%左右。 同涡轮螺旋桨发动机相比,桨扇发动机的可用速度又高很多,这是由它们叶片形状不同所决定的。普通螺旋桨叶片的叶型厚度大以保证强度,弯度大以保证升力系数,从剖面来看,这种叶型实际上就是典型的低速飞机的机翼剖面形状,它在低速情况下效率很高,但一旦接近音速,效率就急剧下降,因此装有涡轮螺旋桨发动机的飞机速度限制在M0.6~M0.65左右;而桨扇的既宽且薄、前缘尖锐并带有后掠的叶型则类似于超音速机翼的剖面形状,这种叶型的跨音速性能就要好的多,在飞行速度为M0.8时仍有良好的推进效率,是目前新型发动机中最有希望的一种。 当然,桨扇发动机也有其缺点,由于转速较高,产生的振动和噪音也较大,这对舒适性有严格要求的客机来讲是一个难题。另外,暴露在空气中的桨扇的气动设计也是目前研究的难点所在。多级火箭用于发射出大气层的卫星、导弹。
火箭的工作原理
火箭原理 发动机 当大多数人想到马达或发动机时,会认为它们与旋转有关。例如,汽车里的往复式汽油发动机会产生转动能量以驱动车轮。电动马达产生的转动能量则用来驱动风扇或转动磁盘。蒸汽发动机也用来完成同样的工作,蒸汽轮机和大多数燃气轮机也是如此。 火箭发动机则与之有着根本的区别。它是一种反作用力式发动机。火箭发动机是以一条著名的牛顿定律作为基本驱动原理的,该定律认为“每个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力”。火箭发动机向一个方向抛射物质,结果会获得另一个方向的反作用力。 开始时您可能很难理解“抛射物质,获得反作用力”这个概念,因为这好像和真实情况不大一样。火箭发动机似乎只会发出火焰和噪音,制造压力,而与“抛射物质”没什么关系。 燃料 燃料是氮的氧化物有:CO,H2,C2H2,CH4,C2H4,CH3CH2OH,N2H4,高级硼硅烷(这都是火箭推进器的燃料)和***差不多的 点火和原理都一样。只是上面的那层不是**,是火箭头(里面是卫星之类的东西)。航空煤油是无色透明的,闻上去和普通的煤油没什么区别,而且不易挥发。燃点大约在300C左右,别说用打火石了,就算用明火也是点不燃的。早在运载火箭发明前,人们使用油和汽作燃料,汽车、轮船和飞机就是靠这些燃料来行驶的。后来,科学家发明了靠化学能来产生动力的运载火箭。运载火箭是用煤油、酒精、偏二甲*、液态氢等作为燃烧剂,而用硝酸、液态氮等提供的氧化剂帮助燃烧的,人们习惯上把燃烧剂和氧化剂通称为火箭发动机的燃料或推进剂。 推进剂 从物理形态上讲,火箭发动机使用的推进剂有两种形式,一种是液态物质,另一种是固态物质。燃烧剂和氧化剂都是呈液体形态的发动机则称为液体燃料发动机,或称为液体火箭发动机,两者都是呈固体状态,则称为固体燃料火箭发动机或固体火箭发动机。固态氢、固态氧,作为火箭动力。如果在两种燃料中,一种为固体,一种为液体,则称为固-液火箭发动机或直接称其物质名称的火箭发动机。如,氢氧火箭发动机。由于固态燃烧剂产生的能量比液体氧化剂发出的能量高,所以,研制的火箭发动机多是固-液火箭发动机,两种燃料相遇燃烧,形成高温高压气体,气体从喷口喷出,产生巨大推力而把运载火箭送上了太空。常用推进剂有:1、液氢(燃料)液氧(氧化剂),燃烧效率很高,多用于航天飞机及运载火箭末级,价格昂贵、不易储存。 2、*-50(燃料)四氧化二氮(氧化剂),燃烧效率一般,多用于中型火箭,价格适中、较易储存。 3、RP-1高精炼煤油(燃料)液氧(氧化剂),燃烧效率一般,多用于火箭第一级,价格适中、不易储存。 4、*(燃料)、四氧化二氮(氧化剂),燃烧效率一般,多用于卫星,容易自燃、价格相对便宜、腐蚀性极强。
火箭可分为几类
1.单级火箭
单级火箭分为单发和多发的。单发的一次发射一支箭,多发的一次发射几支、十支到一百支箭。发射的方式分为用架、用筒、用桶、用匣等。
(1)单发火箭这类火箭有飞刀箭、飞枪箭、飞剑箭和蒸尾箭等。这四种火箭,箭杆长六尺,直径五六分,箭镞长三寸,箭翎长七寸;药筒长八寸,直径一寸二分,缚于箭镞之下,引线向后,箭头分别呈刀、枪、剑和燕尾型。这类火箭是在宋朝和元朝火箭的基础上发展起来的,箭头一般都涂以虎药(毒药),能穿铠甲,射程可达500步。使用时,架在树枝上或兵器上,在距敌知步左右点火发射。
(2)集束火箭又称为多发火箭。将若干支单发火箭的药线并联起来,点火后同时发射出去。这类火箭有五虎出*箭,5支单发火箭并联,射程约别步;九龙箭,9支单发火,箭并联,躬程约4印步;火弩流星箭,10支单发火箭并联,射程约400步;火笼箭,17~20支单发火箭并联,射程约300步;长蛇破阵箭,30支单发火箭并联,射程约200步;一窝蜂箭,32支单发火箭并联,射程约300步;群豹横奔箭,40支单发火箭并联,射程约4印步;四十九矢飞帘箭,49支单发火箭并联,射程约4印步;白虎齐奔箭,100支单发火箭并联,射程约300步。
10支以下的集束火箭,通常装入竹筒或木筒内发射,每筒重量约二斤,每名士兵可携带4~5筒。20支集束火箭装入竹编圆筒内,圆筒长四尺,口大底小,外面糊油纸,可以防风防雨。30支集束火箭放入木匣内,箭杆长二尺九寸,火箭筒长四寸,每匣重量约五斤;40支以上集束火箭装入木匣内。大型集束火箭放在专门设计制造的战车上,用人力或畜力牵引。
集束火箭能同时发射若干支火箭,具有较强的火力,箭头大多涂有虎药;除有纵火效能外,还有**效能。集束火箭无论是突击点状目标,还是线状目标,都是一种有效的武器。集束火箭用于战争,标志着中国古代在武器制造和战术方面都有了新的发展。
2.火箭飞弹
火箭飞弹是利用喷射火箭原理将***投向敌方的一种兵器;对敌方不仅有**作用,而且有威吓作用。这种兵器始于南宋,在战争中颇有成效,到了明代有了很大改进,主要有飞空击贼震天雷和神火飞鸦等。
(1)飞空击贼震天雷这种兵器是球形状,直径约三寸五分,用竹篾编成,两旁安翅膀。球内装**和数枚涂有虎药的棱角,中间夹一个长二寸、内装发射药的纸筒;有引信与球内**相连,外面用纸糊十多层,涂成红色,主要用于攻城。攻城时,顺风点燃引线,雷飞人城,纸筒内发射药燃,完后即引燃竹球内****。**时烟飞雾障,迷目钻孔,棱角乱钉人。飞空击贼震天雷靠自身的发射药推进,原理与现代火箭弹相似,实际上是一种原始火箭弹。
(2)神火飞鸦用竹篾或芦苇编织成乌鸦形体的篓子,如斤余鸡大。外面用棉纸封固,内装**。鸦身装有头、尾和翅膀,鸦身下面两侧安装4支大起火(火箭)。在鸦背上开一,孔,用4根各一尺长的药线插入孔内,与鸦身内的**相连,药线的另一端分别和4支起火的药筒底部相连,再将4支起火的引线并联。使用时点燃引线,利用起火的推力,使神火飞鸦飞到空中,大约可飞行100多尺的距离。当起火里的**烧完了,起火的推力也就消失了,于是神火飞鸦掉了下来。这时候,药线点燃了鸦身里的****,借以焚烧敌方地面营寨或水面船。神火飞鸦在原理上也和火箭弹相同。
3.多级火箭
明代多级火箭,实际是二级火箭,即利用火箭装置将另一枚火箭匡向空中,使其继续飞行到更远的地方。多级火箭为我国首创,是火箭技术方面的重大突破,是现代多级火箭的先河。这种火箭有火龙出水和飞空砂简等。
(1)火龙出水在五尺长的薄竹筒两头装木制龙头和龙尾。筒内装火箭数枚,引线都并联在一起,从龙头下方的孔中引出总药线。龙身下前后各装两支大起火,引线并联在一起,前面两支起**筒底部与从龙头下方的孔中引出的点药线连接。发射时先点燃龙头和龙尾下面的四支起火,推动火龙飞向空中,待推动火龙前进的起火燃烧将完时,连接的总药线已点燃火龙腹内的火箭,这时,龙腹内的火箭即由龙口飞出继续前进,飞向目标。这种兵器能在离地面或水面三四尺空中飞行二三里远。用于水战时,犹如从水中飞出的火龙,故称火龙出水。
(2)飞空砂筒能飞出去飞回来的一种火箭,是中国火箭技术的重大发明之一,标志着我国火箭技术进入一个新的水平。其构造是,用薄竹作箭身,长七尺,直径弓寸五分,箭身前端两侧各绑一个药筒,一个筒口向前,另一个筒口向后。筒口向后的药筒前面有一爆竹,长七寸,直径七分,爆竹的引线与药筒底部连通,爆竹内装**和细沙,爆竹顶端装有几根薄倒须险。用“竹溜子”(用竹筒制作的发射架)发射。发射时先瞄准敌船和营寨,利用筒口向后的药筒将飞空砂筒射出,刺在敌船蓬、船帆或营寨的帐蓬上。药筒内的**烧完后引燃**,爆竹炸裂喷射火焰和细沙,敌人救火时,细沙落人眼内,很难医治,丧失战斗能力。爆竹**通过药线引燃筒口向前的药筒,飞空砂筒又飞回来。这种二级火箭,第二级火箭与第一级火箭运行的方向相反,作逆行运动,体现了火箭回收的设计思想。
明朝年间,火箭兵器发展很快,并广泛用于战争。如1371年朱元璋为消灭割据势力,借口明升遣将攻扰边境,派遣部将汤和、傅友德率水陆军分路人蜀。西路军将领汤和派部将廖永忠率军攻瞿塘关,“以火箭、火炮破蜀”,明升战败降伏。1388年3月,思伦发率其部号称三十万人马攻定边,(今云南省巍山回族自治县),明西平侯沐英率精骑三万,昼夜增援,行军十五日到达,思伦发驱象披甲列队,沐英将明军分为三军:冯诚为前军,宓正、汤昭为左右军;明军“以火箭、火炮、火铳破思伦发的象阵”,人象皆反走,明军乘机冲击,思伦发大败,斩首三万余,俘万余,思伦发败逃。1464年延绥参房能在川(今云南省腾冲县)作战中用“九龙筒”(有九支单发火箭的集束火箭)收到了良好的效果。朝廷随即下令依式制造,装备各军使用。
明朝大将军戚继光的戚家军素以使用火器著称,尤其善于使用火箭兵器。他编著的《纪效新书)和《练兵纪实)详细叙述了火切和火器的制造、使用及操练等方面的内容。除戚继光外,还有赵士桢的(神器谱》、王鸣鹤的(登坛必究)、何汝贤的《兵录》、李盘的《金汤借箸十二筹)、茅元仪的《武备志》、焦勖的《火攻挈要)等有关**、火器和火箭方面的专著。其中茅元仪的(武备志》,文图并茂,不仅有各种*****,而且有单发火箭、集束火箭、火箭飞弹、二级火箭等多种火箭的构造及使用,是集中国古代火箭技术之大成。明朝年间,朝鲜国火铳都监崔茂宜,曾邀请中国火器专家李元去朝鲜传授**、火铳和火箭制造技术。
明代的火箭种类多,并广泛用于战争;火箭方面的专著多,并将火箭技术首次传到国外。这说明,明代的火箭技术已相当发达。到了清代,除了在明代火箭技术的基础上略有改进和发展外,清政府引进了一些西方列强国家的火箭制造技术,生产了一些近代火箭。
火箭推进器喷口构造图是怎样的
喷口没什么特别的,就是一喇叭,为的是冲出的高压气流在喇叭口遇到开阔空间,进一步加速
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