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为什么火箭升空时会一节一节的掉下来呢?

中国宇航学会
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发射直播最让普普心跳加速的是火箭升空的时候,一边“陪”航天员出征,一边紧张期待进入太空那一刻。但时间不会因为期待变快,火箭点火起飞、抛逃逸塔、抛助推器、抛火箭芯一级、抛整流罩、抛火箭芯二级……等等,为什么火箭发射时要抛掉这么多东西,还一节一节的?

长征二号F火箭结构示意图

大家可能知道,现在我们使用的都是多级火箭,是由多个单级火箭连接成的,所以是一节一节的样子。可能有小伙伴要问了,为什么要捆这么多节火箭呢?能不能“一节更比六节强”?

为了逃离地心引力,把航天员送入太空,火箭至少要飞到第一宇宙速度,也就是1秒飞过7.91千米的距离。受到目前的技术条件的限制,如果我们用只有一节的单极火箭,它最快能飞6千米/秒,达不到第一宇宙速度,逃不出地心引力的“五指山”。

怎么办呢?只要思想不滑坡,办法总比困难多。1903年,俄国科学家齐奥尔科夫斯基提出了我们现在使用的多级火箭的设想。发射时,最下方的一级火箭首先点火工作,火箭从静止开始不断地逐渐加速飞行。燃料耗尽后,一级火箭会被分离、抛掉,同时,二级火箭点火工作,这样,火箭能之前最高速度的基础上再次提速。就这样,各级火箭依次点火工作,用接力赛的方式让火箭加速、加速、再加速,最终达到并突破第一宇宙速度,“蹦出”地心引力“五指山”,进入太空。

齐奥尔科夫斯基

120年前这个设想提出的时候,并没有停留在科幻的层面。齐奥尔科夫斯基提出了火箭运动的基本数学方程——大名鼎鼎的齐奥尔科夫斯基公式,从理论上证明了利用多级火箭可以进入太空。后来的事情大家都知道,多级火箭成为了去往太空的“专属座驾”并一直沿用到今天。

可能有小伙伴要问了,那发射直播中火箭抛掉的就是组成整箭的单级火箭吗?是,但不全是。除了单级火箭,火箭通常还要抛掉整流罩,露出它所搭载的航天器,方便航天器进入工作轨道。

火箭抛掉整流罩示意图

搭载了航天员的载人火箭就更复杂一些。我们以长征二号F火箭为例,发射过程中,它是这样“高空抛物”的:

飞船进入轨道时,航天员开始感受到失重的美妙,直播画面中的纸笔开始“放飞自我”。

小伙伴,现在你明白火箭为什么会边飞边抛了吧。最后,航天员出征过程中最让你兴奋激动的是什么时刻呢?留言告诉我吧!

评论
西吉县第七中学马慧娟
少傅级
发射直播最让普普心跳加速的是火箭升空的时候,一边“陪”航天员出征,一边紧张期待进入太空那一刻。但时间不会因为期待变快,火箭点火起飞、抛逃逸塔、抛助推器、抛火箭芯一级、抛整流罩、抛火箭芯二级……等等,为什么火箭发射时要抛掉这么多东西,还一节一节的?
2023-10-28
科普李良川
进士级
科学
2023-10-30
唐帮繁
少傅级
赞美中国航天。
2023-10-28