火箭的原理

要使一個物體從靜止開始運動，必須有力作用在物體上，并且作用一定時間T。在物理學(xué)上，力F和時間T的乘積FT叫做力的沖量。要使火箭發(fā)射，就必需有沖量作用在火箭上。這種沖量是通過燃氣的爆炸而產(chǎn)生的。

在現(xiàn)實生活中，我們經(jīng)常會看到這樣的現(xiàn)象，一個充足氣的氣球拿在手上，突然放手，氣體從氣球中噴出來，這時氣球就向著相反的方向飛出去，這種運動遵循動量守恒定律，在物理上我們稱作為反沖。

2．火箭的構(gòu)造

隨著科技的不斷發(fā)展，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)明制造了各種型號的火箭，這些火箭內(nèi)部構(gòu)造互不相同而且都相當(dāng)復(fù)雜。如1970年發(fā)射的長征1號丁，它是一枚裝有二度軌級的三級小型運載火箭，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖（1）所示。但是不管這些火箭內(nèi)部構(gòu)造有多復(fù)雜，其主要部分都可以歸納為殼體和燃料。殼體是圓筒形的，前端是封閉的尖端，后端有尾噴管，燃料燃燒產(chǎn)生的高溫壓燃氣從尾噴管迅速噴出，火箭就向前飛去。

發(fā)射火箭由地面控制中心倒記數(shù)到零便下令第一級火箭發(fā)動機點火。在震天動地的轟鳴聲中，火箭拔地而起，冉冉上升。加速飛行段由此開始了，經(jīng)過幾十秒鐘，運載火箭開始按預(yù)定程序緩慢向預(yù)定方向轉(zhuǎn)變，100多秒鐘后，在70公里左右高度，第一級火箭發(fā)動機關(guān)機分離，第二級接著點火，繼續(xù)加速飛行，這時火箭已飛出稠密大氣層，可按程序拋掉衛(wèi)星的整流罩。在火箭達到預(yù)定速度和高度時，第三級火箭發(fā)動機關(guān)機分離，至此加速飛行段結(jié)束。隨后，運載火箭靠已獲得的能量，在地球引力作用下，開始慣性飛行段，直到與預(yù)定軌道相切的位置止。此時第三級火箭發(fā)動機點火，開始了最后加速段飛行。當(dāng)加速到預(yù)定速度時第三級發(fā)動機關(guān)機?；鸺倪\載使命就全部完成了。

火箭飛行所能達到的最大速度，也就是燃料燃盡時獲得的最終速度，主要取決兩個條件：一是噴氣速度，二是質(zhì)量比（火箭開始飛行時的質(zhì)量與燃料燃盡時的質(zhì)量之比）。噴氣速度越大，最終速度就越大，由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的條件下一級火箭的最終速度還達不到發(fā)射人造衛(wèi)星所需要的速度，所以發(fā)射衛(wèi)星要用多級火箭。

火箭的級數(shù)不是越高越好，級數(shù)越多，構(gòu)造越復(fù)雜，工作時間的可靠性就越差?；鸺蛧姎馐斤w機一樣都是反沖的重要應(yīng)用。為了提高噴氣速度，需要使用高質(zhì)量的燃料。當(dāng)燃氣從細口噴出時或水從彎管流出時。它們具有動量由動量守恒定律可知，盛燃氣的容器就要向相反方向運動。火箭是靠噴出氣流的反沖作用獲得巨大速度的。