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太空里没有空气,各种飞行器是怎样被推进飞行的?

作者:电气设备网
文章来源:本站

太空里没有空气,各种飞行器是怎样被推进飞行的?

  在太空中没有空气,是真空环境,也就没有氧气,这时的飞行器发动机原理和飞机发动机就不一样,所以火箭发动机等太空飞行器不但需要携带燃料,还需要随身携带氧化剂。

  包括火箭在内的航天器,在太空中飞行时的动力靠发动机推进的,推进的原理就是动量守恒,比如火箭发动机,自带的氧气与燃料燃烧后产生的高温气流从后尾喷管喷射出去,由此获得巨大推力,推动火箭向前运行,如果喷气的速度越快,那么火箭获得的速度也就越大。

  在太空中,比如卫星或空间站若需要返回,变轨或者飞向新的天体,这时候就需要重新启动发动机,产生推力,来加速或改变飞行器的飞行方向。

  经常有朋友提出类似的问题,也不知道大家是怎么想的,飞行器在空中飞行,并不需要空气,相反,有空气飞行器就要克服空气阻力做功,反而要消耗更多的能量。

太空里没有空气,各种飞行器是怎样被推进飞行的?

  其实,推动飞行器飞行的是发动机中燃料燃烧产生的高温高压的燃气,燃气急剧膨胀,在飞行的垂直方向,受到燃烧室侧壁的阻碍,会对侧壁产生压力,但这些压力是平衡的,不改变飞行器的运动状态。在飞行方向,燃烧室后部有喷口,燃气从喷口喷出,不会对燃烧室产生压力,但燃烧室前部是封闭的,同侧壁一样阻碍燃气的膨胀,于是,燃气对前部产生巨大的压力,这就是飞行器飞行的动力。所以说,飞行器能否飞行跟周围有没有空气没有关系。

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  燃料只要能燃烧,就会产生燃气。而燃料燃烧无外乎需要氧化剂助燃,太空中没有空气不要紧,飞行器可以自己带着。火箭就是既带燃料又带氧化剂的发动机,所以,推动太空飞行器要使用火箭。

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  太空里没有空气,这种飞行器是怎样被推进飞行的?

  1??你所提问,因为太空是真空无氧不会燃烧的,就象抽真空的电灯泡内不会燃烧一样,如果飞行器在太空飞行,就必须具备助燃剂。

  2??火箭以及相关飞行器必备燃料舱(燃烧喷火出口在尾部),发动机(决定推进速度)、助燃剂(保证真空中有氧燃烧)。

  3??携带燃料多少是根据飞行器斤重和行程精确计算的、比如嫦娥五号为何不能多带回月土的理由。

  4??物理条件下的燃烧?火苗是向上的,但是火箭等飞行器一定要将火苗向尾后喷才产生向前的推力,安装发动机就是要点火后的火箭在发动机鼓风送氧助燃条件下产生巨大的推动力,其中参数十分精准,确保推送力不可低于第一宇宙速度,又不能意外发生爆炸。

  5??在地球上火箭要以第一宇宙速度7.9km/S飞入地球上空能固定轨道绕地飞行,如果飞行器要飞出地球,必须再点火以第二宇宙速度11.2Km/S飞行,反复旋飞甩开引力,所以飞行器在太空的真空环境中点火变轨飞行,离不开助燃剂。

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  谢谢!

  太空里没有空气,各种飞行器是怎样被推进飞行的?

  这完全是对作用与反作用力的牛顿第三定律的误解,其实这个是我们运动的基础,即使是在地面跑的汽车、水里的轮船、还是天上的飞机....甚至宇宙空间的飞船,都是是通用的!您肯定会指出地面跑的汽车不是,因为那是摩擦力为基础向前跑的....没错,是轮胎与地面之间摩擦力相互作用才向前走的...您说对了,理解一点都没错!

太空里没有空气,各种飞行器是怎样被推进飞行的?

  很抱歉,我说的是这个汽车......

  作用与反作用里的基础是无需空气介质的,在近地轨道上,即使不用发动机,而只是向后方扔出一个物体,那么同样可以获得增加的速度!而发动机可以将物质扔得更快,那么飞船获得的速度就更高!

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  尽管这是科幻片里的画面,但您可以看到飞船尾部耀眼的离子发动机尾焰,当然我们现在无法制造出如此庞大飞船的结构,但原理都是一样的,只有不断向后方抛弃质量,飞船才能获得加速度,否则它将以关掉发动机时的速度继续滑行!

  但即使是比冲再高、推力再大的发动机也无法将飞船推至光速,因为接近光速时的质增效应会将发动机的推力消耗殆尽,但仅仅是银河系的广袤即达20万光年,试想即使我们实现光速飞船又如何?

  因此未来的出路肯定不是在这种向后方丢弃质量的行为,必须要有一种不抛弃质量并且不违反狭义相对论的发动机出现,而观测到的宇宙的膨胀超过光速的现象似乎为我们留了一个窗户,但迄今为止我们找遍了物理学上所有的可能,也仅仅是在虚无缥缈理论上有一些方向,但却如空中楼阁,根基在哪里都不知道.......少年,人类需要你的努力!

  

两个物体之间的作用力和反作用力,总是大小相等,方向相反。力不能离开物体单独存在。这便是著名的牛顿第三定律。这与有没有空气没有关系,太空中的飞行器的发动机,点火向外喷射燃烧器气流,那么飞行器就会获得香气流,相反方向的力,而力是改变物体运动状态的原因,以飞行器就会获得运动的力。

  很多人以为飞机发动机往外喷气,然后大气中的空气给了飞机喷气一个反作用力,这样飞机才有动力飞起来,其实不是这样的。

  因为空气给不了这么大的一个反作用力,举个例子,你扔一块砖头或者扔一个树叶,你扔的时候空气是有反作用力在砖头或树叶上的,但砖头或树叶显然没有被空气的反作用力给推回来。

  所以不要高看了空气的反作用力。那飞机是怎么向前飞的呢?首先飞机发动机吸入氧气,和燃油混合后,充分燃烧,燃烧后形成了高温高压的燃气,然后这个燃气从发动机后面喷涌而出,这个喷涌而出的燃气给了发动机反作用力,而不是外面的空气给了发动机发作用力,记住,是喷涌而出的燃气给了发动机发作用力。

  所以只要有喷涌而出的燃气,就可以给发动机反作用力,就可以推动发动机向前走。理解了这个,在太空中,飞行器怎么飞行的就好理解了。

  因为太空没有空气,所以飞行器需要自带氧化剂,也就是氧气,这样经过和燃油充分燃烧后形成高温高压的燃气,燃气喷涌而出形成反作用力,这样飞行器就被推动向前了。

  在太空中,太空船很可能在不推动空气的情况下飞行,但是我们对固定的思想感到困惑。 太空中的航天器和引擎符合牛顿的第三运动定律:两个相互作用的物体之间的力和反作用力始终相等,朝向相反的方向,并且作用在同一条直线上。

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  因此,当燃料被排出时,由航天器的发动机产生的力沿相反的方向产生相等的推力,该推力作用在航天器上并将其向前推动,这不需要空气。

  这个原理很容易在地球上观察到:例如,一个成年人和一个孩子站在滑板上,而成年人则用双手推动孩子。 这种力量也将成年人推回原处。

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  但是,由于成年人在滑板上比儿童重,因此成年人的距离不会比儿童远。

  正因为如此(重型航天器难以操作),工程师在设计航天器发动机时面临着挑战。

  稍加推动确实可以推动航天器前进,但是它需要大量燃料才能快速移动,而更多的燃料意味着更大的重量,这将增加任务成本。

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  为了降低成本,当拍摄诸如木星之类的遥远行星时,某些航天器将绕行星(如金星)飞行并利用其重力加速,从而有效地缩短了到达其他目的地的时间。

  答:动量守恒现象,与是否有空气无关,相反因没有空气效率更高了。

  题主是否感觉飞行器喷射飞行跟我们人日常走路相同的道理?我们向前走因为有摩擦力的存在,使我们可以前进,其实是错误的。

  飞行器在太空里变轨的时候需要启动推进器,因为没有空气,飞行器都会自带氧化剂。你可以这样想一下,在一个密闭的盒子里化学反应产生大量气体,气体各向膨胀作用到盒子内壁的力是相互抵消的。这个时候你在盒子一面上开一个孔,可想而知气体会喷射而出,那么问题来了,盒子受到的合力不再为零,这是在气体喷出去的瞬间就决定了的事,跟是否有空气无关。

太空里没有空气,各种飞行器是怎样被推进飞行的?

  当我们在一叶扁舟上向前移动时,这个时候船会向后运动,这都是相同的道理,从本质上来说都是动量守恒决定的。

  如果你喜欢,欢迎关注点评。

  其实无论在大气层中还是在太空,飞行器都是依靠动量守恒来获得前进的加速度的。

  简单来说,动量守恒有三种情况,一种是高速抛出物质,自身就获得相应的动量;另一种是和其它物质碰撞,从而发生动量的转移而获得动量。还有一种情况,就是太空飞行常用的“引力弹弓”。

  飞机发动机吸入并压缩空气,与燃料混合,燃烧,产生巨大的压力将燃烧后的气体向后喷射,从而使飞机获得向前的动量。运载火箭燃料燃烧后向后喷射,自身获得向前的推力。卫星变轨和姿态调整都是直接向反方向喷射气体,从而获得需要的动量。以上都是喷射物质的例子。

  而和其它物质碰撞从而获得动量的主要是还未进入实用的太阳帆。方法是在外太空张开一张巨大的反射薄膜,对准太阳方向,由于太阳发射出的光子和各种高能粒子不断撞击帆面,推动整个飞行器获得向前的加速度。这个加速度虽然很小,但是由于不必携带燃料,又是持续不断地加速,过不了多久也会获得很高的速度,这是非常节省的推进方法,很有前景但是现在还只是设想和初步试验阶段。

  引力弹弓则是一种被经常使用的非常经济实用的加速方法。它是利用小质量物体(如空间飞行器)在大质量物体(行星)附近掠过时两个物体间的动量交换来获取加速度。只要精心选择接近时的位置和角度,就可以精确地获取到行星的动能,使飞行器在需要的方向上被加速或者减速,这个过程中飞行器和行星也保持着动量守恒。例如已经飞离太阳系的旅行者号探测器,就被多次利用引力弹弓加速,才获得了足够飞离太阳系的速度。如果仅靠飞离地球时的初速和自身携带燃料来加速,根本不可能飞出多远。还有前不久发射的特斯拉汽车,也需要用引力弹弓来加速,才能够有足够的速度到达火星。

  这个问题我个人并不专业,因为这些都是航空科学知识,但对于太空探索与研知,古代天文历法就有,无非就是对宇宙的了解,就是对天象的认识,古人已经对宇宙有了认知,比如星宿的观象,大家从电视或历史小说,就有许多关于天象的叙说,其实宇宙很大,神话与玄学有这方面的灿叙,

  太空里没有空气,我们的宇航不也是登上太空了吗?总的目标就是了解地球之外是什么样子。

  

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