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Joke版 - 新型火箭发射方案,请各位大拿斧正 (转载)
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话题: 火箭话题: 轨道话题: 工质话题: 速度话题: 加速
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h******h
发帖数: 1257
1
【 以下文字转载自 Military2 讨论区 】
发信人: niubdajiang (牛逼大将), 信区: Military2
标 题: 新型火箭发射方案,请各位大拿斧正
关键字: 火箭发射,科学
发信站: BBS 未名空间站 (Sun Jun 21 18:37:00 2015, 美东)
在地面,利用电磁轨道将火箭加速到一个相对较高的速度,比如1马赫。这个速度不能
太高,否则的话火箭将会受到数千摄氏度的高热和冲击波的考验。
可能的解决的方法有两个:
1、限制加速火箭的最高速度,这样虽然在火箭脱离轨道之后,需要更多的燃料进一步
推进火箭,但是这样的火箭至少具有了较高的初速度,比现有的火箭所需的燃料要少很
多。从性价比来说,还是非常划算的。
2、第二个方法也是通过限制火箭脱离轨道时的最高速度,从而保证火箭安全性。与第
一个方法的不同之处在于,这个方法不需要携带很多的传统的化学推进燃料,只需要一
台能够提供足够动力的发动机和足够多的水。
下面我简要介绍一下第二种方法的具体的思路:
我们知道传统的火箭发动机,是通过氧化剂和推进剂的燃烧,向后喷射出高温高速的气
体,根据动量守恒定律,这些喷射出去的气体所获得的动量,等于火箭前进时所获得的
动量。
燃料这是同时充当了推进工质和动力源的角色。
而在我的新方案中,飞船必须携带足够多的水,这里水充当了工质,同时携带一台发动
机,在飞船脱离电磁轨道之后,发动机负责将这些水向后高速喷射出去,从而获得了继
续前进的推力。
我之所以认为新方案更好的原因在于,在地面的时,因为可以采用电磁轨道推进的方式
,给火箭加速成本非常低廉,远远比传统的推进方式便宜和安全。
通过给大质量的火箭加速,即使火箭在脱离轨道之后,速度不快,比如只有亚音速。但
是因为火箭的总体质量巨大,其中大部分是工质,也就是普通的水,即使火箭速度不高
,火箭的整体也具有极高的动量。
火箭在脱离电磁轨道之后,其自身携带的某种发动机,只要将大量的工质,以一个相对
较低的速度向后喷射出去,火箭自身将获得极高的动量,而且因为工质喷射速度不高,
而且工质本身温度也不高,这样对火箭各个部件的性能要求也大大降低,这将使得火箭
的制造成本极大的下降。
在进入太空预定轨道之后,此时火箭当中仍然保留着足够多的工质。 在完成了相应任
务之后,火箭完全有余力利用剩余的工质和能量,在火箭重入大气之前,将火箭本身降
低到足够低的速度。这样火箭重入大气的过程将会变得容易很多,对火箭自身的抗高温
要求要将低得多,这进一步降低了火箭的成本。
相信在采用了新技术之后,火箭的发射成本将会比普通的客机飞行一次还要便宜。火箭
所有的相关部件都是完全重复利用的。
以下一些数据是我根据一些简单的物理知识计算所得,欢迎各位大拿斧正。
下面是我计算的每公斤同步卫星轨道的发射成本:
地球同步卫星轨道高度 35786 公里
地球同步卫星轨道速度 11068 公里/hour
1 * 35786 * 1000 * 10 = 357860000
1 * 11068 * 1000/3600
3074 m/s
1 * 3074&2 = 9449476
357860000 + 9449476 = 367309476 J
3*367309.476 kj = 1101927 kj.
0.2为内燃机效率
44000 为汽油热值
1101927 kj 是每公斤卫星发射所需要做的功
1101927 / 44000(汽油热值) / 0.2 = 125 kg 汽油
¥7.2/公斤 为汽油2015-6月的价格
125 * 7.2 = ¥901
我的新方案发射成本是901人民币每公斤,地球同步轨道哦,美国的需要0.31万美元每
公斤。
对于10吨重的火箭,加速到1马赫,需要204度电
进一步计算表明,10吨火箭,可以将200多公斤的物体送到同步轨道
总重量/有效载荷重量 大概是 = 34
各位注意了,在地面的时候,用电磁轨道将火箭整体加速到1马赫。
设在地面的加速度是8g,也就是 70米/秒平方
那么加速距离是960 米。脱离电磁轨道时的速度是1马赫。
各位看在我用了这么多数字说明我观点的份上,要驳斥我的方案,您好歹也要给出点计
算结果证明我的方案如何不靠谱吧?
H********g
发帖数: 43926
2
抄袭我(抄袭别人)的想法。不过只把火箭加速到1Mach还是比较好的改进,这样的可
行性比较高。
==
在地面,利用电磁轨道将火箭加速到一个相对较高的速度,比如1马赫。这个速度不能
太高,否则的话火箭将会受到数千摄氏度的高热和冲击波的考验。
可能的解决的方法有两个:
1、限制加速火箭的最高速度,这样虽然在火箭脱离轨道之后,需要更多的燃料进一步
推进火箭,但是这样的火箭至少具有了较高的初速度,比现有的火箭所需的燃料要少很
多。从性价比来说,还是非常划算的。
H********g
发帖数: 43926
3
现在修建1千米长的导轨技术难度还是有点高的,如果能弄到500米就比较好搞了。
H********g
发帖数: 43926
4
喷水这个想法还是很有意思的,古代喷气发动机有时候的确用喷水的办法增加效率。不
知道为什么现代火箭很少用喷水的办法。我猜会不会是因为降温以后喷气速度不够,在
高速情况下效率反而降低。
t***u
发帖数: 20182
5
喷水跟喷气有啥区别?

【在 H********g 的大作中提到】
: 喷水这个想法还是很有意思的,古代喷气发动机有时候的确用喷水的办法增加效率。不
: 知道为什么现代火箭很少用喷水的办法。我猜会不会是因为降温以后喷气速度不够,在
: 高速情况下效率反而降低。

M****u
发帖数: 17708
6
我看了一段,赶紧拉到上面看看是不是老邱写的。

【在 h******h 的大作中提到】
: 【 以下文字转载自 Military2 讨论区 】
: 发信人: niubdajiang (牛逼大将), 信区: Military2
: 标 题: 新型火箭发射方案,请各位大拿斧正
: 关键字: 火箭发射,科学
: 发信站: BBS 未名空间站 (Sun Jun 21 18:37:00 2015, 美东)
: 在地面,利用电磁轨道将火箭加速到一个相对较高的速度,比如1马赫。这个速度不能
: 太高,否则的话火箭将会受到数千摄氏度的高热和冲击波的考验。
: 可能的解决的方法有两个:
: 1、限制加速火箭的最高速度,这样虽然在火箭脱离轨道之后,需要更多的燃料进一步
: 推进火箭,但是这样的火箭至少具有了较高的初速度,比现有的火箭所需的燃料要少很

H********g
发帖数: 43926
7
燃料反正要烧出水来,同样的质量,与其携带水,不如携带燃料。因为燃料=能量+质量
,带水就没有带能量这一块。

【在 H********g 的大作中提到】
: 喷水这个想法还是很有意思的,古代喷气发动机有时候的确用喷水的办法增加效率。不
: 知道为什么现代火箭很少用喷水的办法。我猜会不会是因为降温以后喷气速度不够,在
: 高速情况下效率反而降低。

t***u
发帖数: 20182
8
好像没有考虑空气阻力
H********g
发帖数: 43926
9
往喷气发动机里喷水可以降低发动机温度,也提高喷射出去的质量,所以喷气速度可以
稍微低一点。估计现代喷气发动机耐热水平高,所以带水就得不偿失了。

【在 t***u 的大作中提到】
: 喷水跟喷气有啥区别?
M****u
发帖数: 17708
10
现代喷气发动机喷的不是燃料,而是空气,取之不尽,所以不用带水。
火箭喷的是燃料,不一样的发动机

【在 H********g 的大作中提到】
: 喷水这个想法还是很有意思的,古代喷气发动机有时候的确用喷水的办法增加效率。不
: 知道为什么现代火箭很少用喷水的办法。我猜会不会是因为降温以后喷气速度不够,在
: 高速情况下效率反而降低。

相关主题
三级喷水火箭
各位物理大牛,你们对微波引擎怎么看?
今天科学强度不够
孙杨要动手术了,手术在比较隐蔽位置 (转载)
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H********g
发帖数: 43926
11
这个道理我想通了:带水的话光带了质量,没有带氢氧的化合能,如果不算在压力储罐
和泵上省的一点死重,带水不如带氢氧划得来。

【在 M****u 的大作中提到】
: 现代喷气发动机喷的不是燃料,而是空气,取之不尽,所以不用带水。
: 火箭喷的是燃料,不一样的发动机

t***u
发帖数: 20182
12
这还用想,喷东西出去是要做功的

【在 H********g 的大作中提到】
: 这个道理我想通了:带水的话光带了质量,没有带氢氧的化合能,如果不算在压力储罐
: 和泵上省的一点死重,带水不如带氢氧划得来。

l*****o
发帖数: 19235
13
一看民科一本正经的计算,就想笑
d*****n
发帖数: 3084
14
赞严谨,有先主席的风采,善于发动工农。油价用的是这个月的,感觉现场感很强。
a9
发帖数: 21638
15
可乐

【在 l*****o 的大作中提到】
: 一看民科一本正经的计算,就想笑
1 (共1页)
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