不用8倍重力加速度上天火箭能发明出来吗？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-06-04 07:36 标签： 火箭是怎么发明出来的

如果把某种气体经过压缩置放在密封管里，则气体作用在管壁各个方向上的压力将是大小相等、方向相反的(见图7.1)。如果在管子的一端开有缺口如火箭那样，且气体压力是靠推进剂的燃烧来维持，则气体作用到密封端的压力将大于开口端，在图7.2中用虚线表示的压缩能量将消耗在赋予逸出气体速度上。逸出气体的作用是使火箭向封闭端方向移动。但是，由于逸出气体的质量小于火箭的质量，所以火箭将在与逸出气体运动方向相反的方向上，以较小速度运动。

图7.1 在密封管里的气体压力

图7.2 在开口管中的气体压力

在上述条件下，控制火箭运动的原理就是“线性动量守恒”定律：即

火箭加速度值可由下式算得：

火箭加速度直接与燃料消耗速度成正比。此外，如果燃料能以恒速燃烧则火箭加速度将随使用燃料数量的增加而增加。逸出气体具有的速度越大，火箭得到的速度也越大。逸出气体速度视火箭使用的燃料，燃料燃烧时的压力和火箭的排气条件而异。所谓排气条件就是指燃料气体从火箭开口端排出时的条件。在这些因素中尽管上述各个因素都很重要，但是其中可能以所用燃料一项最为重要。一般说来，液体燃料可产生较高的能量、较好的性能；但是，要把它用在无控火箭上也有一些问题。这些问题我们将在本章后面阐述。火箭可能达到的最大速度的计算式如下：

由上式算得的最大速度值还必须对重力和空气阻力的影响进行修正。该最大速度值与燃料消耗速率无关；不管火箭本身在加速过程中其加速度的大小如何，火箭最终将达到同样的最大速度值。对火箭可能达到的最大速度值来说，与其有关的最重要的参数是逸出气体的速度和燃料在火箭中的总的重量比。此外，在火箭的一般特性中，还有两个特性值得注意。其中一个是火箭具有的推动力不受火箭速度的影响；另一个是火箭具有的推力与大气无关。

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如果有一个无限长的梯子。那么人们可以在没有达到第一宇宙速度的情况下离开地球吗？

本发明涉及一种用于火箭发射的反推座。

火箭是以热气流高速向后喷出，利用产生的反作用力向前运动的喷气推进装置。它自身携带燃烧剂与氧化剂，不依赖空气中的氧助燃，既可在大气中，又可在外层空间飞行。火箭在飞行过程中随着火箭推进剂的消耗，其质量不断减小，是变质量飞行体。现代火箭作为探空、发射人造卫星、载人飞船、空间站的运载工具，以及其他飞行器的助推器。发射卫星的火箭一般为三级，第一级推力很大，垂直上升段可以获得有效的速度和高度，现有的火箭最初点火后，火箭喷出的高压的热气流都是喷在水平的地面上，其喷出的热气流都是在火箭喷嘴下方沿水平的地面向四周发散出去，发射的反作用力也就很大一部分向四周分散出去，火箭没有充分利用最大的垂直向上的来自地面的反推力，这种平板式以水平地面为反推座，存在反推力向四周辐射分散的缺点，造成大量燃烧剂与氧化剂燃烧的能量浪费，且使火箭的质量增大。

另外，枪和炮都是在子弹(炮弹)底部有些火药，然后撞击点火爆炸，高压气体在枪膛或炮膛中产生的动能，推出弹头，其枪膛或炮膛都为一端封闭的钢管，当子弹(或炮弹)离开枪口(或炮口)时枪膛(或炮膛)内的高压气流突然释放，子弹(或炮弹)也由加速变为减速，产生突变，发出爆炸声。这里所述子弹(或炮弹)本身不带有燃烧的燃烧剂与氧化剂，其技术主题与本发明的发明技术主题不同，本发明是关于喷气推进装置发射的反推装置。

因此，必须研制出一种既具有很大反推力的火箭发射的反推座；又具有无突变爆炸声，使火箭不至于突然变速的火箭发射的反推座。

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种火箭发射的反推座，在火箭发射起动时，既能充分利用火箭的反推力，又不至于在火箭发射时产生突变的爆炸声，使火箭的加速均匀，不出现突然的减速。

本发明的目的是这样实现的：

一种用于火箭发射的反推座，在火箭的下方，由一水平场地实现，其特征在于：包括底、壁、圆形口或锯齿形口、腔、筒。所述筒的壁与底连接，形成腔，将火箭的下端立置于水平的反推座中，反推座与火箭同轴，反推座的下面连接有垂直固定的桩，桩伸入水平的场地中，并与水平场地之间贴实；

所述反推座的壁的上端口水平截面为圆形的，比火箭断面大，并套在火箭外围，下部分为所述的腔向外隆起，用于接受和容纳火箭喷出的高压的热气流；

所述反推座的底边缘与反推座的壁的一端边缘密封连接为一体；所述反推座与火箭或火箭喷嘴的同轴。

所述反推座的壁垂直切开，展平后为一锯齿形的，以便于逐渐释放反推座的腔内的高压的热气流的压力，而不至于产生突变的爆震。

所述火箭(8)与反推座上端口之间设有与火箭同轴的罩座，罩座包含罩座壳、罩座底、喷嘴孔。用于将高压的热气流与火箭隔开，以防高压的热气流烧毁火箭。

本装置结构简单，可将火箭助推器喷出的高压的热气流从四周收集起来，在反推座的内腔中积聚压力，并改变喷出高压的热气流的方向，立足在水平地面上，并反推火箭的下端面，从而充分增加火箭的反推力；采用垂直切开后，并展平为锯齿形的反推座的壁的上端口，使反推座内腔的高压的气流逐渐释放，一方面降低了发射噪音；另一方面使火箭的加速度平缓过度，不至于速度突变。

图1是本发明火箭发射的反推座第一种方式结构示意图。

图2是本发明火箭发射的反推座第二种方式结构示意图。

图3是本发明火箭发射的反推座第三种方式结构示意图。

图4是本发明火箭发射的反推座第四种方式结构示意图。

图5是本发明火箭发射的反推座第五种方式结构示意图。

图6是本发明火箭发射的反推座第六种方式结构示意图。

图7是本发明火箭发射的反推座第七种方式结构示意图。

图8是本发明火箭发射的反推座第八种方式结构示意图。

图9是图1、图11及图4-8中本发明火箭发射的反推座的圆形的口的壁的展开图。

图10是图2和图3中的反推座的锯齿形口的壁的展开图。

图11是本发明火箭发射的反推座的套在火箭上的罩座的结构示意图。

图1中是为看到内部切去1/4的反推座(11)的结构图，反推座(11)由小圆筒的筒(7)置于大圆筒的壁(2)中，两上端口用环形壁连接，并封闭，壁(2)的下端口与圆板状的底(1)的边缘密封连接，火箭(8)立置于筒(7)中，火箭的喷嘴(10)在筒(7)的圆形口(3)与底(1)之间，且火箭(8)、筒(7)、壁(2)及底(1)为同轴；由筒(7)、圆形口(3)、壁(2)与底(1)之间的空间为腔(5)；火箭(8)喷嘴最初喷出的高压的热气流(9)首先注满腔(5)，然后在腔(5)中逐渐积聚压力，同时少量高压的热气流(9)从火箭(8)与筒(7)之间向上泄漏，但由于火箭(7)的喷嘴(10)喷出高压的热气流(9)的量很大，且速度很快，所以腔(5)中的高压的热气流(9)的压力还将是逐渐升高，当积蓄在腔(5)中的高压的热气流(9)的压强达到一定高度时，反向推动火箭(8)向上升起，这时火箭(8)的喷嘴(10)喷出的高压的热气流(9)不断补充因火箭(8)从腔(5)中射出而增大的空间的体积，使腔(5)中的压强不断增加，从而使火箭向上加速发射，这种火箭发射装置，由于当火箭(8)脱离筒(7)上端口时，筒(7)与火箭(7)之间的间隙突然增大，大量的腔(5)内的高压的热气流(9)瞬间爆发出去，而生产巨响，此时将发出的火箭的加速度也将突然变小。为了防止出现这种突变，图2对此进行了改进。

图2中，由火箭(8)直接立置于带锯齿形口(4)的圆筒形壁(2)中，且壁(2)的下端用底(1)封密，筒(7)与火箭(8)同轴，筒(7)与火箭(8)之间尽量少留间隙。当火箭(8)发射到将要离开锯齿形口(4)时，由于锯齿形口(4)与火箭(8)之间的漏气间隙是由下向上逐渐增大的，所以其漏气使腔(5)内的高压的热气流(9)的压强不会在瞬间因而突然释放变小，也就是没有热气流的突然变化，也就不会产生爆响。由于这种反推座(11)的腔(5)的空间很小，发射火箭时，无法积聚大量的高压的热气流(9)，而缓和发射的初速度，使初速度不瞬间变速，因此提出了图3中所示的技术方案。

图3中，反推座(11)的筒(7)的上端口为锯齿形口(4)，筒(7)为壁(2)的上部分；壁(2)的下部分为球台形的，其下端与水平的底(1)的边缘同轴相连，壁(2)的下部分与底(1)及火箭(8)之间为腔(5)。

图4中，除筒(7)的上端为圆形口(3)以外，其它结构与图3相同。

图5中，是将图3中的筒(7)去掉，只剩下壁(2)的下部分，其它与图3相同。

图6中，反推座(11)为圆台形的壁(2)，圆台形的壁(2)的下端口与圆板状的底(1)相闭封连接，火箭(8)与反推座(11)同轴，火箭(8)的下端立置于底(1)上。

图7中，反推座(11)为圆锥形的壁(2)，上端圆口大，下端尖，与火箭(8)同轴立置，火箭(8)的下端口置于圆锥形的筒中，圆锥形的筒垂直埋入地下。

图8中，反推座(11)为倒置的圆台形的壁(2)，上端口比下端的底(1)的圆的直径大，所述火箭(8)立置于下端的底(1)上，并与所述反推座(1)同轴。

图9中，如图1、图4中所示的反推座(11)的壁(2)展开后为长方形。

图10中，如图2、图3所示的反推座(11)的壁(2)展开后为锯条形。

图1～图6的反推座(11)的底(1)带垂直的桩(12)，桩(12)垂直伸入贴实的水平的地面以下，用以固定反推座(11)。

图7、图8、图11为不带固定的桩(12)，可直接将反推座(11)固定在地面以下，且反推座(11)的轴垂直于水平面。

以上所述用于火箭发射的反推座(11)的底(1)都与地面贴实，固定，水平放置，可在底(1)的下面垂直固定至少一根桩的一端，再将桩垂直埋设在水平场地里，用于防止发射火箭(8)时反推座(11)的轴心偏移。另外还要将金属材质的反推座(11)的外围及底(1)设置于水中，以使发射火箭(8)时降温。

由于将平板式的火箭发射场地改进为带封密式的壁(2)反推座，利用收集的储存的火箭(8)的喷嘴(10)喷出的高压的热气流动能改变方向后，向上推进火箭(8)，充分利用了火箭(8)喷出的能量，所以更节能，可在设置时，节省火箭(8)的燃料和氧化剂，减轻火箭(8)的质量。

图11中，为防止火箭(8)发射时，从反推座(11)中向上返回的高压的热气流(9)烧毁火箭(8)，将图1～8中的火箭下端的外围设为一留有喷嘴孔(15)的套子，该套子称为火箭(8)的罩座(13)，与火箭(8)同轴，其特征在于：所述罩座(13)由上部分的筒状体(16)、中间部分的罩座底(14)以及下部分的口向下的喇叭形或筒形的壁(17)同轴组合成一体；罩座(13)的上部分筒状体(16)从火箭(8)的下端套住火箭(8)的下部分，与火箭(8)之间留有隔热的间隙；且在壁(2)的里面；所述筒状体(16)的下端边缘与罩座底(14)的边缘密封连接；所述罩座底(14)的上面设有与火箭(8)的喷嘴(10)相对应的喷嘴孔(15)，用于穿过高压的热气流(9)；所述罩座(13)的上部分的筒状体(16)套住火箭(8)的下部分，将高压的热气流(9)与火箭(8)隔开，以防高压的热气流(9)烧毁火箭(8)；所述火箭(8)是放置在罩座底(14)上的，罩座底(14)为平板形的，或设有防止火箭(8)水平移动的，并与火箭部相对应的凹凸面。火箭(8)发射后，一方面利用反推座(11)返回的高压的热气流(9)反推罩座底(14)；另一方面罩座底(14)可以与火箭(8)自由脱离，罩座(13)因为重力的作用掉下来。

罩座(13)的下部分为带有口向下的喇叭形或筒状的壁(17)，所述喇叭形或筒形的壁(17)的上端口与所述罩座(13)的罩座底(14)的边缘密封连接，用于收集来自反推座(11)的反向后向上的高压的热气流(9)的功能。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神的范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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