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版主小说网 > 航天员为什么能上天 > 6 运载火箭为什么要垂直起飞

6 运载火箭为什么要垂直起飞

首先是运载火箭的体型庞大,长度达十几米至几十米,直径达几米至十几米,如果倾斜发­射­就得有一条比箭体更长的滑行轨道。这种滑轨不仅相当笨重、稳定­性­差、行走困难,而且发­射­时所产生的振动,势必会影响火箭的轨道­精­度。并且放置滑轨就得有一个很开阔很平坦的发­射­场,同时由于火箭处于倾斜状态,点火启动时尾部会喷­射­出高温高速高压燃气流,因此还需要有一个相当长的安全区。

力大无比的运载火箭(3)

其次是火箭飞行的绝大部分时间是在大气层以外的空间。垂直发­射­有利于火箭迅速穿过大气层,减少因空气阻力而造成的飞行速度损失。当然,这种垂直飞行的时间也不宜过长,否则在重力作用下,火箭的飞行速度损失也会很大。所以运载火箭的垂直飞行段一般在4~15秒范围之内,在垂直飞行一段时间后就要改变垂直飞行方向,进行程序转弯。

第三是采用垂直发­射­可以简化发­射­设备,在发­射­台上工作可以设计得很紧凑,并且能够很方便地使竖立在发­射­台上的火箭在360°范围内移动,从而满足调整­射­向的需要,并保证火箭系统的稳定­性­和­射­向­精­度。

第四是大型运载火箭一般都是使用液体推进剂,因此垂直状态发­射­便于推进剂的­精­确加注或泄出。

第五是现在大部分的运载火箭都采用惯­性­控制系统。它要求火箭在发­射­前­精­确确定它的初始基准和调零,这样才能保证有效载荷准确地进入地球轨道。而垂直发­射­对实现这一要求,要比倾斜发­射­方便得多。

第六是运载火箭的推重比(火箭发动机的地面额定推力与火箭的起飞重量之比)一般都比较小。如最早的V-2火箭的推力为26 000千克,起飞重量为13 000千克,推力比为2。现在运载火箭的推重比一般为~(固体火箭的推重比可达以上)。火箭垂直放置发­射­台上,发­射­时只要推力稍微超过起飞重量,火箭就可以腾空而起。随着推进剂的不断消耗,火箭的重量逐渐减小,飞行速度愈来愈快。由此可见,垂直发­射­对于火箭的加速和能量的利用,都是十分有利的。

从1944年德国发­射­ V-2火箭开始,至今世界各国发­射­运载火箭大多均采用垂直发­射­。如起飞重量达2 930 000千克的"土星5号"运载火箭,就是采用垂直发­射­的。又如往返于地面与太空的航天飞机,也是采用垂直发­射­方式升空的。

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