看过长征五号火箭点火的朋友,一定有一个疑问,这种火箭起飞似乎有点墨迹,点火指令下达了大概七八秒后,整个箭体才缓缓上升。
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长征五号遥八火箭运载嫦娥六号升空
而像长征二号F等老火箭,点火指令下达,热焰喷出,箭体立刻离开塔台,快速上升。
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长征2F遥18火箭运载神舟18载人飞船升空
这是为什么呢?原来,长征五号发射时,芯级氢氧发动机和助推器液氧煤油发动机竟然不是同时点火!
长征五号芯一级由两台氢氧发动机,四个助推器八台液氧煤油发动机组成,一共十台发动机可不是同时点火,因为各型发动机推进器组合以及自身的差异,要让不同发动机同时达到起飞推力,必然会出现不同发动机在不同时刻分别进入启动程序点火。
这就跟打比赛一样,每个队员特点不同,得打配合才能打得赢!长征五号点火指令发出之后,首先是芯一级氢氧发动机启动,经过七秒左右氢氧发动机开始产生推力,这时候助推器液氧煤油发动机启动,两秒后两型发动机总推力达到并且超过了体总重量,火箭离发射台起飞。
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长征五号点火时氢氧机先启动
另外,长征五号助推器的两个发动机关机也不是同时的,外侧固定发动机先关机,内侧摇摆发动机继续工作一段时间之后再关机。
长五为什么不用单一的煤油机这就涉及到了“比冲”的概念,它是衡量火箭燃烧效率的指标。
可以理解为消耗1千克的燃料产生1千克推力所能维持的时间,比冲值越高,消耗同样的燃料,产生的冲量越大(即火箭能获得更高的加速度),液氧煤油发动机虽然无毒,但比冲也不高,不适合作为芯级发动机,更适合用于助推器。
氢氧发动机是火箭发动机发展的主要方向之一,为火箭腾飞提供了“硬核”动力源。那么,氢氧发动机和其他火箭发动机相比,有哪些鲜明的特点呢?
高比冲:让火箭负重更多,能达到深空探测的第二宇宙速度
这可以形象的理解为,我们燃放鞭炮时,火药燃烧瞬间产生推力,液氢和液氧,便是目前我们掌握的比冲最高的推进剂之一。
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氢氧发动机的比冲很高,可以让发动机长时间工作
氢氧发动机具备的高比冲特点,使火箭能够以较少的燃料获得较大的推力,对于提高火箭的运载能力具有至关重要的作用。
正是氢氧发动机发挥的巨大作用,才能使长征五号运载火箭的近地轨道运载能力大于22吨,堪称火箭中的“大力士”。
才能让它拥有长时间的加速度,使其能够达到深空探测所需要的第二宇宙速度,以便能够探测行星和其他星体。
火箭还有个持续时间,如果火箭持续推动时间达不到将卫星送到200公里环绕轨道高度,卫星还是得掉回地球,氢氧火箭的持续时间最长,固体火箭最短。
这只是一方面,老火箭燃料是硝酸和偏二甲肼,直接喷到燃烧室就自燃了,新火箭是高压补燃循环,机理不同。
老美不是以共享技术为荣吗?把所有的太空技术共享出来,让全人类想办法,看看能不能把这两个老人家救回来[得瑟]