超级军网求科普啊卫星发射问题啊
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/28 02:29:59
已知两级火箭的质量、推力、及相应的轨道、以直接入轨方式、两级发动机的比冲、入轨质量。两级间的质量比随意布置。
怎么计算火箭入归所需燃料。
=============================
好吧，通过齐奥尔科夫斯基火箭公式V=ω*ln*（M/m），我可以自己算了。式中V为火箭速度增量（最后的速度为火箭入轨速度）。ω为喷流相对火箭的速度（直接取单位为秒的比冲乘以10）。M为火箭初始质量，m为火箭结束时的质量，M/m就是干质比。ln表示对干质比取自然对数。
=============================
现在还有4个问题：
一，为什么“比冲量的单位是m/s，与速度单位相同，与原来的单位相差一个重力加速度。例如“比冲量可以达到290秒”是指火箭喷出的燃料的速度可以达到290*g=2900m/s。”？
二，火箭入轨速度是指达到所在轨道的速度吗？
三，卫星轨道越高环绕速度越低，如月球环绕速度仅1千米/秒。而第一宇宙速度是7.9千米/秒。比如发射一个环绕速度是5千米/秒的卫星，是不是火箭运送卫星到这个轨道时速度是5千米/秒每秒就行了（卫星全程速度小于等于5千米/秒），还是要先达到7.9千米/秒，再减速？具体情况谁知道啊？
四，火箭发射卫星的轨道倾角与火箭运力关系？倾角越小运力越大？还是卫星轨道倾角与发射场维度夹角越小，运力越大？
已知两级火箭的质量、推力、及相应的轨道、以直接入轨方式、两级发动机的比冲、入轨质量。两级间的质量比随意布置。
怎么计算火箭入归所需燃料。
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好吧，通过齐奥尔科夫斯基火箭公式V=ω*ln*（M/m），我可以自己算了。式中V为火箭速度增量（最后的速度为火箭入轨速度）。ω为喷流相对火箭的速度（直接取单位为秒的比冲乘以10）。M为火箭初始质量，m为火箭结束时的质量，M/m就是干质比。ln表示对干质比取自然对数。
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现在还有4个问题：
一，为什么“比冲量的单位是m/s，与速度单位相同，与原来的单位相差一个重力加速度。例如“比冲量可以达到290秒”是指火箭喷出的燃料的速度可以达到290*g=2900m/s。”？
二，火箭入轨速度是指达到所在轨道的速度吗？
三，卫星轨道越高环绕速度越低，如月球环绕速度仅1千米/秒。而第一宇宙速度是7.9千米/秒。比如发射一个环绕速度是5千米/秒的卫星，是不是火箭运送卫星到这个轨道时速度是5千米/秒每秒就行了（卫星全程速度小于等于5千米/秒），还是要先达到7.9千米/秒，再减速？具体情况谁知道啊？
四，火箭发射卫星的轨道倾角与火箭运力关系？倾角越小运力越大？还是卫星轨道倾角与发射场维度夹角越小，运力越大？
这并不意味着消耗的能量比去高度更低、速度更快的轨道少。
自由狼-台风 发表于 2014-12-10 09:41
阿波罗的地球暂驻-出发轨道环绕速的约 7.8 km/s 。
根据《阿波罗如何飞到月球》一文整描述，个起飞过程， ...
你的意思是不是发射地球卫星的速度不会超过7.9千米/秒？
阿波罗的地球暂驻-出发轨道环绕速的约 7.8 km/s 。
根据《阿波罗如何飞到月球》一文整描述，个起飞过程， ...
你的意思是不是发射地球卫星的速度不会超过7.9千米/秒？
有谁能给说一下一楼的四个问题吗？
cdxc17 发表于 2014-12-10 10:45
你的意思是不是发射地球卫星的速度不会超过7.9千米/秒？
不一定。看轨道类型。如果火箭开机十几分钟以内、直接送到近地且接近圆形的轨道，那么是这样的。
如果打高轨道，或者飞出地月系，让火箭一直开机，重力损失太大，不经济。
这种场合，一般会设计一条椭圆形 (或者至少初始阶段类似椭圆形) 的无动力转移轨道，让火箭在转移轨道起始点附近加到远远高于 7.X km/h 的速度，然后关机。
有速度，自然高度也就上去了 (一边上，一遍被重力拉着减速，动能换势能) 。
到转移轨道远地点时 (如果仍旧是环地轨道) ，速度是相当低的，低于圆轨道的环绕速度。不加干预的话，就会掉回近地点，始终在椭圆转移轨道上游荡。
此时，火箭 (或者载荷自身) 要再次点火，把转移轨道远地点速度和高圆轨道环绕速度之差补足。
你的意思是不是发射地球卫星的速度不会超过7.9千米/秒？
不一定。看轨道类型。如果火箭开机十几分钟以内、直接送到近地且接近圆形的轨道，那么是这样的。
如果打高轨道，或者飞出地月系，让火箭一直开机，重力损失太大，不经济。
这种场合，一般会设计一条椭圆形 (或者至少初始阶段类似椭圆形) 的无动力转移轨道，让火箭在转移轨道起始点附近加到远远高于 7.X km/h 的速度，然后关机。
有速度，自然高度也就上去了 (一边上，一遍被重力拉着减速，动能换势能) 。
到转移轨道远地点时 (如果仍旧是环地轨道) ，速度是相当低的，低于圆轨道的环绕速度。不加干预的话，就会掉回近地点，始终在椭圆转移轨道上游荡。
此时，火箭 (或者载荷自身) 要再次点火，把转移轨道远地点速度和高圆轨道环绕速度之差补足。
自由狼-台风 发表于 2014-12-10 13:47
不一定。看轨道类型。如果火箭开机十几分钟以内、直接送到近地且接近圆形的轨道，那么是这样的。
如果 ...
假设有一种火箭，发动机工作时间无限长，要发射到距地球38万千米的圆轨道，该轨道的环绕速度1千米/秒。从地球出发后一直做匀加速运动到轨道后速度正好1千米/秒，那么这个火箭发射的卫星能成为38万千米圆轨道的环地卫星吗？
不一定。看轨道类型。如果火箭开机十几分钟以内、直接送到近地且接近圆形的轨道，那么是这样的。
如果 ...
假设有一种火箭，发动机工作时间无限长，要发射到距地球38万千米的圆轨道，该轨道的环绕速度1千米/秒。从地球出发后一直做匀加速运动到轨道后速度正好1千米/秒，那么这个火箭发射的卫星能成为38万千米圆轨道的环地卫星吗？
简单回答一下：
1.比冲量即Isp，它的单位是牛*秒/千克，很容易看出这就是消耗单位质量推进剂产生的冲量。牛*秒/千克用地面的g值简化就是秒。而火箭发动机使用单位质量推进剂产生的冲量，不就等价于它的喷流速度么，所以也经常用米/秒
2.火箭入轨速度，我不知道你说的是具体内容。圆轨道、椭圆轨道、逃逸轨道的，或是？
3.是的，只需要达到圆轨道环绕速度就行，7.9千米/秒的速度是地面高度的环绕速度。如果发射1000千米高度圆轨道卫星，正常的话火箭全程速度都是小于7.9千米/秒的，当然你要先加速后减速也行:-)
4.倾角的问题，如你所说，是卫星轨道倾角与发射场维度夹角越小，运力越大。比如卡纳维拉尔角和西昌发射中心都在北纬28.5度附近，发射28.5度倾角，无论是LEO还是GTO都是运力最大的，如果发射0倾角的轨道就要削倾角，如果发射28.5度以上倾角的轨道就要增加倾角，都要降低运力
1.比冲量即Isp，它的单位是牛*秒/千克，很容易看出这就是消耗单位质量推进剂产生的冲量。牛*秒/千克用地面的g值简化就是秒。而火箭发动机使用单位质量推进剂产生的冲量，不就等价于它的喷流速度么，所以也经常用米/秒
2.火箭入轨速度，我不知道你说的是具体内容。圆轨道、椭圆轨道、逃逸轨道的，或是？
3.是的，只需要达到圆轨道环绕速度就行，7.9千米/秒的速度是地面高度的环绕速度。如果发射1000千米高度圆轨道卫星，正常的话火箭全程速度都是小于7.9千米/秒的，当然你要先加速后减速也行:-)
4.倾角的问题，如你所说，是卫星轨道倾角与发射场维度夹角越小，运力越大。比如卡纳维拉尔角和西昌发射中心都在北纬28.5度附近，发射28.5度倾角，无论是LEO还是GTO都是运力最大的，如果发射0倾角的轨道就要削倾角，如果发射28.5度以上倾角的轨道就要增加倾角，都要降低运力
lsquirrel 发表于 2014-12-10 14:48
简单回答一下：
1.比冲量即Isp，它的单位是牛*秒/千克，很容易看出这就是消耗单位质量推进剂产生的冲量。 ...
先谢谢你的回答。
还是不明白牛*秒/千克简化成秒的加速度为什么取g值？
简单回答一下：
1.比冲量即Isp，它的单位是牛*秒/千克，很容易看出这就是消耗单位质量推进剂产生的冲量。 ...
先谢谢你的回答。
还是不明白牛*秒/千克简化成秒的加速度为什么取g值？
cdxc17 发表于 2014-12-10 16:06
先谢谢你的回答。
还是不明白牛*秒/千克简化成秒的加速度为什么取g值？
比冲是牛*秒/千克
g=9.8牛/千克或9.8米/秒^2，运动学中常用后者，但是用牛二定律就是前者了
为了地面使用方便，比冲单位代入g，不就是秒了么
先谢谢你的回答。
还是不明白牛*秒/千克简化成秒的加速度为什么取g值？
比冲是牛*秒/千克
g=9.8牛/千克或9.8米/秒^2，运动学中常用后者，但是用牛二定律就是前者了
为了地面使用方便，比冲单位代入g，不就是秒了么
lsquirrel 发表于 2014-12-10 16:10
比冲是牛*秒/千克
g=9.8牛/千克或9.8米/秒^2，运动学中常用后者，但是用牛二定律就是前者了
为了地面使 ...
原来指托一千克要9.8牛的力。
我六楼的假设能成立吗？
比冲是牛*秒/千克
g=9.8牛/千克或9.8米/秒^2，运动学中常用后者，但是用牛二定律就是前者了
为了地面使 ...
原来指托一千克要9.8牛的力。
我六楼的假设能成立吗？
cdxc17 发表于 2014-12-10 16:20
原来指托一千克要9.8牛的力。
我六楼的假设能成立吗？
你想问的意思是正确的，但表述的不对
速度是一个矢量而不是标量，38万公里高度速度，还必须和卫星与地心连线垂直，否则卫星不会进入高度38万公里的环绕圆轨道的
原来指托一千克要9.8牛的力。
我六楼的假设能成立吗？
你想问的意思是正确的，但表述的不对
速度是一个矢量而不是标量，38万公里高度速度，还必须和卫星与地心连线垂直，否则卫星不会进入高度38万公里的环绕圆轨道的
垂直地面缓缓升空，等到一定高度时（此时速度小于7.9千米/秒）会做抛物线式的运动掉在地球上。
现在假设火箭垂直地面发射，设它的速度永远不会超过7.9千米/秒（火箭加速度无限接近与零），不考虑其它星体影响，该火箭会一直向太空飞去吗？
现在假设火箭垂直地面发射，设它的速度永远不会超过7.9千米/秒（火箭加速度无限接近与零），不考虑其它星体影响，该火箭会一直向太空飞去吗？
cdxc17 发表于 2014-12-10 16:47
环绕速度是轨道的切线方向的速度，这个是我表述不清了。
我一直有个问题，当年在高中物理书上看到一幅 ...
这是肯定的，11.2千米/秒是地面发射的逃逸速度，如果垂直发射，哪怕上升速度只有1米/秒，只要时间够长，也可以脱离地球引力进入行星际空间。
卫星能量是势能和动能之和，7.9千米/秒是地面0高度要求的环绕速度，如果高度不同，自然动能要求也不一样
环绕速度是轨道的切线方向的速度，这个是我表述不清了。
我一直有个问题，当年在高中物理书上看到一幅 ...
这是肯定的，11.2千米/秒是地面发射的逃逸速度，如果垂直发射，哪怕上升速度只有1米/秒，只要时间够长，也可以脱离地球引力进入行星际空间。
卫星能量是势能和动能之和，7.9千米/秒是地面0高度要求的环绕速度，如果高度不同，自然动能要求也不一样
lsquirrel 发表于 2014-12-10 17:37
这是肯定的，11.2千米/秒是地面发射的逃逸速度，如果垂直发射，哪怕上升速度只有1米/秒，只要时间够长， ...
谢谢你的回答，看来我那个物理老师不行啊，他说应该是掉下来，还说7.9千米/秒是卫星的最小发射速度。
这是肯定的，11.2千米/秒是地面发射的逃逸速度，如果垂直发射，哪怕上升速度只有1米/秒，只要时间够长， ...
谢谢你的回答，看来我那个物理老师不行啊，他说应该是掉下来，还说7.9千米/秒是卫星的最小发射速度。
lsquirrel 发表于 2014-12-10 17:37
这是肯定的，11.2千米/秒是地面发射的逃逸速度，如果垂直发射，哪怕上升速度只有1米/秒，只要时间够长， ...
松鼠大侠，再问个问题，液氢燃料的蒸发问题，是因为氢气分子比较小可以从储存罐“挥发”出来还是别的原因？
液氧和液态甲烷有这个问题吗？
这是肯定的，11.2千米/秒是地面发射的逃逸速度，如果垂直发射，哪怕上升速度只有1米/秒，只要时间够长， ...
松鼠大侠，再问个问题，液氢燃料的蒸发问题，是因为氢气分子比较小可以从储存罐“挥发”出来还是别的原因？
液氧和液态甲烷有这个问题吗？
cdxc17 发表于 2014-12-10 20:36
松鼠大侠，再问个问题，液氢燃料的蒸发问题，是因为氢气分子比较小可以从储存罐“挥发”出来还是别的原因 ...
我不知道为啥有所谓氢分子从储箱壁“挥发”出来的言论
液氢储箱压强并不大，比如航天飞机的ET，360千帕或者说0.36兆帕就泄压了，正常工作压强不过是240千帕，这个压强下要是挥发那么厉害，加氢站那些几十兆帕的高压储氢罐岂不都要哭死？
液氢沸点-252.7度实在太低，还有仲氢和正氢的区别，正氢还会自动转化为仲氢并放热导致液氢蒸发。目前的隔热材料效果还不太好，如果没有强力主动冷却措施，无论是地面还是太空环境下，液氢大量蒸发是不可避免的。储箱内的这些气氢没法作为氢氧发动机的燃料使用，只能排到太空去。液氢蒸发太厉害，所以长期储存很麻烦，液氧的沸点是-183度高得多，甲烷更高一些到-161度，相对来说较好处理，但长期存储仍然是个大问题
松鼠大侠，再问个问题，液氢燃料的蒸发问题，是因为氢气分子比较小可以从储存罐“挥发”出来还是别的原因 ...
我不知道为啥有所谓氢分子从储箱壁“挥发”出来的言论
液氢储箱压强并不大，比如航天飞机的ET，360千帕或者说0.36兆帕就泄压了，正常工作压强不过是240千帕，这个压强下要是挥发那么厉害，加氢站那些几十兆帕的高压储氢罐岂不都要哭死？
液氢沸点-252.7度实在太低，还有仲氢和正氢的区别，正氢还会自动转化为仲氢并放热导致液氢蒸发。目前的隔热材料效果还不太好，如果没有强力主动冷却措施，无论是地面还是太空环境下，液氢大量蒸发是不可避免的。储箱内的这些气氢没法作为氢氧发动机的燃料使用，只能排到太空去。液氢蒸发太厉害，所以长期储存很麻烦，液氧的沸点是-183度高得多，甲烷更高一些到-161度，相对来说较好处理，但长期存储仍然是个大问题
简单回答一下：
1.比冲量即Isp，它的单位是牛*秒/千克，很容易看出这就是消耗单位质量推进剂产生的冲量。 ...
1，是不是就是说，一个比冲100秒的火箭，意味着消耗一秒消耗一吨燃料则产生100吨推力(简化)，或者说，一秒一吨燃料的消耗，喷流速度1000米秒？
1.比冲量即Isp，它的单位是牛*秒/千克，很容易看出这就是消耗单位质量推进剂产生的冲量。 ...
1，是不是就是说，一个比冲100秒的火箭，意味着消耗一秒消耗一吨燃料则产生100吨推力(简化)，或者说，一秒一吨燃料的消耗，喷流速度1000米秒？
unnamed089 发表于 2014-12-10 21:14
1，是不是就是说，一个比冲100秒的火箭，意味着消耗一秒消耗一吨燃料则产生100吨推力(简化)，或者说，一 ...
比冲一般变化不大的，喷流速度也是一样，大幅度变的只是推进剂流量和推力
比冲100秒，意味着一秒内如果消耗一吨推进剂可以产生100吨推力，但由于发动机的具体设计不同，推进剂流量多数不会是一吨。至于说喷流速度1000米/秒，比冲不变它也不会变的
1，是不是就是说，一个比冲100秒的火箭，意味着消耗一秒消耗一吨燃料则产生100吨推力(简化)，或者说，一 ...
比冲一般变化不大的，喷流速度也是一样，大幅度变的只是推进剂流量和推力
比冲100秒，意味着一秒内如果消耗一吨推进剂可以产生100吨推力，但由于发动机的具体设计不同，推进剂流量多数不会是一吨。至于说喷流速度1000米/秒，比冲不变它也不会变的
lsquirrel 发表于 2014-12-10 21:10
我不知道为啥有所谓氢分子从储箱壁“挥发”出来的言论
液氢储箱压强并不大，比如航天飞机的ET，360千 ...
液氢蒸发后是人为排除去的？
lsquirrel 发表于 2014-12-10 21:10
我不知道为啥有所谓氢分子从储箱壁“挥发”出来的言论
液氢储箱压强并不大，比如航天飞机的ET，360千 ...
液氢蒸发后是人为排除去的？
cdxc17 发表于 2014-12-10 22:00
液氢蒸发后是人为排除去的？
当然，国内的不说，看美国的半人马座上面级，工作时都有气氢排出
液氢蒸发后是人为排除去的？
当然，国内的不说，看美国的半人马座上面级，工作时都有气氢排出
lsquirrel 发表于 2014-12-10 22:03
当然，国内的不说，看美国的半人马座上面级，工作时都有气氢排出
谢谢啊，我还以为是因气态氢气分子小，从储箱内壁材料的分子缝隙溢除来呢。
当然，国内的不说，看美国的半人马座上面级，工作时都有气氢排出
谢谢啊，我还以为是因气态氢气分子小，从储箱内壁材料的分子缝隙溢除来呢。
unnamed089 发表于 2014-12-10 21:14
1，是不是就是说，一个比冲100秒的火箭，意味着消耗一秒消耗一吨燃料则产生100吨推力(简化)，或者说，一 ...
是啊，简单的算法是这样
100吨÷100秒=1吨每秒——这是燃料消耗量
100秒×重力加速度=980米每秒——这是喷流速度
1，是不是就是说，一个比冲100秒的火箭，意味着消耗一秒消耗一吨燃料则产生100吨推力(简化)，或者说，一 ...
是啊，简单的算法是这样
100吨÷100秒=1吨每秒——这是燃料消耗量
100秒×重力加速度=980米每秒——这是喷流速度
lsquirrel 发表于 2014-12-10 16:10
比冲是牛*秒/千克
g=9.8牛/千克或9.8米/秒^2，运动学中常用后者，但是用牛二定律就是前者了
为了地面使 ...
在比冲单位牛*秒/千克化成秒中的g值在地球取9.8，在其它星球发射时，是不是取那个星球的重力加速度值？
齐奥尔科夫斯基火箭公式离开稠密大气层后还能适用吗？
比冲是牛*秒/千克
g=9.8牛/千克或9.8米/秒^2，运动学中常用后者，但是用牛二定律就是前者了
为了地面使 ...
在比冲单位牛*秒/千克化成秒中的g值在地球取9.8，在其它星球发射时，是不是取那个星球的重力加速度值？
齐奥尔科夫斯基火箭公式离开稠密大气层后还能适用吗？
cdxc17 发表于 2014-12-11 19:44
在比冲单位牛*秒/千克化成秒中的g值在地球取9.8，在其它星球发射时，是不是取那个星球的重力加速度值？
...
比冲单位在哪里的“秒”都是除以9.8得到的，这是地球上的工程师使用的工程习惯而已
齐奥尔科夫斯基公式与重力环境和是否有大气无关
在比冲单位牛*秒/千克化成秒中的g值在地球取9.8，在其它星球发射时，是不是取那个星球的重力加速度值？
...
比冲单位在哪里的“秒”都是除以9.8得到的，这是地球上的工程师使用的工程习惯而已
齐奥尔科夫斯基公式与重力环境和是否有大气无关
lsquirrel 发表于 2014-12-11 19:49
比冲单位在哪里的“秒”都是除以9.8得到的，这是地球上的工程师使用的工程习惯而已
齐奥尔科夫斯基公式 ...
以前我还是没彻底理解，现在把 9.8N/kg*s=1s 和 9.8N/kg 放在一起就明白了。
比冲单位在哪里的“秒”都是除以9.8得到的，这是地球上的工程师使用的工程习惯而已
齐奥尔科夫斯基公式 ...
以前我还是没彻底理解，现在把 9.8N/kg*s=1s 和 9.8N/kg 放在一起就明白了。
cdxc17 发表于 2014-12-10 22:21
谢谢啊，我还以为是因气态氢气分子小，从储箱内壁材料的分子缝隙溢除来呢。
氢气连做氢气球的橡胶这么薄的材料都透不出来，就别说火箭了。。。。。。
谢谢啊，我还以为是因气态氢气分子小，从储箱内壁材料的分子缝隙溢除来呢。
氢气连做氢气球的橡胶这么薄的材料都透不出来，就别说火箭了。。。。。。
cdxc17 发表于 2014-12-10 14:14
假设有一种火箭，发动机工作时间无限长，要发射到距地球38万千米的圆轨道，该轨道的环绕速度1千米/秒。从 ...
还没到38W千米的地方那火箭早就脱离地球引力的束缚飞走了。。。。。。。。
假设有一种火箭，发动机工作时间无限长，要发射到距地球38万千米的圆轨道，该轨道的环绕速度1千米/秒。从 ...
还没到38W千米的地方那火箭早就脱离地球引力的束缚飞走了。。。。。。。。