卫星导航(gps北斗):辅助修正轨道(如猎鹰再入时使用gps)。
伺服机构:调整动机喷口方向(如矢量推力技术)。
箭载计算机:处理数据并自主决策(如spacex的飞行终止系统)。
有效载荷(payoad)
火箭顶端携带的任务设备,包括:
卫星:通信、遥感、科研卫星(如北斗导航卫星)。
空间探测器:月球车、火星车(如“天问一号”探测器)。
载人飞船:如神舟飞船、龙飞船(creduap>这章没有结束,请点击下一页继续阅读!
回收与复用系统(现代火箭特有)
着陆腿:猎鹰的碳纤维腿可折叠展开。
栅格翼:再入时调整姿态(如猎鹰的钛合金翼)。
反推动机:垂直降落时减(如“新格伦”火箭的beu动机)。
典型火箭构造对比
|火箭型号|级数|推进剂|特色技术|
|猎鹰|级|液氧煤油(一级)|可重复使用一级、r动机群|
|长征号|级|液氧煤油+液氢|大推力yfoo、低温上面级yfd|
|联盟号|级|液氧煤油+偏二甲肼|成熟可靠,载人射选|
|电子号|级|液氧rp|d打印动机(卢瑟福动机)|
火箭设计挑战
推重比(tdur)>:火箭起飞推力必须大于自身重力。
结构轻量化:每减重kg,可节省数万美元燃料成本。
热防护:再入时箭体承受oo°c以上高温(如星舰的不锈钢隔热层)。
振动控制:动机共振可能摧毁箭体(如“土星五号”的pogo振荡抑制)。
未来展方向
全复用火箭:如spacex“星舰”(starship)目标小时复飞。
核热推进:比冲提高倍(nasa的dra计划)。
空气呼吸动机:组合循环引擎(如英国“佩刀”动机)。
总结
火箭是高度复杂的系统工程,其构造需平衡推力、重量、成本、可靠性。现代火箭通过可回收技术、新型材料、智能控制不断降低成本,未来可能彻底改变人类进入太空的方式。
其他方式:
除了传统火箭,人类进入太空或执行深空探测任务还可以依赖其他多种技术路径。以下是目前已有或正在展的替代方案:
一、非火箭航天射技术
电磁弹射(电磁轨道射)
原理:通过地面电磁轨道(类似电磁炮)将飞行器加至高音(初达马赫),再依靠自身动力进入轨道。
优势:
无需携带大量化学燃料,射成本大幅降低。
可高频次射(理论每天数十次)。
挑战:
需长加轨道(数十公里)和瞬时巨大能量(核能或级电容)。
飞行器需耐受极高过载(>og)。
案例:
nasa的“磁层极光全球探测卫星”(agic)计划曾试验电磁辅助射。
中国航天科工集团提出“腾云工程”,研究电磁弹射结合空天飞机。
太空电梯
原理:通过碳纳米管缆绳连接地球静止轨道(万公里)与地面,轿厢沿缆绳爬升运送载荷。
优势:
理论上成本可降至火箭的(约ookg)。
可连续运输,无射窗口限制。
挑战: