为什么在发射火箭的时候,需要耗费这么多的燃料?
我们知道火箭的推出时需要用作氧化剂,但大约21%的大气层由氧气制成,为什么我们不能直接在空中使用氧气?事实上,主要原因是大气层可以提供足够的高氧来支持火箭发动机等高能量系统或强爆炸物。例如,为土星的第一阶段提供电力的F-1火箭发动机,每秒消耗1789千克。在海平面上,需要1383立方米的空气,每秒得到这么多氧气。如果空气中的氧气完全不足。加上79%的空气不是氧气,其余的空气将是高能量的燃烧,需要大量的氧气。
因此,不可能以非常快速的速度从空气中从空气中向五个火箭提供足够的氧气以燃烧燃料。最关键的是空气稀释为高度。在最初的20,000英尺高度(土星火箭的高度只有55倍,空气密度将落在4%的空间到空间,而空中的氧气也会下降。当然,有些人会问火箭可以问火箭从空中没有足够的氧气,喷射机如何飞?在效率方面,喷气发动机在空间发射火箭上具有巨大的优势。它们可以在任何高度和速度巡航中花费大部分时间,这是抵抗和燃料经济性之间的最佳折中。他们不必去太空,所以他们不需要加速到20个马赫,不需要爬到氧气供应。这意味着它们可以以足够慢的速度取氧,然后使用空气的质量来促进氧气。
着名的Rolls-Roystrerent 1000燃气轮机风扇产生285-331杆(64100-74400)的推力,约占固定的F-1火箭发动机的4%。为此,它可以每秒吸入1.25吨空气(900立方米),但只有一小部分被压缩,与燃料和燃烧混合,并且其余的是发动机的反应质量推动推力。这样的发动机只需要每分钟15-20加仑的喷射机,这需要大约400-600加仑的空气,空气易于从滑动和压缩机供电。与火箭不同,它们的推力几乎没有喷射排气。相比之下,排气用于转动涡轮机,而涡轮机驱动大型风扇,风扇在空气中快速进入。