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飛機火箭同時飛行,為什麼控制噴氣速度卻截然相反?
火箭噴口什麼原理
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接觸到這個問題,相信很多人也會有這個疑問。以我們一般的生活經驗,噴氣速度越高推力越大,而且飛機和火箭都是向前飛,這是怎麼回事呢。噴管中的氣流可不會像你想的那樣,發動機的噴口越小,噴氣速度就越低,噴氣壓力就會變大,推力也就增大了,飛行速度會變小。相反,發動機的噴口越大,噴氣速度就越高,噴氣壓力變低,推力隨之減小,飛行速度也就變高了。一般超音速戰機發動機噴氣口越大,噴氣速度就越大,特殊的時候會有一種叫絕熱膨脹的東西,發動機的內部壓力與其噴氣速度會成反比。速度越快,壓力越低。那麼一味地追求速度,會導致氣壓的差異,此時氣流就不會好好的透過噴管,並且功率也有損失。
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當然,如果你反過來做,就是對發動機最好的保養。飛機的起飛需要在短時間內增大速度,就會減小發動機噴口,從而減小噴氣速度以達到高氣壓來使推力變得更大,飛機在達到超音速時,阻力與推力是平衡的,則比衝必須要高,所以增大噴口,形成低速高壓來獲得更大的衝量。
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火箭的發動機的執行環境是全或壓真空狀態,絲毫不受外界氣壓的影響,排氣速度是其唯一的考慮要素,當然是噴口越大越好。常話講,它內部的燃料有限,同等燃料所消耗的能量越大,獲得的衝量也就越大,由於有了地心引力,火箭產生的推力越大,越能在更短的時間進入大氣層之外。這就是為什麼,用一種發動機,會有高空低空兩個型號之分。理論上,只要火箭噴管無限大,那麼衝量也就無限大,但畢竟有現實制約,人們也會找到一個質量與噴管互相合適的度。
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