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“火箭模型”与真实火箭的不同之处

【摘要】:
火箭模型对学生来说是一个较安全与不昂贵的方法来学习力学原理与火箭受到外力时的反应。学生也可以从中学到一些关於火箭的原理与性能。我们来比较真实火箭与火箭模型这两者的相同与不同之处:  为了避免混淆,以下的“真实火箭”指一般运送人或物品进入太空中的运载火箭;而“火箭模型”则指的是模型实验小火箭。  火箭模型在飞行时受到四种力:重力,推力,升力与阻力。同样的,火箭在大气中飞行时也是受到这四种力的影响。但
  火箭模型对学生来说是一个较安全与不昂贵的方法来学习力学原理与火箭受到外力时的反应。学生也可以从中学到一些关於火箭的原理与性能。我们来比较真实火箭与火箭模型这两者的相同与不同之处:
  为了避免混淆,以下的“真实火箭”指一般运送人或物品进入太空中的运载火箭;而“火箭模型”则指的是模型实验小火箭。
  火箭模型在飞行时受到四种力:重力,推力,升力与阻力。同样的,火箭在大气中飞行时也是受到这四种力的影响。但当火箭飞离大气层后,因空气作用而產生的空气作用力(指升力与阻力)的影响就转弱了。空气作用力的强弱受空气密度的影响,而空气密度随著高度递减,在大气层外缘的时候趋近於零。对火箭模型来说,整个飞行过程皆处於低层的大气裡,空气作用力(指升力与阻力)成為影响火箭模型飞行的重要关键。
  在动力飞行的阶段火箭与火箭模型都需要靠推进系统飞行。火箭模型有各种各样的小型固体火箭引擎可使用。也有些大型业余火箭模型是用液体引擎或是混合式引擎,但这是给较有资历与经验的业余火箭制造者,在这里不会讨论。火箭则有可能使用固体或液体引擎。通常在火箭飞行的第一分钟使用“捆绑“在火箭上的固体引擎,而在接下来的飞行过程以及第二节火箭上使用液体引擎。对火箭模型来说,燃料只占了整体重量的一小部份(通常是10-15%)。对火箭来说,燃料则占了整体重量的大半部分(通常是80-85%)。会有这样差异的原因之一,就是火箭模型引擎工作的时间非常短暂,通常不会超过两秒钟。真实火箭的引擎可能要燃烧十分鐘以便进入地球轨道。