火箭推力越大,體積就會越大,有沒有辦法突破這個瓶頸?
看到美國、俄羅斯的重型火箭那麼大,就感覺人類遨遊太空渺茫,要想讓人類可以在太陽系內暢遊基本不可能,想到太陽系之外就更不可能,那得體積大到什麼程度才行?所以我想問一下,有沒有可能不讓火箭推力與體積成正比例增長?讓大推力火箭小型化?
謝邀。
「有沒有可能不讓火箭推力與體積成正比例增長」,實際上,如果火箭推力與體積成比例增長,還算好了。火箭在發動機工作期間獲得的速度增量是齊奧爾科夫斯基公式,即v = v0 ln(m0/mk),其中v為速度增量,v0為噴流相對火箭的速度,m0和mk分別為發動機工作開始和結束時的火箭質量。你看,是對數增長,比正比例還慢。這意味著,化學火箭前景有限,即使把整個地球的燃料都燒掉,也進步不了太多。不搞出可控核聚變,人類別想飛出太陽系。
謝藍星人邀。然而,你個59再怎麼魔改還是五對負重輪,你還想上天打飛機?
汝等藍星人搞的這些化學火箭,越是加大推力,燒油就越狠,要維持足夠的推進時間,就需要更大的燃料缸。其中,燒液氫的火箭尤為明顯,燃料密度只有每立方米70公斤,相對於燒煤油需要體積更大的燃料缸,有時你不能做得太長,只能做寬,但也不能做得太寬,否則增加運輸的困難。比如圖上這是汝等藍星某島國研發的H-2B的一級火箭,相對A型增加了一台LE-7A發動機,直徑也從4米加寬到5.2米。
現階段的化學燃料火箭大概就是諸如此類的套路,除非汝等藍星人類開發出能量密度超高而且推力夠大的推進方式,否則基本上都是要麼越造越粗(日本H-2A/B),要麼就是越造越長(獵鷹9號),要麼就是越捆越多(俄羅斯的安加拉火箭)。最終還是體現在成本上。所以,還是希望汝等藍星人早日在推進技術上有所突破,否則也就只能越造越粗,越造越長,越捆越多。
能量守恆。
你要獲得那麼大的動能必然要消耗掉超過它的化學能。
所以一方面大家在找能量密度更高的燃料,一方面在尋找其它的推進方式。
現有工質就不可能,要麼換無工質發動機、要麼找新的推進劑,要是指望靠化學染燃料,真的是燒了整個地球也跑不了多遠
從一般意義上來說,火箭屬於「工質發動機」
換句話說,任何工質發動機都無法擺脫帶的工質越多,自重越大的困境。
分級火箭就是面對這種困難的權宜之計,用脫落的燃料罐來減少不必要的自重,增加運載量。
首先,除了工質發動機,太陽帆也是可以選擇的動力來源方式。
其次,工質發動機的性能會隨著技術的提高而提高。
最後,你說的瓶頸是工質發動機的原理瓶頸,這個可沒辦法突破。
除非你搞出來「慣性抑制器」之類的逆天玩意。。。。。
載荷越大,燃料需求越大,燃料越多,自重越大,這種惡性循環避免不了。化學火箭就這樣,核火箭也差不多,那麼,想避免……
我推薦巴薩德衝壓發動機
實名反對@IKAROS Kirishima的答案,手動滑稽
現階段沒有,但是個人感覺比較靠譜的還是以洛倫茲力為來源的等離子推進陣列,但是現階段的等離子推進加速度過慢
目前我們的文明還沒有發展到那一步,沒找到合適物資當原料。
一個是發明新燃料,一個是提高能量利用率。提高利用率方面,利用率已經達到85%以上,感覺已經差不多了。而發明新燃料一直是有前景的發展方向。我們從燒木頭到煤炭到石油天然氣到核能,現在火箭用液氫。雖然可控核能說了幾十年也沒實現,但可控核能絕對是最有前景的能源,發明了就可以實現太空航行。
我在玩坎伯拉的時候,因為懶得去算參數,做了一個硬一點的殼,用核彈把它炸上了天。
組合大法好。吸氣發動機比沖比火箭高一個數量級,用空氣動力學載具(造一個3倍音速600噸彈射起飛大轟哈哈)作第一級應該會比土星5號小很多……
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