為什麼火箭發動機不做在頭部?
噴射口做在頭部的話,發力點始終在箭體的前方,火箭前進方向和箭體方向始終是一致的,這樣永遠都不用擔心火箭的姿態調整問題了,回收火箭也不用擔心火箭會摔倒
我知道題主要的火箭長的什麼樣,在遊戲里有這樣設計的,只在遊戲里看的話,這種火箭是可以用的,發大型設備用這種火箭效果不錯:
但實際情況是,這種火箭頂部的結構要求非常結實才行,因為火箭發動機推力太大,不加鋼筋的話就變成這樣了:
然後頭重腳輕,就變成這樣了:
遊戲里的鋼筋在現實中是不存在的,因為沒有哪種材料能做到那麼結實。
現實中不用的原因就是:
1. 火箭會解體。
2. 火箭會倒。
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很多人還是沒看明白,再解釋一下:
因為發動機在頂部,發動機必須在火箭的外面,至少是不能跟火箭本身直接相連的(不管是掛在頭頂還是像我截圖裡的伸在外面),發動機在外面就必須有支架跟火箭本身連接。
問題就出在這個支架上,大型火箭的推力極大,尤其是一級發動機,如果支架不結實,火箭就會散架(像我截圖裡的那樣)。所以捆綁式火箭的捆綁的助推器一般都不大。
其次就是重心的問題,發動機在下面(發動機很重),重心也在下面,推力和重心的距離很近,如果有側向的漂移,力矩會很小,不容易傾覆。
如果發動機在上面,燃料受重力作用一直都在下面,火箭的實際重心是在中間位置,推力與重心的距離就遠了,因為距離遠,同樣的側向漂移會產生更大的力矩,這種情況下火箭極易傾覆。
其它回答里給的發動機前置例子裡面,可以總結為幾類:
1. 輕型火箭,火箭不存在解體的問題;
2. 推力的實際作用點與重心的距離很近(竄天猴、RPG的重心都在前面);
火箭的設計目標是要有更大的推力(有效載荷)以及更可靠的發射,以目前的人類技術來說,發動機放在底下火箭的可靠性會更高一些。
最後,特別推薦我截圖裡的這個遊戲(見截圖窗口標題欄,中文名叫坎巴拉太空計劃),如果是航天愛好者一定要玩一下,玩這個遊戲以後可以學習到很多實際的航天知識(不開作弊的情況下)。
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不考慮結構和可靠性的問題的話,遊戲里可以把火箭設計成大餅的類型,推力大並且容易設計。(註:遊戲里所有設備的可靠性都是百分百,零件不會有故障,現實情況是火箭的可靠性並不高,大餅火箭可以參考蘇聯的N1火箭)
題主的想法非常正確,火箭之父戈達德早期的火箭確實就是按照你的方案設計的。
戈達德火箭的燃料箱在後部,分別通過兩個管子送到前方的發動機上。
噴口在前面有一個非常大的優點,就是重心靠後,非常穩定,這對於早期連陀螺儀都沒有的火箭來說是非常重要的。而且噴射焰流可以為後面的儲氣瓶加熱,有點自生增壓的味道。
(理論上推力中心和重心重合最穩定,但是火箭燃料快速消耗,是沒有固定重心的)
當然火箭大了以後焰流的問題也大,而且這很明顯會增加不必要的結構。後來戈達德發明了火箭用的導航陀螺儀,把發動機改到尾部了。
題主想要這個?能飛是沒問題的,但是怎麼分級,載荷放哪裡?
RPG的火箭增程噴口就做在頭部
有的呀
二戰時候,德國的一些火箭炮的火箭就是裝在頭部的
一個是尾焰溫度太高,特別是後面的固態火箭,溫度都有2k以上,對箭體燒蝕的厲害
一個是噴口要分布在箭體周圍,需要推力非常均衡,不然,一邊大一點,火箭就會偏航
一個是噴口要分布在箭體周圍,箭體會反彈一些推力,推力有損失
推力分量
首先要保證沿軸線向下噴氣,這樣能量才不會被浪費在其他方向,如果放頭部,發動機一定要外伸才能沿軸向噴氣,無疑增大了迎風面積,況且外伸還要應對懸臂的扭矩,這個扭矩還會很大,怎麼看都不合適。
另外,朝頭部的液體發動機供油的話相當於逆重力以及慣性力方向,需要巨大的增壓泵,非常不划算。
相比之下,放尾部只需要調姿噴口就行,況且發動機噴口還可以設計成矢量的。
放頂上的叫逃逸塔
前置前驅火箭?
為什麼人的腳不長在頭部
那尾焰會不會燒掉火箭中段?
1.在頭部對箭體燒蝕嚴重;
2.控制效率低;
3.火箭分多級,用掉就扔,最上面肯定越輕越好。
可參考火箭為什麼要分級,單級火箭可以入軌嗎?
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