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真空中的火箭推进 - II
9.17
在太空中,火箭通过燃烧燃料并排出燃烧后的气体来实现加速。火箭的运行遵循动量守恒定律。从火箭排出的气体具有与火箭运动方向相反的动量。
此处,喷出气体的质量等于火箭损失的质量。将等式两边同时除以 dt 并重新整理,可得到火箭加速度的表达式。
对于恒定的喷气速度,随着火箭质量的减小,其加速度持续增加。质量和加速度的乘积即为飞行过程中的推力,该推力取决于排出气体的速度和燃烧速率。
重新整理力的方程,并对火箭速度方程在初始和最终边界条件下进行积分,可推导出理想火箭方程。
当燃料质量占火箭初始质量的绝大部分时,即质量比 mi 与 m 之比尽可能大时,火箭将达到最大速度。
火箭的运动遵循动量守恒原理。 火箭动量的变化量与喷射气体的变化量相同(但符号相反)。 随着时间的推移,火箭的质量(包括剩余燃料的质量)不断减小,速度不断增加。 因此,动量守恒原理被用来解释火箭运动的动力学。 理想的火箭方程给出了火箭燃烧掉一定质量的燃料时所经历的速度变化,这会减少火箭的总质量。 该方…