火箭推进器论文选题

应该是这样火箭发动机喷射速度，火箭质量比其实是3个量，即喷射速度v1,火箭总质量M,火箭燃料m,这里的质量比是指m/M,就是燃料占总质量的比重。我们设火箭的速度为简单的说：火箭以一定速度喷出燃料质量，由反作用力原理将火箭推进，根据动量定理有：Mv-mv1=0即得 v=mv1/M,可见v1越大即喷射速度越大，m/M越大即质量比越大，v就越大。当然这是简化了说明的，实际上还要考虑空气阻力做功，燃料在过程中的消耗等因素。

美国加州理工学院“喷气推进实验室”的建立应当归功于该院古根汉姆空气动力学实验室几位富于创新精神的青年人。从1934年开始，该实验室就开始研究高速飞行问题，从而逐渐认识到螺旋桨飞机的先天性缺陷。航空大师冯·卡门的研究生、波兰籍留学生马林纳于是开始研究喷气推进问题。1936年初，在实验室例行的周末学术讨论会上，冯·卡门的助手玻雷作了一场关于火箭推进飞机可能性的报告，报告主要引用奥地利工程师的欧根·桑格尔所做的研究。当地帕萨迪纳的报纸发表了玻雷的文章，很快吸引了两位火箭爱好者帕森斯和福尔曼。这两个人都是自学成才，曾制造过火药火箭。他们一心想试验液体火箭，但觉得力不从心，于是决定找加州理工学院帮忙。1936年2月，马林纳、帕森斯和福尔曼经过讨论后，决定成立火箭研究小组，设计高空探测火箭。不久史密斯和中国留学生钱学森也加入到火箭小组中来。天体物理实验室的阿诺德在加入小组的时候，还捐助了1000美元资金。这样，加州理工学院火箭研究小组基本上初具规模。在进行火箭飞行理论研究的同时，他们因陋就简，制造了一个不带冷却的发动机开展试验，推进剂选择了氧气和甲醇。由于冯·卡门的支持，他们获准可以在实验室里进行小型发动机试验。从1936年10月29日到1937年1月，共进行了多次试验。1938年5月，冯·卡门收到美国陆军航空兵的信函，表示对火箭推进感兴趣，他们又向美国科学院建议用火箭进行飞机助推的研究。1939年1月，美国科学院批准了加州理工学院火箭研究小组关于飞机助推的研究计划。冯·卡门觉得火箭一词在公众心里已名声不好，这样，火箭研究小组被改名为“喷气推进实验室”(即著名的JPL)。加州理工学院“喷气推进实验室”的火箭理论研究、试验研究等方面都取得了丰硕成果，包括研制出美国第一种探空火箭，开展了火箭助推飞机试验，研制出固体推进剂、近程导弹等。20世纪50年代末美国宇航局成立后，“喷气推进实验室”并入宇航局，专门负责深空探测器的研制与运行，成为这个领域顶尖的研究机构。

1903年，齐奥尔科夫斯基发表《用火箭推进器探索宇宙》论文，文中提出火箭公式，从理论 上证明：火箭的速度与火箭发动机的喷气速度成正比；火箭自身的结构质量越小，火箭所 获得的速度越高。这个公式后来被称为齐奥尔科夫斯基公式，也被誉为宇宙航行第一公式，它为宇宙航行奠定了理论基础。齐奥尔科夫斯基还指出，液氢液氧是最理想的推进剂。在当时的工业技术水平上，他还指出，单级火箭达不到宇宙速度，必须用多级火箭接力的办法才能进入宇宙空间。

火箭推进原理 火箭推进理论是航天理论的基础之一。火箭发动机是一种推进工具，它能提供强大动力，使航天器达到所需要的宇宙速度。它的工作是基于直接反作用运动的原理，这一原理特别有利于高速航行。 那么什么是直接反作用运动呢？ 按照牛顿力学基本定律，两个相互作用的物体，其作用力与反作用力总是同时存在，它们的大小相等，方向相反。因此，任何一种移动，广义地说，都是反作用运动。举两个例子：一是轮船，由于船的叶轮作用在水上，水的反作用力使船前进；二是喷气式（飞机）发动机，由于发动机中的燃料燃烧，膨胀的燃气高速向后喷出，发动机便得到与燃气喷出方向相反的推力而向前运动。 以最一般的观点去研究产生推力的现象时，上述两种运动没有任何区别，它们都是在反作用力的推动下运动的。但是，从反作用力产生的特征来看，二者是有区别的：在第一个例子中，发动机本身不能引起运动，它仅是个能源，若船上有发动机而没有叶轮，那么，发动机的功率再大，船也是不能运动的。因此，除了发动机（能源）外，有着一个介于发动机和外界某物体（如本例中的水）之间的中间机构，它与外界某物体相互作用，井承受由此产生的反作用力。这种中间机构，通常称为推进器（如本例中的叶轮）；在第二个例子中，没有中间机构，推力是由燃气对发动机本身的反作用产生的。我们把前一种类型的运动称为间接反作用运动，后一种类型的运动称为直接反作用运动。当然，也有直接与间接反作用运动并存的混合式，如：涡轮螺浆式发动机，发动机能量的一部分传给螺旋浆（推进器），另一部分，则产生燃气流的直接反作用运动。 喷气推进属于直接反作用运动。那么什么是喷气推进呢？将物质以气体喷射的形式从被推进的物体中喷出，这种推进方式称为喷气推进。 喷气推进所喷射的物质叫做推进剂；利用喷气推进产生推力的发动机，叫做喷气发动机。运动时，相互作用的物体，一个是发动机本身，另一个是从它内部喷出的高速气流。高速气流产生的反作用力作用于发动机本身，方向与气流方向相反，这就是推力。 喷气发动机分为两大类： 一是空气喷气发动机，它是利用大气来产生喷气射流的喷气发动机。例如：以大气中的氧气作为氧化剂，燃烧燃料产生燃气射流；或在核子热交换器中加热空气，然后由喷管排出； 二是火箭发动机，它是自身携带全部喷射物质的喷气发动机。例如：带有氧化剂和燃烧剂以产生燃气射流。 火箭发动机所达到的推力和速度远远超过了一般的推进方法。这种发动机不依赖周围介质条件，在空间环境也能工作，这一特点，保证了在不同飞行速度下，发动机产生的推力不受空气接受能力的影响，而是恒定的，这也使得火箭（发动机）所能达到的飞行速度比其它任何类型发动机要高得多；其次，由于是直接反作用运动，没有中间机构，在主要的喷射通道中不存在限制工作温度的运动机构，这就决定了火箭发动机的结构简单，而所产生的推力却很大。