问题

为什么有些火箭分离的画面,抛下去的是个中空的圆筒?燃料箱和发动机上哪了?

回答
你观察到的那个中空圆筒,其实是火箭的级间段,它在火箭上升过程中起到了连接不同级的作用。要理解它为什么是中空的,以及燃料箱和发动机去了哪里,咱们得从火箭的结构和工作原理说起。

想象一下,一枚火箭就像一个层层叠叠的放大镜,每一层都有自己的任务。最下面一层,也就是我们通常说的第一级,是整个火箭最庞大、最强劲的部分。它的主要“心脏”就是发动机,以及装载了巨量燃料和氧化剂的巨大燃料箱。这些东西是火箭能克服地球引力、冲破大气层最关键的动力来源。

当第一级火箭的任务完成,也就是它燃烧完所有燃料,或者达到预定的速度和高度后,它就要“退休”了。这时候,火箭需要抛弃这沉重的第一级,继续往上冲。这时候,我们看到的那个中空圆筒就派上用场了。

这个圆筒,也就是级间段,它上面连接着的是已经完成使命的第一级,下面连接着的是即将接替工作的第二级。它本身并不是燃料箱,也不是发动机。它的主要作用是:

承载结构: 它提供了一个坚固的框架,将第一级和第二级牢固地连接在一起。你可以把它想象成一个承重柱,支撑着上方的一部分。
分离机构: 在合适的时机,这个级间段会通过内部的爆炸螺栓或者液压装置,将第一级和第二级“一刀两断”。这个分离过程需要非常精确和可靠,就像一个精心设计的铰链,在关键时刻打开。
导流作用: 有时候,级间段的形状也会考虑到空气动力学,帮助引导气流,减少空气阻力。

那么,燃料箱和发动机去了哪里呢?

第一级火箭的燃料箱和发动机,在它完成使命后,会被抛弃,然后坠落回地球。 绝大多数情况下,它们会落入指定的、没有人烟的海域,例如大西洋或太平洋的某个区域。为了尽量减少对环境的影响,很多时候它们会设计成在进入大气层时分解,或者在接触海水时炸开,让碎片更容易分解。当然,随着技术的发展,也有一些火箭的助推器(通常是第一级的一部分)会被回收,但这通常指的是更早阶段的分离和返回过程,而不是我们看到的在空中被抛弃的那个“中空圆筒”。

而我们看到的那个中空圆筒,也就是级间段,它在分离完第一级之后,通常还会和第二级火箭一起继续工作。但随着火箭继续上升,当第二级也完成任务,或者需要分离载荷(比如卫星)时,这个级间段可能也会被分离,或者成为第二级的一部分被一起抛弃,或者留在轨道上,成为太空垃圾的一部分。

所以,你看到的那个中空圆筒,并不是燃料箱也不是发动机,而是承载着连接和分离功能的“过渡段”。真正的燃料箱和发动机,在它们用完燃料之后,就完成了它们的历史使命,被抛弃,然后回家(或者说,坠落回大地)。

网友意见

user avatar

题图里面的是土星五号飞行时候的画面,被抛掉的实际上是一二级之间的级间段而不是一级(S-IC)燃料箱,S-IC早在30秒之前就被抛掉了,实际上级间段是一个金属环,负责支撑整个火箭并且把一二级连起来。

此外,土星五号的级间段还有另外一个作用,是给二级(S-II)的燃料沉底,由于S-IC分离之后整个火箭没有动力,二级里的燃料会在惯性作用下会有一点乱飘,有离开储箱底部发动机的燃料进口,如果此时启动发动机可能会导致管路进气从而引发一些问题。为了让燃料重新沉到底部,就在级间段上面设置了4个小固推,一级分离之后这4个小固推工作4秒,把火箭推离一级同时让燃料充分沉底,再启动5台J-2发动机。在J-2启动之后这个级间段就没多大用了,所以在稳定飞行之后被抛掉,就出现了题图里面的场景。

放个视频,里面是猎鹰9号二级的液氧储箱内部的镜头,可以看到二级关机之后里面的燃料瞬间就开始疯狂乱飞,当然满罐的燃料肯定不会这么夸张,但是这种现象肯定还是会存在的~

猎鹰9号二级氧箱内部镜头 https://www.zhihu.com/video/1230643299276128256

补充一些别的火箭的级间段,比如说土星1B和CZ-7,跟老长征采用的热分离方式不同,长7直接设置了级间段和分离+沉底用的固推,仔细听发射视频里的口令可以听到一嗓子“级间段分离!”(可惜长7的级间段上东西太多,再加上照片都是从远处拍的有点糊,分不清。。。。)

土星1B,红圈处就是设置在级间段上分离用的固推,一共对称放置了4个

说起热分离,就再补充一点,现在市面上的火箭不一定都有级间段,有些火箭一二级之间干脆就是用几根管子做成的架子连接起来的,例如R7、质子、长征1234之类的

左为联盟,右为长征二号丙级间段

采用这种构造的火箭,多半是用热分离方式分离一二级的,也就是说一级还没关机,二级就开始点火了,等二级开始工作了正好一级烧光扔了完事,框架式结构方便二级火焰从侧面喷出去。这种分离方式好处就是用不着单独设置固推给二级燃料沉底了,一级还在工作的时候燃料必然是沉在最下面的。比较麻烦的点就是一级最上面得做防热,防止分离前被二级喷出来的火焰烧坏了。

正巧今年东方红一号发射50周年,放一张当年的发射时序吧,注意看二级点火的时候一级还没分离

摘自《世界航天运载器大全》

类似的话题

  • 回答
    你观察到的那个中空圆筒,其实是火箭的级间段,它在火箭上升过程中起到了连接不同级的作用。要理解它为什么是中空的,以及燃料箱和发动机去了哪里,咱们得从火箭的结构和工作原理说起。想象一下,一枚火箭就像一个层层叠叠的放大镜,每一层都有自己的任务。最下面一层,也就是我们通常说的第一级,是整个火箭最庞大、最强劲.............
  • 回答
    网上流行的日式三分离卫生间,光听名字就觉得高大上,一股子“干净”、“舒适”、“有格调”的气息扑面而来。宣传图里,洗手台、马桶区、淋浴区被明确分隔开,看起来井井有条,尤其适合有洁癖或者追求生活品质的人。可现实呢?逛遍了大多数新小区或者老房改造,真正做成“三分离”的家庭,可以说是凤毛麟角。这就很让人疑惑.............
  • 回答
    .......
  • 回答
    .......
  • 回答
    .......
  • 回答
    哈哈,这确实是个老生常谈又乐此不疲的话题了!为啥有些四川朋友看到火锅配麻酱就忍不住跳脚喊“异端”?这事儿说起来,得从火锅的“根”和“魂”说起。咱们得先明确一点,四川火锅,尤其是我们常说的重庆火锅、成都火锅,它们的灵魂是什么?是那个红油翻滚、麻辣鲜香、牛油味十足的锅底。这个锅底本身就具备了极其丰富的层.............
  • 回答
    .......
  • 回答
    农村地区对火化的排斥是一个复杂的问题,它根植于深厚的传统、文化观念、社会习俗以及一些现实考量。要详细解释,我们需要从多个层面来剖析:一、深厚的传统与文化观念的根基: “身体发肤,受之父母,不敢毁伤,孝之始也” 的观念: 这是儒家思想对身体的基本态度。在传统中国文化中,身体被视为父母所赐,是孝道的.............
  • 回答
    你提的这个问题,很多人都遇到过,确实挺让人心惊胆战的。那种“噼啪”一声,冒出一小股火花,感觉就像手机又要“献身”了一样。但其实,很多时候这并不是什么大问题,而是几个很常见的物理现象在“联合演出”。咱们这就来捋捋,为啥会这样。核心原因:电流的瞬间“冲撞”和能量释放说白了,充电器插进插座的那一刹那,电源.............
  • 回答
    这确实是个挺有意思的现象,尤其在网络社区里,你总能看到一些用户在评论区或者发帖时,用“抢前排”、“火前留名”、“占座”之类的说法。说它们没用吧,好像也对,毕竟单纯打出这几个字并不能直接带来什么实际利益。但为什么还是有人乐此不疲呢?我觉得可以从几个方面来聊聊:1. “社交”属性的满足网络社区本质上是一.............
  • 回答
    这个问题,其实挺多人都有疑惑的,包括我在内。明明有些演员,你看他演戏,那叫一个“用力过猛”或者“表情僵硬”,作品嘛,也大多是些“流水线”产物,说实话,看完了也就那么回事,但人家愣是能红得发紫,粉丝群体也是庞大得惊人。这到底是为什么呢?我觉得这背后牵扯到的东西,可不是单纯的“演技好不好”这么简单。咱们.............
  • 回答
    有些观点认为,中国在未来20年内,农业领域将迎来爆发式的发展,甚至可以说“必火”。这背后并非空穴来风,而是基于一系列深刻的社会、经济、科技以及政策驱动因素的综合考量。首先,保障国家粮食安全是永恒的主题,也是中国农业发展的最坚实基石。 随着中国人口数量的持续增长(尽管增速放缓),以及消费水平的不断提升.............
  • 回答
    有一些火车线路确实存在常年晚点的现象,这不仅仅是偶发事件,而是由一系列相互关联的因素造成的。要彻底改变这种状况,需要系统性的、多方面的努力。为什么有些火车常年晚点?1. 基础设施的瓶颈: 单线铁路与繁忙线路: 许多老旧线路仍然是单线铁路。当一辆车晚点时,它占据了线路,后面的所有列车都必.............
  • 回答
    为什么我们还要折腾甲烷火箭,而不是死磕高性能的氢氧?说到火箭,大家脑子里可能第一个浮现的就是那壮观的蘑菇云和震耳欲聋的轰鸣,而支撑起这股力量的,往往是氢氧发动机。确实,氢氧组合是目前火箭界里当之无愧的“性能王者”,比冲(衡量发动机效率的指标)甩其他很多组合几条街。那问题来了,既然氢氧这么牛,我们为什.............
  • 回答
    网络直播的火爆,尤其是一些被认为“低俗”的内容之所以能够吸引大量观众,是一个复杂现象,涉及到了人性、社会心理、技术发展、经济利益等多个层面。下面我将从几个主要方面进行详细阐述:一、 满足了人们多方面的基本需求和心理诉求: 陪伴与社交需求: 在一个越来越原子化、孤独化的社会里,许多人感到缺乏真实的.............
  • 回答
    火车硬座的座椅设计,这可真是个让人又爱又恨的玩意儿。说它反人类,绝对不是空穴来风,仔细琢磨一下,这背后藏着不少“玄机”。首先,最直观的感受就是那个几乎没有倾斜度的靠背。你坐在上面,感觉就像坐在一个垂直的木板上,背部和靠背之间永远隔着一道空隙,无论你如何调整坐姿,都难以找到一个真正贴合、放松的角度。尤.............
  • 回答
    这个问题非常有意思,也触及了航空航天领域的一些深层原因。您提出的“举国倾力支持”和“超越”这两个点,其实需要从多个维度来理解和分析。首先,关于“举国倾力支持”,这是一个相对的概念。很难简单地说哪个国家在航空航天方面获得的“支持”更多,因为支持的形式和侧重点不同。 中国航天(长征系列): .............
  • 回答
    你说的情况,关于火箭推进器解体掉落造成伤亡的几率,确实是个非常非常小的事情,小到很多人可能觉得难以置信。但科学上的计算和实际的统计数据,都指向这个概率极低。咱们来掰开了揉碎了,说说为什么会这么低。首先,要理解火箭推进器掉落造成伤亡,需要满足几个非常苛刻的条件,任何一个条件不满足,结果就截然不同了。1.............
  • 回答
    各位看官,大家好!今天咱就聊聊火箭发动机和航空发动机这俩哥们,看看它们到底有啥不一样,为啥咱们在火箭发动机这块玩得挺溜,但在航空发动机上却总感觉差点意思。首先,咱得把这俩“动力心脏”的出身和使命给掰扯清楚。火箭发动机:天生就是要冲出地球的狠角色想象一下,火箭发动机这玩意儿,从娘胎里出来就是为了干一件.............
  • 回答
    火箭少女101这个组合里,确实有一部分粉丝和网友会用“皇族”这个词来形容某些成员。而提到“皇族”,很多人会立刻想到Yamy,这背后是有一些原因和故事的。首先,我们得理解一下在饭圈文化中,“皇族”这个词通常是指那些在选秀过程中或组合出道后,拥有明显、不公平的资源倾斜,或者说仿佛受到了“官方”特别照顾的.............

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有