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导读
端午假期,周炳红老师出游不忘冲出地球事业,两级水火箭发射,成功进入预定轨道。水无需变油,秒杀液氢液氧,一级二级连带有效载荷,全部顺利回收。
部分评论:                                                                         
一剪你就笑:
这个有点厉害,感觉绑上川宝宝都可上太阳了
社-会-主-义-铁-拳:
这个分离好帅
弗_乌里扬诺夫:
袁老师:感谢周老师送的火箭
精彩呈现:                                                                         
端午假期,周炳红老师出游不忘冲出地球事业,两级水火箭发射,成功进入预定轨道。水无需变油,秒杀液氢液氧,一级二级连带有效载荷,全部顺利回收。
周老师的同事、邻居、北斗总师也亲临发射现场~~但由于天气原因,发射窗口过窄。电闪雷鸣,所有人员安全撤离中关村发射场,下次发射时间待定! 
听了中国航天祖传BGM,网友们纷纷开梗。。中关村光学跟踪正常!B站遥测信号正常!开心的同时,大家还关心这样几个问题:这个水火箭和运载火箭有什么异同?级间分离是怎么做到的?水火箭还有哪些挑战值得我们去玩、去探索?
先看水火箭的工作原理,有一点和运载火箭是相同的,它们都是往下喷射物质,从而获得向上飞行的力量。只不过火箭是高压喷火,水火箭,其实也就是水箭,是高压喷水。还有一个问题就是,水火箭大概1公斤重,推力估计也是几公斤,而我们国家长征5号火箭用的液氧煤油发动机,推力高达120吨,这是怎么做到的?
上图就是火箭推力产生的简单原理示意图。发动机内部压力高,外面压力低,简化后就是有一个压力差。压力差乘以特征面积(大于喉部面积,小于喷管出口面积),就可以得到推力。我们的水火箭通过气筒打气加压到4个大气压,压力差就是3个大气压(30万帕),喷管出口面积大约1平方厘米(万分之一平方米),这样推力就是30牛顿,也就是3公斤力。长征5号一级火箭的液氧-煤油发动机,液氧煤油在燃烧室燃烧,产生高温高压,压力达到180个大气压,喷管直径大于1米。压力差比水火箭大60倍,推力比水火箭大4万倍。可以推出特征面积比水火箭大700倍。
国内玩过水火箭的人,估计高达数十万(淘宝上水火箭卖家就有几百个),但玩过多级水火箭的人很少。所以很多网友纷纷提问,二级水火箭是如何实现空中分离的?分离时序如何实现?
二级水火箭的结构如上图所示,包括一级火箭、二级火箭、降落伞和空中分离器。其中,多级水火箭空中分离器由单向阀、软管、带密封圈的连接器组成。二级水火箭的喷嘴挤压插入到软管中,就实现了两级水火箭的连接。详细的级间分离器安装讲解参见下方视频:
级间分离是由一二级火箭的压力差实现的。火箭起飞前,两级火箭只装部分水,留有一段空气,用气筒打气,压力增加到4个大气压。由于单向阀的连通作用,这时一二级火箭压力差为0。起飞后一级火箭先工作,喷水,气体压力减小。这样一二级火箭压力差逐渐加大,超过软管的挤压摩擦力时,一级火箭被二级火箭的高压作用推出,从而实现分离。也就是说,分离时其实是二级火箭把一级火箭挤出去的。
最后,来围观一下地球上最强的水火箭吧,这家伙的名字叫 Ascension III(该词本意就是:上升、升高。真直接啊~),由南非开普敦大学的团队制作。它在2015年创造了世界纪录,飞行高度达到惊人的830米,接近2个上海东方明珠电视塔(东方明珠高度468米)。从最高点看下去是下面这样的。http://cnwaterrocket.com/?cat=9
希望在不久的将来,我们中国人可以打破这个纪录。。。
背景简介:文是【科技袁人】“你问我端午节干什么?当然是围观“火箭”发射啦”视频节目的内容介绍,视频发布于2020年6月25日(https://www.bilibili.com/video/BV14V41167ya)。
责任编辑孙远
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