在看到火箭发射之后,你可能会思考火箭燃料是由什么制成的。确切来说可能有两种燃料被用在火箭上。燃料可以被分成液体燃料和固体燃料。使用固体燃料,这必须有燃料和氧化剂来制造固体燃料火箭。氧化剂是燃料燃烧时所需要的化学品。
由于太空没有大气压,火箭不得不自己携带燃料和氧化剂。最常见的固体燃料是铝。为了让铝燃烧,这些固体燃料火箭使用高氯酸铵作为氧化剂。为了让它们产生化学反应,铝和高氯酸铵通过另一种称为粘合剂的化合物结合在一起。当把它们混合在一起的时候,燃料会轻微的带一些橡胶的黏稠度。
这些橡胶物质最后被装入壳中。随着燃料的燃烧,热量和能量会导致火箭内部升温。水蒸气和气体喷射出火箭,导致火箭被推向天空。你会发现火箭上的许多助推器都使用固体燃料。这是这种燃料寿命短,燃烧速度非常快。而主发动机更可能用的是液体燃料推动。液体燃料发动机由液氧和液氢组成。液氢作为燃料而液氧作为氧化剂。
值得一提的是,氧化剂是帮助燃料燃烧的。氢需要是液体而不是气体的形式,这是为了在火箭上拥有更小的罐。气体很轻,所以这可能需要一个更大的罐来容纳氢气,而不是容纳液体氢气。液态氢和氧被释放到发动机中,在那里它们开始结合用以产生水,就像固体燃料一样,水蒸气产生了能量和蒸汽。
蒸汽的释放让火箭向上移动。为了让火箭从地面进入太空,火箭既需要固体燃料也需要液体燃料。你可能会想,火箭可以只带液体燃料,因为液体燃料更高效而且在燃烧的时候能给更多的推力。然而,只有液体燃料的话需要一大罐的燃料,固体燃料能使火箭升空,增压器从火箭上掉下来使火箭更轻,然后燃烧液体燃料使太空向上继续移动。
因此,火箭燃料可以被分成固体燃料和液体燃料,火箭发动机和助推器携带燃料和氧化剂。对于固体燃料来说,组成成分是铝和高氯酸铵。对于液体燃料来说,组成成分是液态氢和液态氧。当他们结合后,燃料释放水,让火箭离开地面。
火箭(来自意大利链“梭芯”),是从火箭发动机获得推力的导弹。譬如航天器、飞机以及其他车辆。火箭发动机排气完全由之前在火箭内携带的推进器形成。火箭发动机是通过行动和反应起作用,并且通过高速排出相反方向的排气就能讲火箭推向前方,因此它可以在空间得到真空中工作。
事实上,火箭在太空中比在大气层里更高效。多级火箭有能力获取逃逸速度,因此可以实现无限的最大高度。与空气发动机相比,火箭重量轻,功能强大,能够产生大的加速度。为了控制它们的飞行,火箭依靠动量,翼型,辅助反应引擎,万向节推力,动量轮,排气流的偏转,推进剂流动,旋转或重力。
火箭用于军事和娱乐的用途至少可以追溯到13世纪的中国。直到20世纪才发生了重大的科学变化,行星际和工业用途。当时的火箭是太空时代的支撑技术,包括踏上地球的月球。火箭现在用于烟花、武器装备、弹射座椅、人造卫星运载火箭、人类太空飞行以及空间探索。
只要你有100元经费就做KNSU火箭燃料,找一家化玻仪器店。买一罐硝酸钾和一个蔗糖这两样是必须的,一罐硫磺是次要的,一个250毫升烧杯、石棉网、三脚架、酒精灯、酒精、玻璃棒。
配方一:硝酸钾63%、食用白糖27%、硫磺10%
配方二:硝酸钾72%、糖24%、硫磺4%
配方三:硝酸钾745%、糖255
配方四:硝酸钾60%、糖40%、
配方五:硝酸钾68%、硫磺9%、铝粉9%、木炭14%
糖加硝酸钾就是KNSU火箭燃料,常用KNSU制法分为重结晶和热熔铸两种。建议初学者选用热熔铸法。
一、热熔铸法制KNSU的简要步骤:
1、准备成型的模具;
2、称量药品;
3、将糖放入烧杯,油浴法加热;
4、加热糖至完全融化;
5、在加热糖的同时另起火将硝酸钾预热至110℃左右;
6、将预热过的硝酸钾加入到完全融化的液态糖里,并充分搅拌。为保证安全,此步骤应在熄灭酒精灯的情况下进行。
7、搅拌均匀后趁KNSU成品未固化之前将柔软的成品倒入事先准备好的模具里压实成型。
8、冷却后即是制备好的KNSU药柱。如暂时不使用,需讲制备好的药柱放在干燥剂环境中保存。
二、重结晶法制KNSU的简要步骤:
1、准备成型的模具;
2、称量药品;
3、将称量好的药品放进容器,加入适量水;
4、将容器使用盐浴加热至105℃左右;
5、加入少量玉米糖浆或者2~3ml5052或5020胶水作为增塑剂;
6、保持温度在105~110℃,不停搅拌至水分蒸发完毕,直至材料进入共溶状态;
7、取黄豆大小一点KNSU,在瓷碟上压平,冷却后当可以折断时,就说明燃料已经合格了;
8、将成瓶KNSU倒入准备好的模具里压实成型;
9、冷却后即是制备好的KNSU药柱。如暂时不使用,须将制备好的药柱放在干燥剂环境中保存。
硝酸钾是主要,如果要制作无糖的火箭燃料就用加水凝固烘干磨碎法。如果制作有糖和有其他物质的那几个配方的就要用重结晶法制法。
希望你能成功,一定要注意安全哦。
去太空!火箭靠什么飞上天?
“地球是人类的摇篮,但人类不会只生活在摇篮里,而将不断探索新的天体和空间。有一天我们一定会脱离引力的束缚,成功飞往太空。然后,我们会一步步地征服整个太阳系,并在其他星球开辟新的家园”——康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基(1875-1935)
上世纪初,莱特兄弟发明飞机,实现了人类在空中飞翔的梦想。但是,飞机可以在大气层中飞行,却不能飞到大气层外,我们只有使用火箭发动机,才能将人类送上大气层以上的外太空。
航空和航天最大的区别就是使用的发动机不同,航空使用航空发动机,航天使用火箭发动机。航空发动机,自身只需要携带燃料,通过燃料和空气中的氧气进行化学反应,产生的能量就可以推动螺旋桨或喷气发动机,实现大推力,在天空中飞翔。
随着大气层高度的增加,空气密度越来越低,外太空没有氧气供发动机使用。所以,火箭发动机除了使用燃料外,它自身还携带了氧化剂,不依赖于大气层中的氧气就可以实现独立飞行,这是进入太空的基本条件。
火箭起源于中国,古代黑火药是由木炭、硫磺和硝酸钾组成。木炭和硫磺承担了燃料的角色,硝酸钾则提供了作为氧化剂的功能。
明朝时期的一位官员万户,试图将自己绑在椅子上,在椅子上也绑了多个火箭,想要飞上天空,虽然这些火箭将他炸得粉身碎骨,但是他成为人类第一位尝试利用火箭飞上天空的先驱。因此,月球背面的一座环形山也以万户的名字来命名,也成为中国的骄傲。
上世纪初,俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基,提出了利用运载火箭将人类送上比大气层更高的外太空。火箭工程上广泛使用的齐奥尔科夫斯基公式,也是由他提出的。
从地球飞入外太空,要达到环绕地球的第一宇宙速度,约78公里每秒。再加上地球有稠密的大气层,所以我们要飞到它100-200公里以上,才能进行绕地飞行。因此,一般来讲火箭的速度要达到95公里每秒,称之为速度增量,才能实现进入太空并绕地运行。
那么,如此之高的速度,即便人类的科学技术也很难达到,康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基为了解决这个问题,提出了利用多级火箭的设想。
也就是,在第一级运载火箭的推进剂消耗殆尽以后,将这级火箭抛掉,第二级火箭继续工作,每一级火箭用完了以后依次抛掉。因此,火箭质量改变,火箭就可以不断地加速,最终实现高速度。因此,利用多级火箭进入外太空,实现环绕地球运行。
在齐奥尔科夫斯基后,德国奥伯特以及美国戈达德等人,发明了人类第一种液体火箭发动机,这些先期的工作为人类进入太空奠定了基础。
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