为什么古代火箭飞不远

世界公认火箭是由中国人发明的。中国古代火箭的外形图,首次记载于公元1621年茅元仪编著的《武备志》中。古代火箭有箭头、箭杆、箭羽和火药筒四大部分,包含了现代火箭的所有基本元素。不过古代火箭携带的火药量少,火药燃烧产生的气体压力小,而且后端只有一个小喷射口,气体产生的推力不够大,所以箭体飞不远。

有关中国明代群火箭的文献

19世纪末,瑞典人拉瓦尔发明了在蒸汽涡轮机上应用的“拉瓦尔喷管”,后来,这种喷管应用到了航空航天领域,提高了火箭(包括飞机)的推力,实现了超声速飞行。

拉瓦尔喷管由两个锥形段构成,前半部由大变小向中间收缩至一个喉部,叫作收缩段;喉部之后由小变大向外扩张至箭底,叫作扩张段。箭体中的气体受高压流入喷管的前半部,穿过喉部由后半部喷出。这一结构可使气流的速度随喷管截面积的变化而变化,使气流从亚声速到声速,甚至超声速。在收缩段中,燃气运动遵循的原理是:截面小处流速大,截面大处流速小,因此气流不断加速。当到达喉部时,流速已经超过了声速。超声速流体运动时遵循的原理恰恰相反,截面越大,流速越快。在喷气口处,燃气流的速度被进一步加速到2~3千米/秒,相当于声速的7~8倍。气流喷射速度越快,反作用力也越大,这样就产生了巨大的推力。

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