팔콘 2 차 분리 높이

유인용 우주선 발사 임무를 막 완성한 팔콘 9 호 발사체의 전체 발사 과정을 예로 들어 보겠습니다. 베이징 시간 3 시 22 분에 발사 지휘실에서 발사 버튼을 눌렀을 때 로켓 엔진은 3 시 23 분에 불을 지폈고, 로켓은 하늘로 날아올라 발사대를 떠나 우주로 날아갔다. 발사 2 분 36 초 후 팔콘 9 호 1 급 로켓과 2 급 로켓이 성공적으로 분리되었다. 이때 1 차 로켓과 2 차 로켓의 분리 속도는 3.2km/s 이고 1 차 로켓은 지면에서 약 80km 이다. 1 차 로켓과 2 차 로켓이 분리되면 2 차 로켓 엔진이 불을 붙이고 2 차 로켓과 발사 하중이 예정된 발사 궤도로 계속 날아가는 반면, 1 차 발사체는 즉시 지면으로 돌아가지 않고 관성작용으로 계속 위를 향해 활주하며 최종 활주로는 지면 168 에서 떨어져 있다.

위의 발사 과정을 보면 팔콘 9 호는 2 단 로켓이다. 전체 발사 과정에서 로켓의 최대 비행 속도는 2 단 로켓이 분리될 때의 최소 발사 궤도 속도 7.9 km/s 에 미치지 못했다. 그 로켓은 어떻게 발사 궤도 요구 사항을 완성했습니까?

사실 이것은 로켓의 아버지 치올코프스키의 다단계 로켓 공식부터 시작해야 한다. 이 공식에서 팔콘 9 호 발사체의 속도는 1, 2 차 분리시 로켓 발사 시 추력 M0 과 1 차 로켓이 꺼질 때의 자중 M 1 과 직결된다. M0 대 M 1 의 비율이 높을수록 로켓 분리 속도가 높아지지만 기존 로켓 연료 대비 충격이 낮아질 수 있기 때문이다.

팔콘 9 호 운반로켓에 대해 이야기해보죠. 1 차, 2 차 로켓이 분리될 때의 최대 비행 속도는 1 차 우주의 절반 이상에 불과하지만 1 차 로켓을 버린 후 2 차 로켓 자체가 더 가벼워졌고, 이때 외부 공기는 희박하고 저항력은 적었다. 따라서 2 차 로켓은 최대 추진력이 8 1 톤인 멜린 1D+ 액체 로켓 엔진만 있으면 2 차 로켓의 비행 요구 사항을 충족시킬 수 있다. 팔콘 9 호 발사체의 경우 발사 궤도에 따라 1 급과 2 급 로켓이 적재하는 연료의 양이 다르기 때문이다. 예를 들어 근거리 궤도에서 우주선을 발사하고, 2 급 로켓은 무게가 약 3 톤, 로켓 내부는 연료량 45 톤, 게다가 공간 발사 하중은 약 10- 13 톤이다. 이때 전체 2 급 로켓+우주선의 무게는 58-666 에 불과하다. 2 차 로켓은 진공판 멜린 엔진을 사용하며, 추진력은 8 1 톤으로, 로켓 밀기 비율은 1.33- 1.39 까지 올라간다. 멜린 65,438+0d+액체 로켓 엔진의 진공비충을 3 10S 로 계산하면 2 차 로켓과 발사 하중을 80km 높이에서 3.2km 로 완전히 낮출 수 있습니다. 7.5 km/s 발사 속도 요구 사항 (보조 로켓이 우주 발사 하중에서 분리된 후 우주선은 자체 추력을 통해 정확한 궤도에 진입한다).