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太空是真空没介质!就是没有反作用力,航天器靠什么推动向前?

2020-08-19 21:32阅读(96)

太空是真空没介质!就是没有反作用力,航天器靠什么推动向前?:在真空中,只要在同一个物体中喷射出物质,那么物体与被喷射物质之间就会相互产生大小相等、方向

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在真空中,只要在同一个物体中喷射出物质,那么物体与被喷射物质之间就会相互产生大小相等、方向相反的反作用力,这个反作用力叫“惯性力”。

现在在太空中飞行的航天器都是靠这种惯性力推进的。

由于太空中是真空,没有阻力,所以同样尺寸大小的航天器在太空中只需要很小的力,就可以让航天器达到比在大气层中还要快的速度。

这种惯性力,无论是在大气层中还是在太空中都存在,只是在大气层中,由尾气冲击空气所获得的反作用力要比这种惯性力大许多,所以,在一般情况下,像飞机、火箭、导弹等在大气层中飞行时,人们都忽略了这种惯性力的的存在。但是到了太空中时,这种惯性力就成为了唯一的动力来源。

在大气层中,能够明显体现这种惯性力的例子也有很多:

例如,我们射击时,就会强烈地感受到枪的后坐力,这种后坐力就是枪膛在加速子弹头时所产生的惯性力。

再如,各种火炮、坦克炮、舰炮等,在发射炮弹时,也会产生更大的后坐力,这也是跑堂在加速炮弹时所产生的惯性力。

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在太空推动航天器,需用火箭。

火箭自带燃料和氧化剂,点火后,燃料在燃烧室燃烧,生成高温高压的燃气,燃气会急剧膨胀。因为燃烧室只在底部留有喷口,高温高压的燃气只能从喷口喷出,前部和周围都是密封的,阻碍燃气的膨胀,燃气会对燃烧室的侧壁和前部产生巨大的压力。其中,对侧壁的压力是平衡的,不影响火箭的运动状态,燃气对火箭前部的压力就是推动火箭向前飞行的动力。所以,太空中推动航天器飞行,不需要反作用力。

事实上,太空的真空环境对航天器没有阻力,更利于航天器飞行,反倒是在大气层中飞行,要受到空气阻力作用,需要消耗更多的能量。并且,火箭推动航天器在大气层中飞行时,也是利用燃气向前的压力,而不是空气的反作用力。

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谢谢邀请,我早已说过,宇宙中根本就没有真空存在,在宇宙中有一种净气存在,这个净气不含任何物质元素,对物体没有阻力,也没有磨擦力。如果宇宙中的空间是真空的话,那么我们的地球也就不存在了,原因是真空的力有多大,地球的引力又是多大,真空的力要大于地球的引力几万倍不止。可想而知如果太空中是真空的,会把地球撕烂成粉沫。

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太空中缺乏介质,可是火箭飞行的过程中却在不断地喷洒着气体,这不就有了反作用力?航天器靠迅速地燃烧产生急速膨胀的气体,气体向后喷航天器就向前飞,冲量守恒。

航天器大约可以分为两类,一类是装备推进器、靠推进器动力不断加速的运载工具;另一类是由运载工具输送到特定轨道上,正常运行时是无动力的惯性飞行的航天器。运载工具通常需要从地球起飞,因为地球引力庞大,围绕地球运行的航天器若想维持在较为稳定的轨道上就需要在比较高的轨道以脱离地球大气的干扰,并且至少需要达到第一宇宙速度,这时航天器以某一精确角度向地球“坠落”时,才能实现动能和地球重力势能的转换,航天器就一直维持在特定轨道上。

这需要运载工具有非常强的动力,以便将重数百公斤到数吨数十吨的航天器送到轨道并加速到第一宇宙速度。地球引力过于庞大,大气层的厚度以国际航空航天协会的定义也至少有100公里,因此运载火箭都需要配备非常多的燃料,以突破地球庞大的引力和加速航天器。其实算下来,运载火箭绝大多数的质量都是燃料,运载的也主要是燃料,飞行过程中燃料逐渐减少,燃料的喷洒过程中造成飞行器整体质量改变,而这一过程中根据动量守恒定律火箭就得到了加速。

只不过火箭总重很大,所以化学染料燃烧、喷洒的速度就非常快,一般运载火箭的作用只是将航天器输送到轨道上,这个过程只需要短短的十数分钟即可,这使得运载火箭的推动缺乏持续性,因此靠化学燃料无法实现星际航行,星际航行至少得是核能为动力、无工质飞行器产生推进力,这样飞船才具有更小的质量。

航天器正常的运行已经是不需要推进力的惯性运行,是因为初速度达到第一或者第二甚至第三宇宙速度,第一宇宙速度是维持地球轨道的最低速度,第二宇宙速度是进入太阳轨道的最低速度,第三宇宙速度则是能够脱离太阳系的最低速度。因为高空中已经没有大气的影响,而距离天体很远,航天器自身的质量相较于天体很小,引力又和两个天体质量的乘积成正比,和距离的平方成反比,因此航天器受到的引力影响很小,在地球轨道上运行的航天器是靠动能以及相对于地球的重力势能的转换飞行,进入太阳轨道的则是靠自身具备的动能和相较于太阳的势能的转换维持飞行,以此类推。

力的任何作用形式都是作用力和反作用力同时存在的,两者大小相等方向相反,化学能源推动的火箭喷洒着物质,物质获取了向后的速度,火箭就获得了向前的速度,是动量守恒定律的应用。力并不是一定要作用于原本就存在的介质上,完全可以自己创造介质啊,就算分布范围很小扩散也很快,但是能加速飞船这就够了。

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靠动量守恒,航天器一直向后喷出有质量的物质,这样就可以加速了。

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太空是真空的没有介质!就是没有反作用力,航天器靠什么推动向前?这事儿归不归牛顿管?

牛顿第三定律告诉我们,相互作用的两个物体之间的作用力总是大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上。记得在学生时代,同学们自从学了牛顿第三定律,知道了力的作用是相互的了后,就把牛顿的力学的精华发挥到了极致。一个同学捶了另一个同学一拳还说,“力的作用是相互的,我打了一拳的同时你也以相同的力还回来了。咱俩谁也不欠谁的,两清!”

图示:火箭发射

那么航天器在太空中飞行,它的周围没有和它相互作用的物体,哪里来的反作用力推动它呢?其实这事儿也归牛顿管的。我们根据牛顿定律推导出了动量守恒定律。一个系统在不受外力火所受外力之和为零的情况下,这个系统的总动量是不变的。航天器在太空中飞行是不受外力影响的,它的动量是守恒的。航天器燃料的喷射使得航天器的动量在喷射方向上发生变化,那么剩余部分航天器前进方向上的动量也会发生变化的。这时候的航天器就是靠燃料的反冲运动推动向前进的。

图示:飞入太空的宇宙飞船

但是,目前人类科技力量还非常有限。航天器携带的燃料不足以让航天器在太空中飞的更快更远。因此,科学家想了一种办法,让航天器借助于外力来加速。航天器孤零零的在宇宙中飞行,谁能够推它一把呢?是行星。在太阳系中飞行的行星可以借助于行星的引力来让自己加速。当航天器在与行星擦肩而过时,就会获得行星引力的助推。这就像是用弹弓把小石子弹射出去一样。因此我们把这种助推叫做“引力弹弓效应”。

图示:引力弹弓效应

旅行者号太空探测器就是靠着太阳系各大行星引力的助推速度达到了能够飞出太阳系的第三宇宙速度。除此之外,科学家又在研发利用太阳光压的太阳光帆飞船。这种宇宙飞船可以在太空中借助太阳光来加速飞行。

图示:太阳光帆飞船

除了实用燃料和行星引力助推、太阳光压推动航天器外,你还知道哪些航天器新动力呢?一块而聊聊吧!

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谢邀!

首先,航天器在真空中飞行可以不需要动力,加速飞行时才需要动力;

其次,太空中也非绝对真空,只是介质的密度非常小而已。即使有介质时,介质也不是航天器的反作用力,而是其飞行的阻力;

再者,航天器加速飞行的反力是由航天器向后喷射物质产生的。而非空间位置上的介质产生的反力。

总之,航天器在接近真空状态的太空飞行时是靠自身的初速度或惯性力而保持飞行状态的。当航天器需要改变运动速度与方向时,才需要发动机向特定方向喷射物质而获得反力。

有兴趣进一步了解宇宙天体运动规律的朋友们可查阅本人的以下文章











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谢谢邀请。。。也许这就是动能守恒的问题。。。动能守恒,从运动的角度。。。比如,地球绕太阳公转。。。那么,如果从宇宙时间无穷无尽的角度来看的话。。。公转一年,这对人类是一年。。。对于宇宙只是趋近于零。。。那么,对于宇宙来说,地球这一年里,就是量子态的,可以在趋近于零的时间内同时处于运行轨道的任意一点。。。也就是,轨道上量子态叠加。。。是模糊的,当要地球停止转动。。。那么就是从量子模糊状态,转化为静止明确状态,这也许需要外加的能量。。。所以,说为的动能守恒,也许就是,该变量子叠加态需要能量。。。运动物体本身也许并无能量,但是改变它的量子态,需要能量。。。对于宇宙来说,也许时间为零,但是它的空间不为零,物体位置,也是量子叠加态的一个属性。。。反过来。。。如果地球由于某种原因。。。自己停止运动。。。自发的从模糊态,变为明确态,就会释放能量。。。或者说,模糊态,是时间变化率为零,明确态,也就是静止,是时间变化率为无穷大。。。这中间。。。是一个时间产生的过程。。。时间产生了能量。。。?当然,时间变化率为无穷大是不可能的。。。所以,世界上,不可能存在绝对静止的东西。。。绝对零度。。。也许永远也达不到。。。

这个问题也提醒了我。。。我们地球公转一周的时间。。。也就是说“年”,是不是,精确的按我们人类的时间长度,是不是每年有所变化。。。是不是,因为相对于宇宙的快速膨胀,对于宇宙来说,我们意识中的时间度量越来越快的趋近于零,而体现在。。。我们的“年”的精确时间,一直在变大,也就是地球越转越慢?这好比。。。还是长征,25000里变成了50000里,但我们还是50厘米一步,而且还当做时25000里,那么实际上对我们来说,我们走得慢了。。。也就是对我们来说,地球公转得慢了。。。而这慢的比率,体现了宇宙膨胀的比率?

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也可以这样解释,更容易理解,把喷气发动机作为一个密封容器,燃料燃时产生四面八方压力。上下左右相互平衡,不产生推力。但后方穿了个孔喷出气体,后方决少了容器壁,没有了气体压力。前后压力不平衡,前方容器壁受到压力,成为前进推力。

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谁说太空无介质,太空有磁电效应,太空有光触媒,等等很多高能介质,这些物质都不需要空气,照样在不断产生效应能量,否则太空解析死了一般,不会有任何物质运动。