¿Qué leyes utilizamos para establecer el modelo matemático de la fórmula de velocidad del cohete de primera etapa?

¿Qué leyes utilizamos para establecer el modelo matemático de la fórmula de velocidad del cohete de primera etapa? La descripción es la siguiente:

¿Utilizamos la ley de conservación del impulso para establecer la velocidad? Modelo matemático de la fórmula de velocidad del cohete de primera etapa.

Supongamos que la masa total restante del cohete es m. Según la ley de conservación del momento: mdv+vcdm=0, entonces dv=-(vc/m)dm. Después de la integración, el lado izquierdo. va de 0 a v, y el lado derecho va de M+ P a M, por lo que v=-vc*ln[M/(M+P)]=vc*ln[(M+P)/M].

El propósito de los cohetes

Los cohetes son actualmente el único medio de transporte que puede permitir que los objetos alcancen velocidades cósmicas, superen o escapen de la gravedad de la Tierra y entren en el espacio cósmico. La velocidad de un cohete se obtiene por el trabajo del motor del cohete.

Ya en 1903, Tsiolkovsky derivó la fórmula de velocidad ideal para un cohete de una sola etapa: V=ωLnMo/Mk, que es la fórmula de Tsiolkovsky. ω es la velocidad del chorro del motor, Mo y Mk son la masa inicial del cohete y la masa del cohete cuando el motor se cala (cuando se agota el propulsor). Mo/Mk se llama relación de masas del cohete.

Se puede ver en esta fórmula de Tsiolkovsky que la velocidad del cohete es proporcional a la velocidad del chorro del motor, y aumenta con el aumento de la relación de masa del cohete, es decir, cuando Como la masa de el motor disminuye, la velocidad del cohete aumenta. Incluso si se utilizan los propulsores de hidrógeno líquido y oxígeno líquido de mejor rendimiento, la velocidad del chorro del motor sólo puede alcanzar 4,3~4,4 km/s.

Por lo tanto, un cohete de una sola etapa no puede enviar objetos a la órbita espacial. Se deben utilizar cohetes de varias etapas para completar la misión de lanzamiento espacial, es decir, se utiliza un cohete basado en el principio de retransmisión para enviar los objetos. nave espacial en órbita espacial.

La estructura de un vehículo de lanzamiento

Ya sea un vehículo de lanzamiento sólido o un vehículo de lanzamiento líquido, ya sea un vehículo de lanzamiento de una sola etapa o un vehículo de lanzamiento de múltiples etapas, sus componentes principales incluyen el sistema estructural (también conocido como estructura del cuerpo del cohete), el sistema de la planta de energía (también conocido como sistema de propulsión) y el sistema de control. Estos tres sistemas se denominan sistemas principales del vehículo de lanzamiento y la confiabilidad de los sistemas principales afectará directamente el éxito o el fracaso del vuelo del vehículo de lanzamiento.

Además, existen algunos sistemas que no afectan directamente al éxito o fracaso del vuelo del vehículo lanzador sino que están compuestos por equipos embarcados y equipos terrestres, como sistemas de telemetría, sistemas externos de medición balística, Los sistemas de seguridad y los sistemas de puntería esperan.