火箭质量和质量比的关系

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：图13-13 化学火箭的质量构成化学火箭各种构成质量如图13-13所示。初始质量m0与最终质量mf之间的关系式为m0=mpl+ms+mp mf=mpl+ms=m0-mp 质量比MR为火箭运行消耗推进剂后的最终质量mf与初始质量m0之比。这表示对整个航天器来说，质量比MR越小，飞行性能就会越良好。另外，对于多级火箭来说，虽然各级的MR、λ、ε各有不同，但其差异不会很大。通常，1级火箭的质量比MR、推进剂比ζ、有效载荷比λ和结构系数ε的范围为0.05

图13-13 化学火箭的质量构成

化学火箭各种构成质量如图13-13所示。化学火箭的初始质量m₀为有效载荷质量m_pl、推进剂质量m_p、结构体m_s之和。最终质量m_f为初始质量减去推进剂质量的有效载荷质量与结构体质量之和。结构体质量为初始质量减去有效载荷与推进剂质量的质量，包括燃料箱、发动机、喷管、控制装置等火箭发动机的所有组成部分。

初始质量m₀与最终质量m_f之间的关系式为

m₀=m_pl+m_s+m_p （13.29）

m_f=m_pl+m_s=m₀-m_p （13.30）

质量比MR（=1/R）为火箭运行消耗推进剂后的最终质量m_f与初始质量m₀之比。此外，推进剂比ζ、有效载荷比λ和结构系数定义为(https://www.chuimin.cn)

这些变量之间的关系为

化学火箭发动机的优秀性在于能把推进剂比ζ做到多么大，即在于能装载多少推进剂。此外，大的有效载荷比λ和小的结构系数ε为好。在质量比MR不变的条件下，结构系数ε减小时，有效载荷比λ就会增加。这表示对整个航天器来说，质量比MR越小，飞行性能就会越良好。这些变量值与运载火箭的类型有关。另外，对于多级火箭来说，虽然各级的MR、λ、ε各有不同，但其差异不会很大。

通常，1级火箭的质量比MR、推进剂比ζ、有效载荷比λ和结构系数ε的范围为

0.05<MR<0.5、0.5<ζ<0.95、0.01<λ<0.2、0.08<ε<0.5

火箭质量和质量比的关系

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