火箭为什么不用kj?

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首先要说明的是火箭发动机也有着推力单位KJ的计量,但是这个单位的使用不是在地面,而是在空间中。因为根据牛顿定律可知,物体的受力=物体的质量*加速度。在空间中(真空状态),由于不存在阻力,因此产生的推力大小实际上等同于火箭发动机的喷气质量乘以喷气速度(速度即加速度)。所以航天界用单位时间的喷气质量(即喷气速率,一般用kg/s计量)与喷气速度的乘积来衡量发动机的大小,单位为KJ。这种计量方式在火箭发动机中叫“真空推力”。

其次,因为火箭发射要经过大气层,在大气层中会受到阻力的作用,而阻力的大小跟喷气的速率和速度有关,因此在大气层中火箭发动机的推力是小于真空推力的。在航天界就叫“地面推力”,一般以牛顿进行计量。这里我们就可以知道,为什么我国的液氧煤油发动机的地面推力仅为120吨(1176KN,地球重力加速度取9.8),但是真空推力高达140吨(1372KN)。

最后,我们知道了地面推力和真空推力之间的关系,就能推算出我们常说的两种推力之间的关系应该是20KN左右(即地面推力的20%左右)。大家可以在网上找到很多火箭发动机的推力的详细数据,根据这一关系就能判断出自己所看到的火箭发动机的推力是地面推力还是真空推力。

我们平时所说的火箭发动机的推力一般指的就是地面推力,单位是KN或者说“吨”,而航天界常用的推力计量单位是kN。

另外,需要特别指出的是火箭在发射时,因为推力要克服自身重量,实际有效推力要小于额定推力,比如长征五号起飞时的总推力是1060吨,但是有效推力只有约1050吨,而其起飞重量就是约870吨。

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