为啥汽车不装火箭发动机?奥伯特效应!

火箭发动机那么厉害 , 能把人送上月球 , 还能把探测器送到太阳系外 , 为什么 , 汽车和轮船就不尝试使用火箭发动机呢?

为啥汽车不装火箭发动机?奥伯特效应!

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不只是安全问题

可能有人会认为 , 汽车之所以不装火箭发动机 , 一个很大的原因是安全问题 。 确实 , 要是小车都装上火箭发动机 , 在你点火的时候 , 如果后面突然串出一女子 , 结果你一下子就把人家的衣服烧光了 , 你该如何是好?
还有 , 走街串巷 , 尤其是人群密集的大街上 , 你这一喷火 , 想必是遭殃无数 。 所以 , 小车不装火箭发动机 , 安全确实是一个很大的原因 。
然而 , 安全又不是最主要的原因 , 比如各种轮船 , 如果装上火箭发动机 , 在茫茫大海上 , 若真要出什么安全事故 , 估计也就是烤熟几只海鸥 。
那么 , 这么多年过去了 , 是什么原因最终导致各种车、轮船等 , 从不使用火箭发动机呢?奥伯特效应应该是最大的原因 。
奥伯特效应
奥伯特效应是20世纪一个叫做赫尔曼·奥伯特的科学家首先提出来的 。 奥伯特是德国人 , 他被人们视为第一代太空探索领域的先驱者之一 。
为啥汽车不装火箭发动机?奥伯特效应!

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这个效应讲的是 , 对于速度随时间变化的飞行器来说 , 如果要想尽最大可能增加飞行器的动能 , 就需要在飞行器速度最快的时候点燃火箭 。

这讲的到底是啥意思呀?
意思就是 , 如果火箭因为受到引力的缘故 , 速度随时在改变 , 那么 , 当火箭的速度达到最大值时 , 点燃发动机 , 此时 , 燃料对火箭动能的改变最大化 , 这也意味着 , 燃料的利用率也达到了最大化 。
可这是为什么呢?既然火箭发动机的推力都是一样的 , 那什么时候点燃 , 不都是推动火箭前进吗?为什么偏偏要在速度最大时再点燃是最好的?
咱们可以这样思考 , 如果我们把一个小火箭死死地绑在一辆静止的火车上 , 点燃火箭 , 你会看到什么?
你只会看到小火箭无力地把燃料用完 , 火车却纹丝不动 , 现在我们问 , 火箭的推力发挥作用了没?
答案当然是没有 , 因为 , 火箭要想对火车做功 , 火车必须有一个位移S 。 如果我们知道小火箭的推力为F , 那么我们马上就能算出 , 小火箭对火车做的功W=F·S 。
现在 , 我们把火车换成一个在外太空以1米每秒速度飞行的微小卫星 , 把小火箭绑在这枚小卫星上 , 如果点燃小火箭 , 小火箭带来的推力还是F , 现在 , 咱们就点燃火箭 , 我们问 , 在1秒的时间内 , 小火箭对卫星做了多少功?
还是老方法 , 用推力F乘上小卫星在1秒内移动的距离S 。
好了 , 还是上面的小卫星 , 只是它的初始速度是10米每秒 , 当我们点燃绑在它上面的小火箭 , 那么在一秒的时间内 , 小火箭对小卫星做的功将远远大于前者 。 这个很好理解 , 因为功W=F?S , 而当小卫星的初始速度是10米每秒时 , 推力F不变 , 速度越大时 , 在1秒内移动的位移就越大 , 做的功也就越多 。

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