为啥汽车不装火箭发动机?奥伯特效应!( 二 )


所以 , 咱们得出的结论是 , 同样的火箭发动机 , 用它去推动飞行器 , 那么 , 飞行器的初始速度越大时 , 火箭发动机的效率就越大 。 这就是奥伯特效应 。
为了让更多的人懂得这个原理 , 咱们不妨再深入一些 。
用1N的力持续地推动一个重1千克的篮球 , 每秒钟篮球增加的速度为1m/s , 当篮球本来的初速度是2m/s时 , 那么1秒钟后 , 篮球的速度应该是3m/s , 此时 , 篮球增加的动能为(3*3-2*2)/2=2.5焦耳 。
但是 , 当篮球初始速度是10m/s时 , 1秒钟后 , 它的速度将达到11m/s , 增加的动能为(11*11-10*10)/2=10.5焦耳 。
瞧 , 同样是1N的推力 , 作用在低速的篮球上时 , 1秒钟内推力给篮球增加的动能是2.5焦耳 , 但是 , 但是作用在稍高一点速度时 , 增加的动能却是10.5焦耳 , 前后相差4倍多 。
低速物体使用火箭发动机不明智
经过上面的简单验算 , 相信我们已经清楚了 , 那就是低速物体使用火箭发动机是十分低效的 , 低速?低速到什么程度?咱们可以往极端想 , 当低速到速度等于0时 , 火箭的效率就是0.
不管飞行器的速度是多少 , 火箭发动机产生的推力是始终不变的 , 在这种情况下 , 即使飞行器纹丝不动 , 但是火箭还是在产生推力 , 只不过效果是0 。 火箭发动机要想产生效果 , 必须由飞行器实际移动的距离来体现 , 既然要有距离来体现 , 那么在这种情况下 , 移动的距离越大 , 火箭发动机的效率也就越大 , 可怎样才能在一定的时间内移动最大的距离呢 , 答案是 , 当飞行器处在速度最大时 。
这就是为什么 , 小车和轮船为什么不使用火箭发动机的原因 , 因为小车和轮船的速度很低 , 使用火箭发动机不是说不可以 , 而是 , 燃油的效率将十分低下 。
别说是小车和轮船 , 就是飞机 , 使用火箭发动机也是一种比较低效的行为 。
然而 , 飞机有不同 , 具体又有一些区别 。
【为啥汽车不装火箭发动机?奥伯特效应!】比如客机 , 速度目前都在音速以下 , 所以 , 客机使用的是涡扇发动机 。
但是到了高空 , 当速度达到超音速时 , 用低涵道比的涡扇发动机就比较有效率 。

为啥汽车不装火箭发动机?奥伯特效应!

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为什么在高空超音速的时候 , 涡喷会更有效率?因为涡喷发动机虽然不是火箭发动机 , 但是有点类似 , 其主要动力来自于高温燃气向后喷射 。
既然这样 , 那么 , 在好几倍音速时 , 没有外涵道的涡喷发动机岂不是就更有优势 , 是的 。
为啥汽车不装火箭发动机?奥伯特效应!

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为啥汽车不装火箭发动机?奥伯特效应!

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从以上发动机 , 我们可以轻易看出 , 飞行器速度越高 , 其使用的发动机就越接近火箭发动机 。 所以 , 对于低速交通工具如汽车、轮船等 , 除非是在极其特殊的场合 , 否则 , 现在和以后都不太可能大面积使用火箭发动机 。

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