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    火箭延時攝影(夜間拍攝火箭發(fā)射的參數(shù))

       2023-02-13 03:00:12 admin1720
    核心提示:1. 夜間拍攝火箭發(fā)射的參數(shù)據(jù)有關專家介紹,航天發(fā)射是一項極其復雜和龐大的系統(tǒng)工程,飛船發(fā)射時機的選擇要考慮到各種各樣可能影響到發(fā)射的因素,其中,氣象因素往往是最關鍵最直接的決定性因

    1. 夜間拍攝火箭發(fā)射的參數(shù)

    據(jù)有關專家介紹,航天發(fā)射是一項極其復雜和龐大的系統(tǒng)工程,飛船發(fā)射時機的選擇要考慮到各種各樣可能影響到發(fā)射的因素,其中,氣象因素往往是最關鍵最直接的決定性因素。在綜合考慮判斷的基礎上,最終確定下來的一天中的某一個時間段會作為飛船發(fā)射的時機,這個時間段被稱為“發(fā)射窗口”?!  吧裰邸碧栵w船的發(fā)射窗口之所以選擇在夜晚而不是白天,最重要的原因是便于飛船發(fā)射升空時,地面的光學跟蹤測量設備易于捕捉到跟蹤目標。道理很簡單,在漆黑的夜空中,噴射著火焰向太空飛行的載有飛船的火箭非常顯眼和突出

    2. 拍火箭發(fā)射用什么鏡頭

    現(xiàn)在各國發(fā)射火箭時,幾乎無一例外地都是從10開始倒數(shù),而這起源于一部科幻電影——《月球少女》。這部電影拍攝于1961年,該片的導演弗里茲·朗格在火箭發(fā)射的鏡頭中設計了“10……3、2、1,發(fā)射”的倒數(shù)發(fā)射程序,這一程序引起火箭專家們的興趣。此后,倒數(shù)計時發(fā)射程序就被普遍采用了。

      火箭發(fā)射除了最后的10秒倒計時,還有最后2小時、1小時、30分鐘、20分鐘等倒計時,目的都是為了提醒、協(xié)調(diào)火箭各個系統(tǒng),最后確認所有準備工作是否無誤,系統(tǒng)表現(xiàn)是否正常。一旦發(fā)現(xiàn)問題,及時排除隱患,甚至停止發(fā)射。

      雖然倒計時是國際通用做法,但國內(nèi)國外略有不同,國內(nèi)火箭發(fā)射倒計時口令是“10……3、2、1,點火,起飛”,國外的倒計時口令是“10……3、2、1,發(fā)射”。

      這個小小的區(qū)別是由于國內(nèi)外的發(fā)射機制不同,我們國家的火箭發(fā)射倒計時是點火倒計時,火箭點火后,會有短暫幾秒的一個間隙,尤其是新一代運載火箭,這個間隙時間會更長。而國外的火箭發(fā)射倒計時是起飛倒計時,火箭可能在倒計時數(shù)到3時,就已經(jīng)點火了,所以一般倒計時的最后一個數(shù)話音剛落,火箭就已經(jīng)飛出去了。

    3. 火箭發(fā)射拍攝技巧

    衛(wèi)星發(fā)射拍攝并不復雜,如果是遠距離拍攝的話捕捉非常方便,如果是近距離拍攝的話,用高速攝影機就可以了,火箭自身也安裝有攝影機,沒次火箭發(fā)射都有預定軌道,這是需要大量精確計算得出的,這里面涉及到很多方面,你只需要明白,著就跟火車在鐵軌上行使是一個道理就可以,只不過火箭的軌道是看不到的

    4. 火箭發(fā)射攝影

    神舟六號飛船發(fā)射升空的壯觀景象吸引著眾多關注的目光。

    然而,如果稍加留心,人們也許不難從電視畫面或是攝影圖像中發(fā)現(xiàn),火箭在托舉飛船飛離發(fā)射塔架騰空而起時,身上在不斷地掉落一些碎片。那么,飛船發(fā)射時為什么會掉落碎片呢? 據(jù)航天發(fā)射專家介紹,進入10月份以后,我國北方的大部分地區(qū)開始頻頻受到冷空氣的影響,氣溫明顯下降。位于西北戈壁深處的酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,早晚溫差加大,夜間氣溫已達到零度以下?!伴L征二號F”型運載火箭的測試發(fā)射理論溫度是零下20攝氏度,但是,低溫可能導致某些產(chǎn)品出現(xiàn)低溫效應,如密封件失效、電纜插頭接觸不良、輸送管路堵塞等故障,這些都有可能成為發(fā)射時的致命“殺手”。為了盡可能減小低溫對火箭發(fā)射造成的不利影響,往往會在火箭測試發(fā)射過程中采取一些保溫措施,例如,吹熱風、套防寒服、電燈泡照射及貼泡沫塑料等。其中,在火箭箭體上貼泡沫塑料是最常用也最簡便的一種辦法。神舟五號飛船發(fā)射時就曾經(jīng)采取了這種措施,實踐證明是經(jīng)濟有效的?;鸺c火升空后,大氣的劇烈摩擦會將這些泡沫塑料從箭體上剝離下來,這就成了人們看到的從火箭身上掉下的碎片

    5. 拍攝火箭發(fā)射 參數(shù)

    任何一次飛行器軌道變化(速度變化)或者多次軌道變化都遵循如下公式:

    ΔV = Ve*ln(m0/m1)

    其還可以寫成如下方式:m1 = m0*e^(-Δv/ve)或者 m0 = m1*e^(-Δv/ve) 或者1- (m1/m0) = 1-e^(-Δv/ve)

    其中:

    1)m0 是火箭加速前的純質(zhì)量總合,即初始總質(zhì)量(該質(zhì)量指,不含火箭可能攜帶的彈頭或者衛(wèi)星等附加設施,僅為火箭自身各種子系統(tǒng)的總和)。

    (后文中所有初始總質(zhì)量都是指火箭純質(zhì)量的總合)。

    2)m1 是火箭加速后的純質(zhì)量的總和。

    3)ve 是火箭排氣速度(火箭噴射速度),該速度與時間、地球重力加速度。

    4)Δv 是火箭加速后速度與加速前速度的差值,它是對由且僅由火箭發(fā)動機產(chǎn)生的加速度求時間的積分得來。

    5)1- (m1/m0)是質(zhì)量分率(質(zhì)量比重)。

    請注意,如上公式是在理想狀態(tài)下的推導結(jié)果,換句話說,實際過程中,在重力加速度和各種干擾力的聯(lián)合作用下,Δv 通常并不是如上公式計算所得。

    這個公式,也可以通過求動量守恒公式:mdv = vedm 的積分得來。 其中:

    dm 是火箭由于加速所消耗的質(zhì)量(即用于產(chǎn)生 Δv 的質(zhì)量,在公式推倒中,常常由于其實消耗質(zhì)量故在 dm 的前面加上“-”號。)

    誠然,上面的火箭方程經(jīng)過極端的簡化,并不適用實際的火箭飛行當中,但是其仍然表述了火箭飛行物理學中火箭方程式的精華。此外,需要特別指明的是,該方程在宇宙的無重力狀態(tài)下,卻顯得相對精確,而 Δv 也是其中最重要的參數(shù),尤其在航天飛行器軌道變換中,顯得格外重要。

    很明顯,為了達到較大的 Δv,我們可以通過給與較大的 m0 (隨 Δv 的增長以指數(shù)形式增長)或者,較小的 m1,或者 較大的 ve,或者它們聯(lián)合的作用獲得。而在實際應用中,我們通過使用:大型運載火箭來增加 m0;對火箭分級來減小 m1;更先進的發(fā)動機來增加 ve,來實現(xiàn)取得為了達到獲得較大的較大的 Δv 的目的。美國在阿波羅登月計劃中使用的土星五號就是一個很好的例子。在太空中,所使用的離子推進器是另一個基于上述原理的從而達到遠距離無人推進的例子。

    火箭方程式,顯示了參數(shù) m1 并不是隨時間變化而是隨 Δv 使做隨指數(shù)消減。Δv 所對應的半指數(shù)消減等于 

    。

     
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