三级火箭模型 PPT
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中国航天长征五号遥三运载火箭航天PPT模板
“胖五”
大火箭有大梦想 大型运载火箭 —长征五号
“胖五”
大火箭有大梦想 大型运载火箭 —长征五号
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胖五
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长征五号近地轨道25吨左右的运载能力
已位居世界前列
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大火箭有大梦想 大型运载大型运载火箭 —长征五号
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大火箭有大梦想 大型运载火箭 —长征五号
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长征五号遥三运载火箭 新年快乐元旦新年快乐元旦
12月27日20时45分，长征五号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场点火
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908天的等待之后，我国新一代大型运载火箭 长征五号迎来第三次发射任务。
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火箭 PPT课件 北师大版
特点：功率巨大，不仅可以在 高空飞行还可以飞出大气层。 多级火箭可以作为星际航行的
运载工具！
多级火箭：
制导与控制系统
三级火箭的每一级 都像一支独立的火箭。 先点燃第一级火箭，引 燃第二级火箭(脱落)， 第三级火箭开始工作.
动力系统
三级火箭像接力赛一样， 都是在前一级的速度基 础上再加速。比单级火 箭优越得多。
2火箭的工作原理：
火箭的工作原理是什么？ 它是如何运行的？
运行flash
火箭的发射过程：
1、火箭升空，开始程序转弯。 2、火箭继续飞行，抛掉逃逸塔。 3、抛助推器。 4、火箭一级二级分离，整流罩分离。
5、展开帆板飞船按预定轨道环绕地球飞行。
6、二级发动机关机，随后船箭分离。
7、轨道舱与返回舱分离。 8、推进舱与返回舱分离。
目前，我国长征系列运载火箭已研制成功7个 型号。
长征1号
长征二号C型 长征三号A型 长征三号B型 长征三号C型
长征四号B
谢谢！
•
11、失败不可怕，可怕的是从来没有努力过，还怡然自得地安慰自己，连一点点的懊悔都被麻木所掩盖下去。不能怕，没什么比自己背叛自己更可怕。
•
12、跌倒了，一定要爬起来。不爬起来，别人会看不起你，你自己也会失去机会。在人前微笑，在人后落泪，可这是每个人都要学会的成长。
•
10、有些事想开了，你就会明白，在世上，你就是你，你痛痛你自己，你累累你自己，就算有人同情你，那又怎样，最后收拾残局的还是要靠你自己。
•
11、人生的某些障碍，你是逃不掉的。与其费尽周折绕过去，不如勇敢地攀登，或许这会铸就你人生的高点。
宇宙速度flash
有效负荷 第1级火箭
第2级火箭
第3级火 箭
运载工具！
多级火箭：
制导与控制系统
三级火箭的每一级 都像一支独立的火箭。 先点燃第一级火箭，引 燃第二级火箭(脱落)， 第三级火箭开始工作.
动力系统
三级火箭像接力赛一样， 都是在前一级的速度基 础上再加速。比单级火 箭优越得多。
2火箭的工作原理：
火箭的工作原理是什么？ 它是如何运行的？
运行flash
火箭的发射过程：
1、火箭升空，开始程序转弯。 2、火箭继续飞行，抛掉逃逸塔。 3、抛助推器。 4、火箭一级二级分离，整流罩分离。
5、展开帆板飞船按预定轨道环绕地球飞行。
6、二级发动机关机，随后船箭分离。
7、轨道舱与返回舱分离。 8、推进舱与返回舱分离。
目前，我国长征系列运载火箭已研制成功7个 型号。
长征1号
长征二号C型 长征三号A型 长征三号B型 长征三号C型
长征四号B
谢谢！
•
11、失败不可怕，可怕的是从来没有努力过，还怡然自得地安慰自己，连一点点的懊悔都被麻木所掩盖下去。不能怕，没什么比自己背叛自己更可怕。
•
12、跌倒了，一定要爬起来。不爬起来，别人会看不起你，你自己也会失去机会。在人前微笑，在人后落泪，可这是每个人都要学会的成长。
•
10、有些事想开了，你就会明白，在世上，你就是你，你痛痛你自己，你累累你自己，就算有人同情你，那又怎样，最后收拾残局的还是要靠你自己。
•
11、人生的某些障碍，你是逃不掉的。与其费尽周折绕过去，不如勇敢地攀登，或许这会铸就你人生的高点。
宇宙速度flash
有效负荷 第1级火箭
第2级火箭
第3级火 箭
初中物理《火箭》(共20张) PPT课件 图文
25、没什么好抱怨的，今天的每一步，都是在为之前的每一次选择买单。每做一件事，都要想一想，日后打脸的时候疼不疼。 26、运气是努力的附属品。没有经过实力的原始积累，给你运气你也抓不住。上天给予每个人的都一样，但每个人的准备却不一样。不要羡 慕那些总能撞大运的人，你必须很努力，才能遇上好运气。
谢谢！ 学妹给我打电话，说她又换工作了，这次是销售。电话里，她絮絮叨叨说着一年多来工作上的不如意，她说工作一点都不开心，找不到半点成就感。 末了，她问我：学姐，为什么想 找一份 自己热 爱的工 作这么 难呢？ 我问她上一份工作干了多久，她 说不到 三个月 ，做的 还是行 政助理 的工作 ，工作 内容枯 燥乏味 不说， 还特别 容易得 罪人， 实在不 是自己 的理想 型。 我又问了她前几份工作辞职的原 因，结 果都是 大同小 异，不 是因为 工作乏 味，就 是同事 不好相 处，再 者就是 薪水太 低，发 展前景 堪忧。 粗略估计，这姑娘毕业不到一年 ，工作 却已经 换了四 五份， 还跨了 三个行 业。 但即使如此频繁的跳槽，她也仍 然没有 找不到 自己满 意的工 作。 2 我问她，心目中理想型的工作是 什么样 子的。 她说， 姐，你 知道苏 明玉吗 ？就是 《都挺 好》电 视剧里 的女老 大，我 就喜欢 她样子 的工作 ，有挑 战有成 就感， 有钱有 权，生 活自由 ，如果 给我那 样的工 作，我 会投入 我全部 的热情 。 听她说完，我尴尬的笑了笑。 其实每一个人都向往这样的成功 ，但这 姑娘却 本末倒 置了， 并不是 有了钱 有了权 有了成 就以后 才全力 以赴的 工作， 而是全 力以赴 工作， 投入了 自己的 全部以 后，才 有了地 位名望 钱财。 你要先投入，才会有收获，当你 真正投 入做一 件事后 ，会明 白两件 事：首 先你会 明白， 把一件 事认认 真真做 好，所 获得的 收益远 大于同
谢谢！ 学妹给我打电话，说她又换工作了，这次是销售。电话里，她絮絮叨叨说着一年多来工作上的不如意，她说工作一点都不开心，找不到半点成就感。 末了，她问我：学姐，为什么想 找一份 自己热 爱的工 作这么 难呢？ 我问她上一份工作干了多久，她 说不到 三个月 ，做的 还是行 政助理 的工作 ，工作 内容枯 燥乏味 不说， 还特别 容易得 罪人， 实在不 是自己 的理想 型。 我又问了她前几份工作辞职的原 因，结 果都是 大同小 异，不 是因为 工作乏 味，就 是同事 不好相 处，再 者就是 薪水太 低，发 展前景 堪忧。 粗略估计，这姑娘毕业不到一年 ，工作 却已经 换了四 五份， 还跨了 三个行 业。 但即使如此频繁的跳槽，她也仍 然没有 找不到 自己满 意的工 作。 2 我问她，心目中理想型的工作是 什么样 子的。 她说， 姐，你 知道苏 明玉吗 ？就是 《都挺 好》电 视剧里 的女老 大，我 就喜欢 她样子 的工作 ，有挑 战有成 就感， 有钱有 权，生 活自由 ，如果 给我那 样的工 作，我 会投入 我全部 的热情 。 听她说完，我尴尬的笑了笑。 其实每一个人都向往这样的成功 ，但这 姑娘却 本末倒 置了， 并不是 有了钱 有了权 有了成 就以后 才全力 以赴的 工作， 而是全 力以赴 工作， 投入了 自己的 全部以 后，才 有了地 位名望 钱财。 你要先投入，才会有收获，当你 真正投 入做一 件事后 ，会明 白两件 事：首 先你会 明白， 把一件 事认认 真真做 好，所 获得的 收益远 大于同
2023物理九年《火箭》ppt
长征三号
长征三号是在长征二号的基础 上发展起来的三级火箭，可以把1600公 斤的有效载荷直接送 入地球同步转移轨 道。长征三号充分继承了已有长征火箭 的成熟技术，它的一、二级发动机采用 长征二号丙的一、二级发动机，三级则 采用世界上最先进的液氢/液氧发动机。 长征三号是我国 首次使用液氢/液氧发 动机的火箭。为了解决液氢/液氧发动机 的高空二次启动等技术难题，负责 火箭 设计的中国运载火箭技术研究院在正式 发射前进行了。
作为发射地球同步轨道卫星的 备份方案火箭，上海航天局自1979 年起用了10年的时间研制 成功了长 征四号火箭。它的3级全都采用常温 液体推进剂（四氧化二氮与偏二甲 肼）。1988年9月 7日，长征四号在 太原发射中心成功发射了我国的第一 颗试验气象卫星；两年之后，长征四 号又 一次成功发射了气象实验卫星。
推动火箭做功时，把内能转化为机械能。
再见
• 喷气式发动机分为空气喷气发动机和火箭喷气发 动机。前者只携带燃料，它需要利用外界空气来 助燃，飞行高度受一定限制。后者本身带有燃料 和氧化剂，不需要依靠外界空气来助燃，因此， 飞行高度不受限制。
火箭的结构
• 现代的火箭使用的燃料多为液体燃料。 液体燃料火箭主要由燃料箱、氧化剂 箱、输送装置、燃烧室和尾部喷口组 成。输送系统按时按量地把燃料和氧 化剂输送到燃烧室中，最初用电火花 点燃，产生高温、高压气体，随后进 入燃烧室内的燃料和氧化剂，由于燃 烧室内的温度已高，从而可以自行燃 烧。燃烧产生的气体已很大的速度从 喷口喷出，同时对火箭产生很大的反 冲推力，使火箭前进。
火箭的起源
• 火箭的起源在中国， 火箭是我国古代的重 大发明．
• 例如宋代的神火飞鸦 等．
现代火箭
• 现代火箭的原理与古代火箭的原理相同． • 火箭工作的能量转化：燃料的化学能转化
第五节火箭_课件
十四、在返回舱再入大气层后，着陆场地 面雷达站和测量站跟踪捕获目标，测量返 回轨道，预报返回舱着陆点。在约10公里 高度时，返回舱抛撒舱盖，拉出引导伞和 辅助引导伞。
谢 谢！
第十章
第五节
能及其转化
火箭
教学目标：
（1）通过学习了解火箭的工作原理，了 解火箭是喷气式发动机的一种.
（2)了解现代火箭的构造和特点，了解 多级火箭是星际航行的运载工具.
自主学习任务： • 1、火箭的原理是什么？能量怎样 转化？ • 2、喷气式发动机分哪两种？各自 特点是什么？ • 3、火箭的构造包括什么？ • 4、简述火箭的工作过程。 • 5、现代火箭的特点是什么？
二、一切准备就绪后，火箭一 级发动机及4个助推器同时点 火 。 三、火箭升空，开始程序转弯。 四、火箭继续飞行，抛掉逃逸塔。
五、助推器分离。 六、火箭一级二级分离，整流罩分离。
七、二级发动机关机，随后船箭分离。
八、飞船入轨。入轨后，飞船捕获地球，建立轨 道运行姿态，展开太阳电池帆板并对太阳定向。
制导与控制系统 有效负荷
三级火箭的每一级都 像一支独立的火箭。发射 时先点燃第一级火箭，几 分钟后这级火箭的燃料烧 尽自动脱落，同时引燃第 二级火箭，第二级火箭燃 料烧尽后也脱落，第三级 火箭开始工作，直到把卫 星、飞船等送到预定轨道。
第3级火箭 动力系统 第和运载火箭在技术厂房按垂 直组装和垂直测试的一系列程序完成 技术准备工作后，整体垂直运输到脐 带塔，并进行最后的功能检查。
九、飞船按预定轨道环绕地球飞行。
十、轨道舱与返回舱分离。
十一、建立返回制动姿态。飞 船制动进入返回轨道，返回舱 降低至140公里的高度时，推 进舱与返回舱分离。
十二、在降至100公里时，返回舱进入再入姿态 调整，约80公里时，返回舱再入稠密大气层。
数学建模-三级火箭发射卫星
大学生数学建模承诺书我们仔细阅读了数学建模的规则.我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。
所属班级（请填写完整的全名）：09级数学与应用数学班队员(打印并签名) ：1. 王茜2. 丁*燕3. 毕瑞4. 李*洋5. 王*彬小组负责人(打印并签名)：李*洋日期： 2012 年 5 月 1 日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：题目：三级火箭发射人造卫星分析摘要：火箭是一个非常复杂的系统，本文主要从卫星的速度因素着手，忽略一些次要因素将问题简化，再利用所学物理学知识建立数学模型，得出火箭飞行速度与其初始质量和飞行过程中的质量关系，进而分析得出结论。
关键词：卫星发射 牛顿定律 三级火箭 动能守恒 万有引力定律一、问题重述建立一个模型说明要用三级火箭发射人造卫星的道理。
（1）设卫星绕地球做匀速圆周运动，证明其速度为r g R v /=，R 为地球半径，r 为卫星与地心距离，g 为地球地面重力加速度。
要把卫星送上离地面600km 的轨道，火箭末速度v 应为多少？（2）设火箭飞行中速度为)(t v ,质量为)(t m ,初速度为零，初始质量为 0m ,火箭喷出的气体相对于火箭的速度为u ，忽略重力和阻力对火箭的影响。
用动量守恒原理证明)(ln)(0t m m u t v =。
由此你认为要提高火箭的末速度应采取什么措施？ （3）火箭质量包括3部分：有效载荷（卫星）p m ；燃料f m ；结构（外壳、燃料舱等）s m ，其中s m 在s f m m +中的比例计作λ，一般λ不小于10%。
中国航天长征五号遥三运载火箭航天PPT演示课件
“胖五”
“胖五”
川流不息的人群热闹地挤在小小的骑 廊下， 或单独 一人， 或三三 两两。 有的低 头私语 ，有的 莞尔窃 笑，没 有大声 的喧哗 和吵闹 ，似乎 谁都不 愿破坏 平和的 气氛。 放眼长 长的一 条街道 ，逛街 的人都 好象在 做服装 秀，尤 其是那 些披红 戴绿穿 着入时 的少男 少女， 是中山 路上最 亮丽的 风景。
川流不息的人群热闹地挤在小小的骑 廊下， 或单独 一人， 或三三 两两。 有的低 头私语 ，有的 莞尔窃 笑，没 有大声 的喧哗 和吵闹 ，似乎 谁都不 愿破坏 平和的 气氛。 放眼长 长的一 条街道 ，逛街 的人都 好象在 做服装 秀，尤 其是那 些披红 戴绿穿 着入时 的少男 少女， 是中山 路上最 亮丽的 风景。 川流不息的人群热闹地挤在小小的骑 廊下， 或单独 一人， 或三三 两两。 有的低 头私语 ，有的 莞尔窃 笑，没 有大声 的喧哗 和吵闹 ，似乎 谁都不 愿破坏 平和的 气氛。 放眼长 长的一 条街道 ，逛街 的人都 好象在 做服装 秀，尤 其是那 些披红 戴绿穿 着入时 的少男 少女， 是中山 路上最 亮丽的 风景。
—长征五号 川流不息的人群热闹地挤在小小的骑 廊下， 或单独 一人， 或三三 两两。 有的低 头私语 ，有的 莞尔窃 笑，没 有大声 的喧哗 和吵闹 ，似乎 谁都不 愿破坏 平和的 气氛。 放眼长 长的一 条街道 ，逛街 的人都 好象在 做服装 秀，尤 其是那 些披红 戴绿穿 着入时 的少男 少女， 是中山 路上最 亮丽的 风景。
908天的等待之后，我国新一代大型运载火箭 长征五号迎来第三次发射任务。
川流不息的人群热闹地挤在小小的骑 廊下， 或单独 一人， 或三三 两两。 有的低 头私语 ，有的 莞尔窃 笑，没 有大声 的喧哗 和吵闹 ，似乎 谁都不 愿破坏 平和的 气氛。 放眼长 长的一 条街道 ，逛街 的人都 好象在 做服装 秀，尤 其是那 些披红 戴绿穿 着入时 的少男 少女， 是中山 路上最 亮丽的 风景。 川流不息的人群热闹地挤在小小的骑 廊下， 或单独 一人， 或三三 两两。 有的低 头私语 ，有的 莞尔窃 笑，没 有大声 的喧哗 和吵闹 ，似乎 谁都不 愿破坏 平和的 气氛。 放眼长 长的一 条街道 ，逛街 的人都 好象在 做服装 秀，尤 其是那 些披红 戴绿穿 着入时 的少男 少女， 是中山 路上最 亮丽的 风景。
三级火箭发射卫星数学模型(课堂PPT)
要从燃料上想办法；尽可能减少在时刻火箭的质
量，这要从结构上想办法。
13
3. 一级火箭末速度上限 火箭——卫星系统的质量可分为三部分：净载质量(有
效负载，如卫星)mp, ， 燃料质量mF ，结构质量(如外壳、
燃料容器及推进器) mS。一级火箭末速度上限主
要是受目前技术条件的限制。
ms 1
1) 模型假设
28
2) 模型建立 根据我们的分析，可以建立一个单目标，非线性约束 的优化问题。
maxmp
S.T.
vulnmm11mm22
mnmp mnmp
m2
m2
mnmp mnmp
m1m2 mnmp m0,
mi 0,
u,v,m0均为常数.
mnmp
mnmp
,
29
3) 模型求解 令
ai m im im 1i 1m nm nm pmp
7
1）模型假设
2.1 火箭在喷气推动下作直线运动，火
箭所受的重力和空气阻力忽略不计；
2.2 在t时刻火箭质量为m(t)，速度为v(t)
，且均为时间t的连续可微函数；
v
2.3 从火箭末端喷出气体相对火箭本身
u
的速度u为常数,即气体相对于地球的速度
为v(t)-u
8
2）建模与分析 由于火箭在运动过程中不断喷出气体，使其质量不断 减少，在[t, t+△t ]内的减少量可由微分公式表示为
ai 表示第i 级火箭点燃之前火箭系统的质量与该级火箭被 抛弃火箭系统质量之比。
m im i 1m nm p a i
m im i 1m nm p 1(a i 1 )
a1 a2
an
m0 mp
数学建模教程-三级火箭运载模型
20
八 n级火箭的质量分配
V : 火箭末速度
已知：U :
：
气体喷射速度
结构比
？如何使 选得 取mm1p,最m2大,...,mn
m0 : 初始总质量
即
max
f
( ) m1,m2,mn,mp
_ mp min f (m)
m0
max
^
f
(x)
m
p
mp
mp m1 m2 mn m0
（1m）0
2023/5/17
21
ln
mp
m0 m1m2
mn
mp m2mn mp m2m3mn
...
mp mn mp mn
V n
（2）
mp, m1, m2, ..., mn 0
(3)
a 记
i
mp mi mn mp mi1 mn
(i 1,2,,n)
则
ln
a1
1(a1
1)
a2
1(a2
an
1) 1(an
发动机的功力 火箭的结构外型涉及到强度与阻力 火箭的控制系统
2023/5/17
3
我们现在讨论的是：
运载火箭将卫星送入轨道,并在轨道上运行. 卫星的速度是通过火箭推进器加速火箭的飞 行而获得的，而由牛顿第二定律
F ma F: 推力
a: 火箭推进器加速度
可推出加速度：a F m
F a m a
引入重要指标:
火箭的结构比:
ms mF ms
1
mF mF ms
2023/5/17
13
五 火箭系统的质量
ms (mF ms)(m0 mp)
V uln m0 uln
《运载火箭》-完整版PPT课件
控制指令第三级发动机点火，继续加速，使
之达到预定速度，在预定点把卫星弹出，进 以及发动机 入预定轨道。
火箭工作的基本原理
火箭是靠什么力量飞上天空的呢？用下面材料进行实验研 究。
火箭工作的基本原理
实验一：水的反冲实验
小提示：矿泉水瓶去顶，在下半部扎孔，放在泡沫板上，再将泡沫板 放在水槽中。向瓶中加水，观察泡沫板的运动方向。
结束
中国“长二捆”火箭
认识运载火箭及其结构
人造卫星和宇宙飞船都是靠运载火箭送上太空的。运载火 箭是由多级火箭组成的航天运输工具。
它是一种三级火箭，长4739米，直径38 米，发射重量200吨，能将17吨的有效载 荷发射到地球同步转移轨道。阿里亚娜1 型火箭发射11次，其中1次失败。阿丽亚 娜火箭至今已研制成功4种型号。世界商 业卫星的发射业务大约有50％由阿里亚娜 火箭承担。 法国“阿里亚娜”号火箭
火箭工作的基本原理
实验二：喷气反冲实验
小提示：把气球吹足气，分别把口朝向各个方向，松开手，观察。
火箭工作的基本原理
根据实验研究，结合观看火箭升空、飞行的画面或图片， 分析火箭是靠什么力量飞上天的。把自己分析的结果记录 在下面。
当水、空气从一种物体中向某个方向快速喷出时，这种物体 会向相反的方向运动起来，这种现象叫做反冲。 火箭飞离大气层，它的飞行与反冲作用有关。
认识运载火箭及其结构
火箭点火后，在第一级发动机的推动下起飞，
仪器舱
火箭徐徐垂直上升，穿过稠密大气层后，第
Hale Waihona Puke 一级发动机在预定时间熄火、分离、脱落， 三级发动机 与此同时，第二级发动机点火工作，继续加
速。第二级发动机在预定时间熄火、分离、
二级发动机 脱落，运载火箭的第三级与卫星一起，经过 一段自由滑行，到达预定轨道附近，按程序
中国航天长征五号遥三运载火箭航天教育课件ppt模板
大火箭有大梦想 大型运载火箭 —长征五号
大火箭有大梦想 大型运载火箭 —长征五号
在此过程中，小组的每个同学都互相 交流， 贡献自 己的想 法，把 自己发 现的问 题扩大 到更大 范围， 也听取 他人的 意见， 思考他 人提出 的问题 ，把自 己的想 法与大 家的想 法连接 起来。 然后再 自由组 合，除 主持人 外其他 组员分 散到其 他小组 中去， 进行新 一轮讨 论。 在此过程中，小组的每个同学都互相 交流， 贡献自 己的想 法，把 自己发 现的问 题扩大 到更大 范围， 也听取 他人的 意见， 思考他 人提出 的问题 ，把自 己的想 法与大 家的想 法连接 起来。 然后再 自由组 合，除 主持人 外其他 组员分 散到其 他小组 中去， 进行新 一轮讨 论。
“胖五”
大火箭有大梦想 大型运载火箭 —长征五号
在此过程中，小组的每个同学都互相 交流， 贡献自 己的想 法，把 自己发 现的问 题扩大 到更大 范围， 也听取 他人的 意见， 思考他 人提出 的问题 ，把自 己的想 法与大 家的想 法连接 起来。 然后再 自由组 合，除 主持人 外其他 组员分 散到其 他小组 中去， 进行新 一轮讨 论。
长征五号遥三运载火箭 在此过程中，小组的每个同学都互相交流，贡献自己的想法，把自己发现的问题扩大到更大范围，也听取他人的意见，思考他人提出的问题，把自己的想法与大家的想法连接起来。然后再自由组合，除主持人外其他组员分散到其他小组中去，进行新一轮讨论。
“胖五”
“胖五”
在此过程中，小组的每个同学都互相 交流， 贡献自 己的想 法，把 自己发 现的问 题扩大 到更大 范围， 也听取 他人的 意见， 思考他 人提出 的问题 ，把自 己的想 法与大 家的想 法连接 起来。 然后再 自由组 合，除 主持人 外其他 组员分 散到其 他小组 中去， 进行新 一轮讨 论。
火箭模型制作(幻灯片)
10.飛行條件︰風速高於9公尺／秒、會飛進雲內、可能接近 飛機或會危害人員及財產時，不進行發射。
11.發射角度︰不作水平發射，發射桿與鉛垂線夾角＜30°。
12.回收危險︰火箭被電線糾纏或落在危險區，放棄回收。
模型火箭二、三事 8
模型火箭構造
•鼻錐段（nose cone）
–位於模型火箭最前端，可減少飛行阻力。
模型火箭二、三事
18
低阻力外型設計
• 滿足飛行穩定的密技：
壓力心在於重心後方，約1～2倍箭身直徑位置
※（氣流對尾翼施力，達成飛行穩定。假設所有施力
集中作用於箭身的某一點，稱為壓力心）
箭身的長度須大於直徑的10倍 尾翼對齊箭身的中心軸，減少箭身的滾轉 增大尾翼提高穩定性時，儘可能增加翼展尺寸
外殼主要材料 紙、塑膠、巴沙木 鋁、鋼、鈦、FRP 飛行控制能力 無
模型∕真實（固體）火箭比一比
• 異中求同
– 受到四種力量：推力、阻力、升力、重力 – 重要構造：外殼、噴嘴、點火器、推進藥柱 – 要求飛行穩定性與低阻力外型設計 – 運用相同的運動定律與飛行操作原理 – 飛行速度與高度均是性能追求目標
模型火箭二、三事 16
組件設計要點
•尾翼︰
–提供飛行穩定性，確保直線及可預測的飛行路徑。 –通常採用厚紙板或巴沙木製作，膠合在箭身尾端。 –巴沙木的木紋方向需平行於尾翼的前緣而非平行於箭 身，以增加結構強度，避免折斷。 –1/16吋厚的巴沙木適用於小型火箭，較大的火箭可使 用3/32吋或1/8吋的厚度。 –採用流線型的尾翼截面（圓形的前緣及漸縮的後緣） 可使性能及飛行高度加倍。
•箭身（body）
–中空、薄壁圓筒構造，內部存放回收器、填塞及推進 器，前、後安裝鼻錐端與尾翼。
11.發射角度︰不作水平發射，發射桿與鉛垂線夾角＜30°。
12.回收危險︰火箭被電線糾纏或落在危險區，放棄回收。
模型火箭二、三事 8
模型火箭構造
•鼻錐段（nose cone）
–位於模型火箭最前端，可減少飛行阻力。
模型火箭二、三事
18
低阻力外型設計
• 滿足飛行穩定的密技：
壓力心在於重心後方，約1～2倍箭身直徑位置
※（氣流對尾翼施力，達成飛行穩定。假設所有施力
集中作用於箭身的某一點，稱為壓力心）
箭身的長度須大於直徑的10倍 尾翼對齊箭身的中心軸，減少箭身的滾轉 增大尾翼提高穩定性時，儘可能增加翼展尺寸
外殼主要材料 紙、塑膠、巴沙木 鋁、鋼、鈦、FRP 飛行控制能力 無
模型∕真實（固體）火箭比一比
• 異中求同
– 受到四種力量：推力、阻力、升力、重力 – 重要構造：外殼、噴嘴、點火器、推進藥柱 – 要求飛行穩定性與低阻力外型設計 – 運用相同的運動定律與飛行操作原理 – 飛行速度與高度均是性能追求目標
模型火箭二、三事 16
組件設計要點
•尾翼︰
–提供飛行穩定性，確保直線及可預測的飛行路徑。 –通常採用厚紙板或巴沙木製作，膠合在箭身尾端。 –巴沙木的木紋方向需平行於尾翼的前緣而非平行於箭 身，以增加結構強度，避免折斷。 –1/16吋厚的巴沙木適用於小型火箭，較大的火箭可使 用3/32吋或1/8吋的厚度。 –採用流線型的尾翼截面（圓形的前緣及漸縮的後緣） 可使性能及飛行高度加倍。
•箭身（body）
–中空、薄壁圓筒構造，內部存放回收器、填塞及推進 器，前、後安裝鼻錐端與尾翼。
数学模型：《三级火箭发射人造卫星分析》（很齐全，很给力）00
三级火箭发射人造卫星分析摘要：发射人造卫星是一个复杂的系统工程，我们从中抽出几个问题，忽略一些次要因素将问题简化得到几个简单的数学模型。
首先通过天体物理学知识求解得到发人造卫星的在轨速度。
又通过动力守恒定律求解出火箭的飞行速度与其喷气推动力、火箭初始质量和飞行过程中的质量有关，进而分析得出提高火箭的飞行速度的简单措施。
问题一：由万有引力定律及牛顿第三定律推理得到rgR v =，当s km r 600=时，带入（5-1-3）式得：s km v 58.7=末问题二：由)(ln)(0t m m u t v =式得火箭的末速度有喷气速度及火箭在飞行中的质量决定，为了提高火箭的末速度可以通过提高喷气速度和减少火箭在飞行过程中的质量。
具体地说就是加大火箭推力，抛掉已经没用的结构，以此来加大火箭末速度。
问题三：由计算得到λln u v m -=，当s km u 3=，%10=λ时：s km v m 6.6=，由此得到结论：使用一级火箭不能发射人造卫星。
问题四：燃料用完时末速度为()Pm m u v 0ln 1λ-= 问题五：二级火箭：要使s km v /5.102=，则应使： 2.11≈k ，而：14921≈++PPm m m m 即发射一吨重的卫星需要148吨重的火箭。
三级火箭：要使s km v /5.103=，则25.3≈k ，而()77321≈+++P P m m m m m 即发射一吨重的卫星需要76吨重的火箭，由此可见三级火箭比二级火箭几乎节省了一半。
四级火箭：⎪⎭⎫⎝⎛++=⎪⎭⎫ ⎝⎛++=11.01ln 1211.01ln 344k k k k v 要使s km v /5.104=，则()()92.1,45.211.01≈≈++k k k ，而()654321≈++++P P m m m m m m 。
即使用四级火箭发射1吨重的卫星需要64吨重的火箭，比三级火箭要省。
但是由于工艺的复杂性及每节火箭都需配备一个推进器，所以使用四级或四级以上火箭是不合算的，三级火箭提供了一个最好的方案。
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v Rg 7.9km / s 第一宇宙速度
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四 火箭的推力
假设条件： (1)将火箭简化为燃料仓+发动机 (2)不考虑空气阻力等
设 m(t ) ：t时刻火箭的质量
v(t ) ：t时刻火箭的速度
这样，在t时刻火箭的动量为： m(t )v(t ) 在t t 时间火箭的动量为:
ms (mF ms) (m0 mp)
m0 m0 m0 V uln uln uln m p ms m p (m 0 m p ) m 0 (1)m p
当mp=0，（即没有装载东西）时，
Vmax uln 1
u与都是技术条件决定的， u
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五 火箭系统的质量
m0 m p mF ms
初始时刻 有效载量 燃 料 火箭结构的质量
由（四）中的结果可知：火箭的末速度：V uln
m0 m p ms
引入重要指标:
ms mF 火箭的结构比: 1 mF m s mF m s 2018/7/21
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五 火箭系统的质量
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设卫星绕地球匀速运动，其线速度为v，此时没有切向 加速度，而法向加速度为 v 2 / r 此时有
v2 R m( ) mg ( ) 2 r r 所以 v R g 这就是卫星绕地球运行 r 不致于掉下去的速度
2：卫星的运行速度
卫星是用火箭送入轨道的，因此火箭的末速度也 应为v。 (km ) 若 r R 6371 ，则
火箭的结构外型涉及到强度与阻力
火箭的控制系统
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我们现在讨论的是：
运载火箭将卫星送入轨道,并在轨道上运行. 卫星的速度是通过火箭推进器加速火箭的飞 行而获得的，而由牛顿第二定律
F ma F: 推力
a: 火箭推进器加速度
可推出加速度：a F m
F a m a
三级火箭运载模型
一、问题的提出
二
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一、问题的提出
1、用火箭发射卫星时，通常采用三级火箭 2、为什么采用三级运载火箭？ 3、请您建立数学模型解决这个问题
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二、问题分析与模型假设
1、问题分析
运载火箭是一个十分复杂的系统，影响 它飞行的因素： 发动机的功力
min 0.1
m0 所以 50当 mp 1 m0 50 mp
假设火箭在燃料消耗一部分，用以装载火箭这部分燃料的 火箭结构可以同时抛掉。 在t时刻，火箭系统的动量为： m(t )v(t ) …..（1）抛去的结构质量 在 t t ,火箭系统的动量为：
mt t vt t m(t ) mt t vt 1 m(t ) mt t u (t ) u )
m(t t )v(t t ) [m(t ) m(t t )][v(t ) u]
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四 火箭的推力
其中:
u 为气体喷射相对于火箭的速度；
由动量守恒定律有：
m(t )v(t ) m(t t )v(t t ) [m(t ) m(t t )][v(t ) u]
m
r ：万有引力常数； k rM
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Mm m Gr k R R
2
2
M ：地球引力常数
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k ?： 若质量为m的质点位于地球表面则有
m mg k R
g:
F mg
2
重力加速度
牛顿第二定律 万有引力定律
2
kg R
这样
2
m Gk r
2
m R 2 G g R 2 mg ( ) 地球对卫星的引力 r r
喷射燃烧的燃料 相对速度
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（2）
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动量守恒定律： （1）＝ （2）
所以 d m (t ) v(t)
dt
m0 v(t ) (1 )uln m(t ) m F —烧光 ms 燃烧完时的速度 —抛光 v m0 m0 v (1 )uln 或 e (1 )u mp mp 2018/7/21
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2、假设条件：
（1）我们考虑卫星的运行速度、火箭的 推力和火箭与卫星的质量 （2）假设火箭的结构、外形与控制等问
题能满足保证火箭正常运行的需要
（3）只考虑地球对卫星的吸引力
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三、卫星的速度
目标：确定卫星在轨道上运行所必需的速度 卫星 假设：卫星质量是： 地球质量是： M r 1、地球对卫星的引力： R
v(t ) t 0 0
dm(t) dm(t) v(t)-u (1 ) dt dt dv(t) dm(t) m(t ) (1 )u dt dt
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若要考虑到空气阻力和重力的影响，要将卫星送上 轨道，火箭的末速度V应达到 V=10.5km/s：
因为 umax 3km/ s
所以
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d[m(t)v(t)] dm(t) (v(t) u) dt dt dv(t) dm(t) m(t) u dt dt
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四 火箭的推力
气体喷射速度
燃料消耗速度
F m(t)a(t) m(t)dv(t) u dm(t) dt dt
火箭的推力 反冲力
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Vmax Vmax
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u
Vmax 当前 u Vmax 当前
3km/s
0.1＝10％
V v max 3ln10 7 km / s 7.9 km / s
所以当前的技术条件下一级火箭是无法达到第一宇宙速度； 必须采用多级技术！！
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六、理想化的可随时抛去结构质量的火箭
dv(t) d[ ln m(t)] u dt dt dm(t) V (t) V0 uln m0
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四 火箭的推力
m m 0 V (t) V0 uln uln 0 m(t) m(t)
V0 V (t)|t 0 0
其中 m0：火箭初始时刻的质量。
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