卫星发射的物理原理的论文

卫星发射的物理原理的论文

有三大速度
第一、二、三宇宙速度发射速度，一般来说绕地卫星是前两个速度，第一宇宙速度=√GR=7.9KM/S
推导过程与飞车运动相似(注意是发射速度
且是最小发射速度)
卫星升空后
引力等于向心力,所以轨迹半径的圆心都在地心(任何卫星)
同步卫星轨道只能在赤道上方
专用轨道。
一颗卫星的视角约120度
因此三个卫星才能实现全球定位。

人类在不断发射卫星，那卫星是如何发射的？原理是什么？

卫星的工作原理:卫星工作时地面的图像信号或者声音信号或者数据信号通过高频发射装置向与地球同步卫星发射卫星接收之后，通过信号放大和频率分配，再散发射向地球，地球上的卫星接收机通过卫星接收天线接收卫星信号，再通过分频把信号分离出来，再通过放大电路和终端设备显示或者广播等等。

这一原则是，在卫星发射中使用了三个原则，中学时就提到了这一点。火箭使用的第一个原理是气体膨胀做功，通过燃烧将化学能转化为动能。第二个原则是力等于反作用力。当气体向下喷射时，火箭将被向上推。第三颗卫星使用离心力原理。只要卫星的离心力等于重力，它就不会坠落。原理并不复杂，但实际技术很难注入一定的燃油质量并获得一定的动力；由于总推力是恒定的，火箭也会获得推力，直到速度达到一定的高度。实际过程是火箭必须不断加速并起飞，以达到7.9公里/秒（和空气阻力）。如果同时从0加速到7.9公里/秒，预计火箭将被压成饼干，宇航员将成为肉酱~当火箭飞向太空中相应的轨道，速度达到7.9公里/秒时，周围环境将与牛顿叔叔预测的相似

卫星运行时，地面图像信号或声音信号或数据信号应通过高频传输装置传输给地球同步卫星。接收到卫星后，通过信号放大和频率分布将其传送到地球。地球上的卫星接收机通过接收天空的卫星线路接收卫星信号，然后通过分频分离信号，然后通过放大电路和终端设备等进行可视化或传输。

卫星通信的原理是将卫星发射到赤道上方36000公里的地球静止轨道上，使用卫星通信转发器接收从地面站发送的信号，将信号放大和转换并发送到其他地面站，完成两个地面站之间的传输。实际上，通信卫星是一个微波发射站

人造地球卫星可以在地球轨道s上运行，主要是因为它具有第一宇宙速度（7.9 km/s），也因为地球引力（向心力）拉动它，就像在细绳上扔石头一样。

神舟六号发射物理原理 要高中的，详细一点啊（例如加速度 牛顿定律啥 的

关于神舟六号的物理知识

神舟六号基本资料： 2005年10月12日9时9分52秒由我国自主研制的“神舟”六号载人飞船，在酒泉卫星发射中心发射升空后，准确进入预定轨道。在轨道运行115小时32分后，于10月17日4时33分顺利返回。“神舟六号”与“神舟五号”在外形上没有差别，仍为推进舱、返回舱、轨道舱的三舱结构，重量基本保持在8吨左右，用长征二号F型运载火箭进行发射。
神舟七号基本资料：神舟七号载人航天飞船于2008年9月25日21点10分04秒988毫秒从中国酒泉卫星发射中心载人航天发射场用长征二号F火箭发射升空。飞船于2008年9月28日17点37分成功着陆于中国内蒙古四子王旗主着陆场。神舟七号飞船共计飞行2天20小时27分钟。神舟七号飞船全长9.19米，由轨道舱、返回舱和推进舱构成。神七载人飞船重达12吨。长征2F运载火箭和逃逸塔组合体整体高达58.3米。
神舟六号、七号的发射以及返回地面，相关的物理问题特别多，现在只能列举部分物理问题来分析说明。
1.第一宇宙速度
物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度。 第一宇宙速度
航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度，也叫环绕速度。第一宇宙速度两个别称：航天器最小发射速度、航天器最大运行速度。在一些问题中说，当某航天器以第一宇宙速度运行，则说明该航天器是沿着地球表面运行的。按照力学理论可以计算出V1=7．9公里/秒。航天器在距离地面表面数百公里以上的高空运行，地面对航天器引力比在地面时要小，故其速度也略小于V1。
2.向心运动
向心运动：指物体做圆周运动时,提供的向心力大于所需要的向心力时的做的运动.
3.标准大气压
1标准大气压=760mm汞柱=76cm汞柱=1.01325×10^5Pa=10.336m水柱。1标准大气压=101325 N/㎡。（在计算中通常为 1标准大气压=1.01×10^5)
4.绝对零度
绝对零度(absolute zero)是热力学的最低温度，但此为仅存于理论的下限值。其热力学温标写成K，等于摄氏温标零下273.15度（-273.15℃）。 　　绝对零度，是可能达到的最低温度。在绝对零度下，原子和分子拥有量子理论允许的最小能量。绝对零度就是开尔文温度标（简称开氏温度标，记为K）定义的零点；0K等于—273.15℃，而开氏温度标的一个单位与摄氏度的大小是一样的。
5.反冲原理(用于火箭发射)
反冲运动是当一个物体向某一个方向射出(或抛出)它的一部分时,这个物体的剩余部分将向相反的方向运动.
材料问题
在面对冷热无常的太空中，舱外航天服以及飞船的材料也是非常重要的，航天服以及飞船材料不仅仅要耐高温以及耐低温外，还必须在这变化无常的环境下保持舱内环境稳定。在飞船返回地球中，由于飞船高速进入大气层，在稠密的大气摩擦下，速度开始急剧下降，表面与气体摩擦产生巨大热量，外表面温度能达到1600℃以上。因此，飞船的材料还应该耐摩擦、隔热。
6.动量问题
大家都知道，火箭是向上发射升空的，火箭点火后，我们都可以观察到火箭会喷出火焰并且伴随着大量的烟雾。其实这是运用到物理学中的动量守恒定律，只要我们把发射前火箭看成一个系统，发射时喷出的气体与火箭分别看成一个系统，我们就可以运用动量守恒定律。由于火箭是向下喷出气体的，所以火箭就向上飞了。
7.超失重问题
火箭点火发射时，航天员都是平躺在椅子上，由于火箭点火发射时，飞船处于加速过程，航天员都处于超重状态，通常会是人体自重的4到5倍，因此，航天员应平躺在椅子上，否则，人体中的血液由于惯性作用，还将保持原来状态，导致大量血液淤积在静脉中，使头部血压降低，足部血压升高，严重者还可能导致意识丧失。飞船发射到太空时，处于完全失重状态。
8.速度、加速度问题
要使飞船能顺利送进轨道，火箭的发射速度加速度都是很重要的。在地表面发射飞船，火箭的发射速度应该不低于宇宙第一速度7.9km/s，如果低于此速度，飞船是不能顺利到达指定轨道。而当飞船在指定轨道绕地球作圆周运动时，飞船的飞行速度又不能超过宇宙第一速度7.9km/s，飞船在距离地面表面数百公里以上的高空运行，地面对飞船的引力比在地面时要小，因此，飞船的速度应略小于宇宙第一速度。如果速度大于宇宙第一速度，飞船将不在作圆周运动，其轨道将变为椭圆轨道，如果速度大小达到宇宙第二速度11.6km/s时，飞船将不在绕地球运动，而绕太阳运动。
9.能量守恒问题
大家都知道，飞船要送到指定高度的圆轨道，并非直接把飞船送到指定高度就行的，还要经过变轨等等问题，飞船要送到指定高度圆轨道飞行时，先进入的是椭圆轨道，在此过程中，飞船的速度大小是不一样的，飞船离地高度也在变化，远地点与近地点的速度大小是不相同。速度大小不同也就说明其动能就不一样了。大家都清楚的知道能量是不会凭空产生，也不会凭空消失，因此在此过程中，由能量守恒可以知道，飞船动能的减小或增大转化为飞船的势能。
10.压力问题
飞船要把人送到太空中，太空并没有空气，没有大气压，因此，航天员要能在舱内生存，就必须为航天员提供一个与地球环境一样的舒适生活环境。神舟七号中，航天员还有出舱任务，舱外航天服里同样也要进行充压才能适合航天员生存。

人造卫星的作用是什么？它背后的物理原理是什么？

人造卫星主要应用于科学勘探与研究、天气预报、土地资源调查、土地利用、区域规划、通信、跟踪、导航等领域。人造卫星是指绕地球轨道运行并在太空轨道上运行一圈以上的无人航天器。人造卫星是目前发射最多、应用最广泛、发展最快的航天器。

科学家们利用火箭或其他交通工具将卫星送入预定轨道，环绕地球或其他行星进行探测或科学研究。地球对它周围的物体有引力作用，所以被抛物体会落回地面，但是被抛物体的初始速度越大，物体就会越远。当他在思考万有引力定律时，他设想以不同的水平速度将物体从高山中抛出，每次的速度都更大，每次的距离都更远。没有空气阻力，当速度足够高时，物体就不会落到地面上。将绕地球运行，成为绕地球运行的人造卫星，称人造卫星。

根据用途，人造卫星可分为三类:科学卫星、技术测试卫星和应用卫星。科学卫星主要包括空间物理探测卫星和天文卫星，用于研究上层大气、地球辐射带、地球磁气圈、太阳辐射等。技术试验卫星是对新技术或应用卫星进行试验的卫星。卫星直接用于卫星的载人服务，包括通信卫星、气象卫星、侦察卫星、导航卫星等。

气象卫星通过各种气象遥感器接收和测量来自地球、海洋和大气的可见光辐射、红外辐射和微波辐射的信息，并将其转换成电信号，发送到地面接收站。气象人员根据采集到的信息，经过处理，可以得到全球大气温度、湿度、风等气象要素的数据。可以在数小时内获得全球气象数据，进行长期天气预报，确定台风中心位置及变化，预测台风等风暴。气象卫星在保证航行和航空安全以及保证农业、渔业和畜牧业生产方面发挥着重要作用。气象卫星在军事活动中的应用也在增加。各国建立了全球军事气象数据收集系统，向军事单位提供实时或非实时气象数据。随着航空航天技术的进一步发展，气象遥感器将朝着多样化和高精度的方向发展，丰富了气象预报的内容，提高了预报的精度。

火箭发射原理方面的论文

火箭的发射原理
航空和航天
航空和航天是当今人类认识和改造自然过程中最活跃，最有影响力，也最有发展前途的科学和技术领域，是人类文明高度发展的重要标志，也是衡量一个国家科学和技术水平，以及综合实力的重要标志。
航空
航空是指载人或不载人的飞行器在地球大气层中的航行活动。航空活动的范围主要限于离地面30公里的大气层内。在大气层中航行的飞行器（航空器），只要克服自身的重力就能升空。比空气轻的航空器，如气球、飞艇，用空气静力升空；比空气重的航空器，如飞机、直升机，则要利用空气动力才能升空，风筝也是利用空气动力升空的一种最原始的航空器。可见，航空离不开地球的大气圈，也摆脱不了地球的引力作用。
航天
航天是指载人或不载人的飞行器在太空的航行活动，也叫做空间飞行或宇宙航行。航天包括：环绕地球的运行、飞往月球或其它星球的航行（包括环绕某一天体运行、从其近旁飞过或在其上着陆）、行星际空间的航行及飞出太阳系的航行。可见，航天活动的范围要比航空活动的范围大得多。一类在太阳系内的航行活动叫做航天；一类，在太阳系以外的航行活动叫做航宇。
航天不同于航空，航天要在极高真空的太空以类似于自然天体的运行规律飞行。因此，航天首先，必须有不依赖空气，且具有巨大推力的运载工具——火箭。
火箭的概念和原理
火箭是一种依靠火箭发动机喷射工作介质产生的反作用力推动前进的飞行器。
火箭的飞行原理是它借助了物体的反作用力，就像一只充足气体的气球，当我们把它从手中放开后，气球内的气体便顺着气球的气嘴喷出，同时气球向前冲去。因自身携带氧化剂，用不着像飞机那样依靠大气中的氧，所以火箭可以飞出大气层，在真空条件下飞行。
火箭的三大系统
运载火箭是将人造卫星、宇宙飞船、空间站和宇宙探测器等航天器送入太空的运载工具，是人类一切航天活动的基础。它主要包括三大系统：动力系统、结构系统和控制系统。
动力系统即火箭发动机系统，是火箭的动力装置，堪称火箭的心脏。它依靠推进剂在燃烧室内燃烧，形成高温高压燃气，通过喷管高速排出后产生反作用力推动火箭前进。火箭发动机按使用推进剂的类别分为液体火箭发动机、固体火箭发动机、固液混合式火箭发动机三种。
结构系统通常称为箭体结构，它是火箭的躯体，用于连接火箭所有结构部段，使之成为一整体，具有良好的空气动力外形和飞行性能。
控制系统是火箭的大脑和神经中枢。火箭发射后的级间分离、俯仰偏航、发动机关机与启动、轨道修正和星箭分离等一系列动作，都依靠控制系统完成。
推进剂——发动机的“食粮”
火箭发动机使用的燃料称为推进剂，堪称火箭发动机的“食粮”。目前，各国研制的运载火箭多使用化学燃料推进剂。化学燃料推进剂可根据物理形态分为液体推进剂和固体推进剂两类，根据性质可分为可贮存推进和低温推进剂。可贮存推进指在常温下可以长期在火箭推进剂贮箱中贮存的推进剂，如硝酸和煤油等。低温推进剂指在常温下沸点低的推进剂，如昭液氧、液氢等。
随着航天技术的发展以及环保和人体健康要求的日益提高，火箭主发动机目前正朝着采用无毒、无污染的液氢、液氧和液氧、煤油推进剂的方向发展。
固体火箭发动机
固体火箭发动机是最简单的一种化学火箭发动机，它所携带的固体推进剂主要由燃料和氧化剂组成，通常制成具有一定几何形状的红柱，贮存在被叫做燃烧室的半封闭容器中（图）。
为了点燃药柱，在燃烧室头部安装带有安全机构的点火装置，通电点火后，燃烧室中的药柱被点燃，并持续燃烧，产生高温、高压的燃气（工质），此时，固体推进剂的化学能转变为热能；燃气通过燃烧室尾部的拉瓦尔喷管以高速排出，从而产生推动火箭前进的推力，此时的热能转变为动能。
与液体火箭发动机相比，固体火箭发动机由于不需推进剂输送系统，推力室无需强制冷却，因此结构简单，没有活门、喷注器、涡轮泵、燃气发生器等部件。由于这个特点，它的可靠性较高，操作简便。另外，固体发动机能够长期贮存。固体火箭发动机的缺点是：比推办较低，工作时间较短，不易调节推力和多次启动。
固体火箭发动机由药柱、燃烧室、喷管和点火装置等组成。固体推进剂常常被制成不同的形状，称为药柱，在推进剂相同的情况下，固体火箭发动机的推力由药柱的燃烧面决定。
固体火箭发动机的喷管具有将推进剂放出的热能转换成推进用的动能的作用，因为它不像液体发动机那样采用冷却措施，所以一般采用合金钢或高温玻璃钢等抗高温材料制成，并采用烧蚀等技术进行保护。一台固体火箭发动机可以设计成一个喷管，也可以设计成几个。喷管有固定的，也有可动的，可动喷管可以绕发动机纵轴转动或摆动，实现对发动机推力方向的控制。
固体火箭发动机的工作过程比液体火箭发动机简单得多，点火时，先通电使电爆管爆炸，引燃点火药，点火药燃烧后点燃推进剂药柱。
液体火箭发动机
液体火箭发动机是采用液体推进剂的一种化学火箭发动机，一般由推力室、液体推进剂贮箱、供应系统和控制系统组成。
推力室是推进剂混合、燃烧并高速喷出产生推力的重要部件，由喷注器、熔炼室和喷管组成。推进剂燃烧时温度极高，极易烧穿燃烧室，因此必须进行冷却，冷却方法通常有再生冷却和同冷却两种。
推进剂贮箱包括燃料贮箱和氧化剂贮箱。推进剂量测定供应系统由管路、活门以及高压气瓶、减压器，或涡轮泵组成。供应系统的作用是按要求的流量和压强向燃烧室供应推进剂。
将高压气瓶的气体引入贮箱，使推进剂从贮箱送到各需要部分，这种系统大多用于大推力的发动机。图示出挤压式和泵压式两种液体火箭发动机的供应系统图。
推进剂供应系统的目的是将推进剂从贮箱输送到推力室，包括涡轮泵、各种导管和活门。推进剂输送方式有两种，一种是挤压式，一种是泵压式。
挤压式是利用贮存在高压气瓶内的压缩气体，将推进剂从贮箱内挤压到燃烧室内。由于这种方式将使贮箱承受很大压力，需把贮箱制造得十分坚固，因此不利于减轻火箭的结构重量。
泵压式是用涡轮泵将推进剂送入燃烧室。这种方法可使推进剂贮箱的压力大大减轻，减少贮箱的壁厚尺寸，减轻结构重量。
发动机控制系统的作用是控制发动机的启动、点火和关机等程序，控制推进剂的混合比例、推力的大小和方向等。
固体与液体火箭发动机的利弊
固体火箭发动机的优点是：结构简单；可靠性高；推进剂直接贮存在燃烧室中，可以做到常备不懈；反应速度快。其缺点是：比冲（单位质量推进剂产生的冲量）较低；起飞加速度大，工作时间短，不利于载入飞行。因此固体火箭发动机很适合用于导弹，满足反应快、作战迅速的要求。此外，可用作运载火箭的助推器，载入航天器的救生系统等。
液体火箭发动机星使用液体推进剂的火箭发动机，具有推力大、工作时间长、推力易于调节和控制、易于启动和关机、可多次启动等优点。缺点是，需要推进剂增压输送系统、燃烧室和喷管冷却系统，因而结构复杂；推进剂不能在火箭中长期贮存，发射前操作较为复杂。
固液混合火箭发动机
由于液体火箭发动机和固体火箭发动机各有各的优缺点，所以科学家把它作结合起来，组成了固液混合式和液固混合式两种。
液固混合式发动机是燃烧剂为液体，氧化剂为固体，而固液混合式发动机正好与它相反。
从性能上说，固液混合火箭发动机的比推力高于固体火箭发动机，低于高能液体发动机，与可贮存的液体发动机相当。
从系统和结构来说，这种火箭发动机的优点是简单紧凑，缺点是燃烧效率低，推进剂混合比不易控制，调节推力时能量损失较大。
结构系统——火箭的躯体
火箭结构系统通常为系为箭体结构，大多是用金属板和加强件组成的硬壳、半硬壳式结构。材料多为比强度和比刚度较高，塑性范围较窄的铝合金，部分采用不锈钢、钛合金和非金属材料。
从火箭的头部向下数，多级液体火箭的箭体结构主要包括有效载荷整流罩、仪器舱、推进剂贮箱、箱间段、级间段、尾舱、尾翼。固体火箭的箭体结构与液体火箭的箭体结构基本相同，不同的是它比较简单，大部分为发动机外壳。
位于运载火箭项端的有效载荷整流罩，有火箭的“皇冠”之称，它用于包容卫星、飞船、宇宙探测器等有效载荷，使它们免受火箭在大气层内飞行时产生的空气动力和空气动力加热的损害。火箭飞出大气层后，完成使命的有效载荷整流罩即被抛掉。
仪器舱一般位于有效载荷的下面，用于安装火箭飞行控制用的仪器和设备，仪器舱的壁板上经常开有舱口，便于安装仪器设备和对仪器设备进行检查测试。
控制系统——火箭的大脑和神经中枢
控制系统是一个非常精密、复杂、而且非常重要的系统，它的一部分安装在火箭上，称为飞行控制系统，另一部分安装在地面，称为测试发射控制系统。其中，箭上部分包括导航系统、姿态控制系统，电源配电系统。
导航系统是控制系统的核心，它的功能包括，当火箭达到要求的速度时，发出启动和关闭各级发动机的信号，使火箭沿预定轨道飞行；给各级火箭的执行机构提供各种指令信号，完成级间分离任务，测定火箭的实际位置，将其与预定飞行轨迹比较，若火箭偏离预定轨道，及时发出信号控制发动机摆动，保证火箭稳定飞行。
姿态控制系统的功能是随时纠正飞箭中产生的俯仰、偏航和滚动误差，保持火箭以正确的姿态飞行。一旦出现误差，过去的方法是采用燃气舵，它是一种装在发动机喷管尾部的用石墨耐高温合金制成的类似于船舵一样的部件，经燃气冲击后可产生控制力矩，现已很少使用，目前大多采用由姿态控制系统利用伺服机构摇摆发动机进行校正的方法。
电源配电系统主要包括三种功能：一是向控制系统的各种仪器、推进系统的火工品、级间分离和星箭分离使用的火工器供电，二是按预定程序发出各种指令控制有关电路，三是与地面测试设备配合完成控制系统的测试。

除了动力系统、结构系统和控制系统这三大系统外，火箭还包括分离系统、遥测和跟踪系统、自毁系统、方位瞄准系统，垂直度调整系统等。

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