运载火箭结构分析与设计要点课件.ppt
火箭PPT课件
多级火箭
现代火箭在很多 时候使用的是多 级火箭．
每一级火箭完成 工作后就会被抛 掉，点燃下一级 火箭．
人类对飞行的向往与人 类的文明一样古老。岁月 流逝，人类从对飞行的梦， 气球，滑翔机和动力飞机 的载人飞行的成功，打开 了理想的大门，进而开创 了人类进入无限深邃宇宙 空间的新纪元。
飞天的梦想
人类向往飞行的历史跟人类本身的历史一样 古老。古人认为，在上苍的天国里，天神能 踏雾登云飞行是非常自然的事。他们对苍天 怀着迷信和向往。
在东方，有中国的嫦娥奔月；在西方，有 魔毯，飞扫帚等许多的神话故事。所有这些 子虚乌有的神话故事，深深地影响着人类生 活，思维的各个方面，有人总结了古人幻想 飞上天空的方法有：借天神的帮助，飞禽鸟 兽运载，自己身上绑翅膀，有“会飞的车子” 四种。但最终，人类还是选择了“会飞的车 子”（飞行器）开辟了上天的道路。
探险的时代
随着科学技术的发展，航空时代经历了气球，飞艇， 滑翔机和动力飞机的步步发展。
1783年12月1日，法国物理学家杰克斯பைடு நூலகம்查理的氢气球首次 实现了载人飞行。
1852年，法国工程师亨利.吉法德制造了第一艘动力飞艇。 1903年12月17日，莱特兄弟制造的第一架比空气重，有人 驾驶的“飞鸟”号飞机上天。 1909年9月21，中国人自己制造的飞机上天。 1933年7月，美国人波斯特独自驾驶“织女星”号飞机，在 一个星期的时间完成了环球航行
画笔下的魔术
提到蒙娜丽莎，大家一定会不由自主地想起达芬奇。 达芬奇不仅在艺术方面做出过重要贡献，在科学的 道路上也留下了深深的脚印。而且达芬奇就是航空 科学的奠基人。但是他在绘画上的光辉成就在很大 的程度上削弱了他在科学史上的地位。
15世纪，欧洲正处于文艺复兴时期。以达芬奇为 代表的一批人文主义者提出：“要从神权的木枷锁 下解放出来”的口号。一些有志于飞行问题的人开 始对航空科学进行了科学的探索，而达芬奇是首当 其冲的，他提出“空中可能成为运输的媒介”这一 设想，还解剖了鸟的骨骼，了解到鸟翼的构型，观 察到鸟的飞行动作；首次设计出“鸟人”飞行器— —人力折翼机。
火箭原理标准文档ppt
液氢/动液氧发机动机则。 放在圆柱的底部。发动机的底 部是看起来像一个钟形的喷管，发动 火箭正是靠着燃料推力产生的反作用力而冲上云霄的。
1970年4月24日，长 征一号火箭首次发射，将中国第一颗人造地球卫星东方红一号顺利送入轨道，发射获得圆满成 功。
射时震动大，因此它不适于发射载人的 长征三号是我国 首次使用液氢/液氧发动机的火箭。 飞行器，多用于军事方面。
固体火箭推进原理示意图
液体火箭推进原理示意图
火箭“接力”的三种形式
串联式
并联式
混联式
• 火箭根据能源的不同分为化学火箭、核 火箭和电火箭等。化学火箭又分为固体 火箭、液体火箭和混合推进剂火箭。此 外，火箭还可以按有无控制、用途、级 数、射程和其他原则分类。火箭的分类 方法虽然很多，但工作原理和组成部分 基本相同。
号的研制成功，揭开了我国航天活动的序幕
长征二号
在长征一号成功飞行之后，中国运载火箭技术研究院 又成功研制了我国的第一个大型液体 运载火箭长征二号。 火箭根据长能源征的不二同分号为化火学火箭箭、共核火两箭和级电火，箭等推。 进剂采用四氧化二氮/偏二甲肼， 在航空领低域里轨，火道箭就的是应运用牛载顿第能三定律力的杰为出代1表8。00公斤。 1974年11月5日，长 征二号火箭首次发射。但由于一根控制信号导线折断，火 在圆柱体的上部装有一个中空的流线型圆锥体，锥体的底座接在圆柱体上，锥尖朝上，这个圆锥体为有效载荷整流罩或整流罩。
火箭的结构
火箭的分类方法虽然很多，但工作原理和组成部分基本相同。
• 简单的火箭包括一个高细的圆柱体， 液体火箭推进原理示意图 由相对较薄的金属制造而成。在这个 这也是我国发射的第一颗返回式卫星。 圆柱内存放着火箭发动机的燃料和补 1970年4月24日，长 征一号火箭首次发射，将中国第一颗人造地球卫星东方红一号顺利送入轨道，发射获得圆满成 功。 给燃料罐，而为火箭提供推进力的发 火箭的分类方法虽然很多，但工作原理和组成部分基本相同。
2024运载火箭结构分析与设计要点
2024运载火箭结构分析与设计要点运载火箭是将人造卫星等载荷送入太空的重要工具，其结构分析与设计对于保证运载火箭的安全和可靠性至关重要。
下面是2024运载火箭结构分析与设计的要点：1.功能需求：首先需要明确火箭的功能需求，即要确定其运载能力以及是否需要可重复使用等特性。
这些需求将直接影响结构设计方案的选择和优化。
2.结构设计方法：可以采用传统的试验设计方法进行结构设计，也可以借助计算机辅助设计（CAD）软件进行虚拟仿真和优化。
结构设计方法包括材料选择、结构布局、载荷分析等。
3.材料选择：材料的选择对于火箭结构的重量、强度和耐久性都有重要影响。
常用的材料有高强度钢、铝合金和复合材料等。
合理选择材料可以提高火箭的载荷能力和安全性。
4.结构布局：结构布局包括分段设计和连接方式的选择。
分段设计可以将火箭分为上、中、下段等，在设计和制造过程中更加方便。
连接方式的选择要考虑连接点的强度和可靠性，同时也要考虑拆卸和维修的方便性。
5.载荷分析：载荷分析是确定火箭结构强度的重要环节。
根据设计要求和负荷特性，进行力学分析，确定各个部分的强度和刚度要求，以确保在运行过程中结构不会发生破裂或变形。
6.结构优化：在进行结构设计的过程中，需要进行多次优化，以确保结构在质量和安全性方面的最佳性能。
优化内容包括减少重量、提高强度和刚度等。
7.考虑热载荷：火箭发射过程中会产生大量的热能，结构设计需要考虑热载荷的影响。
合理的防热设计和材料选择可以有效保护结构不被过高温度破坏。
8.安全性分析：对火箭结构进行安全性分析是非常重要的。
应考虑火箭在不同工况下的结构强度和稳定性，以及在发射和运行过程中可能遇到的风险。
9.制造和装配：结构设计完成后，需要进行制造和装配。
制造过程中需要保证工艺的准确性和质量控制，装配过程中注意结构的整体性和连接点的强固。
10.维护和修理：火箭结构的维护和修理是其使用寿命的重要组成部分。
在设计过程中应考虑到维护和修理的便捷性，以降低维护成本和延长使用寿命。
长征系列运载火箭的结构设计与优化
长征系列运载火箭的结构设计与优化近年来，随着航天技术的发展，中国的长征系列运载火箭在国际航天领域中崭露头角。
作为中国航天事业的重要组成部分，长征系列运载火箭在推进载人航天、科学探索和通信卫星等方面发挥着重要作用。
本文将着重探讨长征系列运载火箭的结构设计与优化。
1. 火箭的结构组成长征系列运载火箭主要由发动机、助推器、燃料贮箱、航天器等部分组成。
其中，发动机是火箭的核心，负责提供动力以推进火箭升空。
助推器则是在火箭发射过程中提供额外推力的装置。
燃料贮箱用于储存火箭所需的燃料和氧化剂。
航天器则是运载载荷（如卫星、宇航员等）进入太空的船舶。
2. 结构设计的要求长征系列运载火箭的结构设计需要满足以下几个要求：2.1 负载能力：火箭的结构必须能够承受和稳定运载的重量和外载荷。
这需要合理设计结构强度和稳定性，以确保在加速和空气动力学负载下的结构安全。
2.2 重量控制：火箭的重量直接影响到其运载能力和推进效率。
因此，在结构设计过程中，必须注意减轻结构重量，同时确保结构的强度和刚度。
2.3 抗震能力：火箭发射过程中会受到各种振动和冲击力的作用，因此，结构设计需要考虑抗震能力，以保证火箭在发射过程中的安全稳定。
2.4 可靠性：火箭的结构设计需具备较高的可靠性，以确保在任务执行中不发生故障和事故。
这包括设计合理的结构寿命和结构监测系统，以提前排除潜在的问题。
3. 结构优化方法为了满足以上要求，长征系列运载火箭的结构设计采用了一系列的优化方法：3.1 结构拓扑优化：通过改变火箭的结构形式和布置，以减轻重量和提高结构性能。
这需要使用现代结构优化理论和方法，如有限元分析、拓扑优化等。
3.2 结构材料优化：选择合适的材料是火箭结构设计的关键。
在材料选择过程中，需要综合考虑材料的强度、刚度、重量和成本等因素，以寻找最佳的结构材料。
3.3 结构参数优化：通过调整火箭结构的尺寸和形状等参数，以实现结构重量和强度的最优化。
这需要借助数值优化方法，如遗传算法、粒子群算法等，并结合有限元分析进行优化设计。
3.11 运载火箭
表明, 一定的条件下, 表明 在 v0 和 m0 一定的条件下 v(t)由喷发速度 由喷发速度 m0 (相对于火箭 及质量比 相对于火箭)u及质量比 决定. 相对于火箭 决定 m (t ) 这为提高火箭速度找到了正确的途径：提高u (从 这为提高火箭速度找到了正确的途径：提高 从 燃料上想法)，减少m( 从结构上想法 从结构上想法). 燃料上想法 ，减少 t )(从结构上想法
R 2 v2 mg ( ) = m r r
g v=R r
---这是卫星绕地球运行不 ---这是卫星绕地球运行不 至于掉下去的速度 卫星是用火箭送入轨道的， 卫星是用火箭送入轨道的，因此火箭的末速度也 应为v。 应为 。 若 r ≈ R = 6371( km ) ，则 v = Rg ≈ 7.9km / s 第一宇宙速度
三、多级火箭卫星系统（理想过程的实际逼近） 多级火箭卫星系统（理想过程的实际逼近）
理想火箭是把结构质量连续抛弃， 理想火箭是把结构质量连续抛弃，对于实际火 箭是办不到， 箭是办不到，是否可以把结构质量逐级抛弃而用多 级火箭发射？ 级火箭发射？ 火箭级数为n，当第 级火箭燃料烧尽时， 火箭级数为 ，当第i 级火箭燃料烧尽时，第 i+1级火箭立即自动点火，并抛弃已经无用的第 i 级火箭立即自动点火， 级火箭立即自动点火 级。
代入上式得
m0 v = uln( ) λ m0 + (1 − λ )m p
由此可以得出一个重要结论: 由此可以得出一个重要结论
对于给定的u值 对于给定的 值, 当净载质量 m p = 0 时(即假设火箭 即假设火箭 不携带任何东西)， 不携带任何东西 ，火箭所能达到的最大速度为
v = u ln( )
鄂教版科学六年级下册《运载火箭》2
提出问题
•火箭能升空，大家认为它的 力量从哪里来？
学生进行个人自我研究
想象：吹气球放手时有什么现象 发生？
小组讨论，交流
教师讲解要点
教师小结：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。
巩固掌握
• 火箭能飞行升空是怎么回事呢？
• 火箭飞离大气层，必须自带氧化剂，火箭 的飞行主要靠向后喷出燃气的反冲作用。
《运载火箭》2
鄂教版科学六年级下册
生动有趣的课程,搭配各个互动环节助理您教学成功
感谢所有辛勤付出的人民教师
教学伟大成就。 2．了解火箭的基本原理。 3．了解多级火箭的发射过程。 4．通过实验探究和制作，了解火箭发射的原理。 5．体会航天事业对人类所产生的影响。 6．能让学生乐于与他人合作与交流。
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”
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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”
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《运载火箭》2精品 课件
书是困难时的一双手，是干渴时的一股 甘泉， 是机器 上的一 台发动 机。或 是说， 只有他 才能使 我们的 血液流 动，促 进心脏 的呼吸 ，只有 他才能 使我们 活在这 个世界 上，我 们要读 好书、 好读书 、读好 书把冰 心的言 论铭记 在心。 记得那时一次暑假，让我与书结下了一 段不解 之缘， 一段难 以忘怀 的岁月 。
小学生读书心得（五）： 人生快事，莫如读书。它能让我们知天 地、晓 人生。 它能让 我们陶 冶性情 ，不以 物喜， 不以物 悲。书 是我们 精神的 巢穴， 生命的 源泉。 古今中 外有成 就的人 ，到与 书结下 了不解 之缘， 并善于 从书中 汲取营 养。从 阅读中 养成爱 好读书 的习惯 ，体会 读书的 乐趣， 学习和 掌握一 些读书 的方法 ，这不 是人生 的第一 大快事 吗下面 ，我就 和大家 分享读 书的各 种乐趣 吧!
运载火箭
教学目标
1．了解人类在航天技术领域取得的伟大成就。 2．了解火箭的基本原理。 3．了解多级火箭的发射过程。 4．通过实验探究和制作，了解火箭发射的原理。 5．体会航天事业对人类所产生的影响。 6．能让学生乐于与他人合作与交流。