 |
升空2021/9/26 13:20:50 |
 |
热气球大家都见过吧，很多人都觉得热气球很好玩，但是却不太清楚热气球升空是什么原理。驾驶热气球是需要一些技巧的，因为风吹得有多快，气球飞行的速度就多快。到底热气球升空的原理是什么呢？
热气球升空是什么原理
热气球的原理是空气的热胀冷缩。热气球燃烧器将燃烧加热的空气由气囊下部的端口喷入气囊，当空气受热膨胀后，相对与外部冷空气具有更低的密度，比重变轻而向上升起，使气球拖起吊篮一同升空。
当空气受热发生膨胀后，比重会变轻。因为单位体积热空气的质量较小，热空气比冷空气轻，热空气会升到冷空气上方，使其变轻产生浮力热，就可以使气球载重升空。热气球升空后，再使用燃烧开关来调整上升和下降高度。热气球要上升时，则需要不断加热空气；热气球要下降时，则需要等待空气冷却。
热气球的唯一飞行动力是风。对于环球飞行的热气球来说，必须选择速度和方向都合适的高空气流，并随之运动，才能高效地完成飞行。热气球需要利用不同高度层的风向来控制和调整自己的前进方向，它的飞行速度与风速相同，因此热气球不能主动改变方向。
热气球在全世界各地都很受欢迎，旅游时选择搭乘热气球，感受热气球升空带来的浪漫和美好。大规模的热气球起飞，也是一道好看的风景线。那么热气球升空的原理是什么？下面就和小编一起了解下热气球工作原理吧。
热气球工作原理
热气球源于一个非常基本的科学原理：热空气会升到冷空气上方。从本质上讲，热空气比冷空气轻，因为单位体积热空气的质量较小。1立方分米的空气大约重1克，若加热到37.8摄氏度，同样体积空气的重量会减少约0.25克。因此，热气球中每立方分米空气可以升起0.25克的物体。但这远远不够。这也是为什么热气球看起来如此巨大的原因——要升起454公斤的物体，需要大约1,840立方米的热空气!
热气球的飞行原理
热气球飞行是根据热空气密度比冷空气密度小，相同体积热空气比冷空气轻而产生浮力的原理。
上升时：把球囊内的空气加热，空气排出使其变轻，重力小于浮力就可以使气球载重升空;
下降时：则停止加热，冷空气又进入球囊，气球的重力增加，重力大于浮力时便下降。用开燃烧开关的间隔时间长短，调整球囊温度(气体密度)来控制热气球的上升和下降。所以热气球改变的是重力的大小。
热气球的唯一飞行动力是风,一天中太阳刚刚升起时或太阳下山前一两个小时,是热气球飞行的最佳时间,因为此时的风通常很平静,气流也很稳定。
一天中太阳刚刚升起时或太阳下山前一二个小时，是热气球飞行的最佳时间，因为此时的风通常很平静，气流也很稳定。大风、大雾都不利于热气球的飞行。按照规定，风速小于6米/秒，能见度大于1.5公里，而且飞行空域内无降水，才可以自由飞。
热气球是人类最早的升空载体。1783年11月，法国造纸商蒙戈菲尔兄弟在巴黎穆埃特堡进行了世界上第一次热气球载人空中航行，宣告了热气球运动的诞生。似乎从诞生之日起，热气球运动就被刻上了贵族烙印。200多年以后，这种情结才渐渐从当初的名门世家移向现今的豪商巨贾。而随着热气球材料的改进、制作工艺的提高、驾驶技术的日臻完善，热气球飞行已成为任何地点都可进行、任何人都可尝试的新型空中体育项目，但仍不失为一种财富、身份和性格、勇气的象征。
导语：看过航天员乘坐飞船升空的视频都知道，航天员的身体是需要半躺状态的。我们知道，航天员的任何姿态都是有考究的，那么，你知道航天员乘飞船升空时身体为什么要半躺着吗？到底航天员升空时身体半躺的原因是什么？下面我们一起来了解。
航天员乘飞船升空时身体为什么要半躺着
宇航员
更好地保护身体。因为航天飞机在起飞的时候，加速度非常快，身体很难承受这种压力，所以航天员乘飞船升空时要半躺着，为的是能更好的保护身体，避免受伤。
一名航天员的必备条件：
要成为航天员，首先要有良好的身体素质，因为航天员在进入太空或返回地面的过程中，要克服航天器飞行时的力学环境、太空的物理环境和航天器的狭小空间环境等特殊环境下的重重困难，适应这种环境的考验，航天员的身体和综合素质十分重要。因此，有幸成为航天员的人可谓凤毛麟角。
载人航天活动对于航天员的生理和心理均有严格的要求。航天医学专家根据航天任务及其对各类航天员不同的要求，制定相应的选拔项目、内容和标准化。一般包括基本资格审查、临床医学检查、生理机能选拔、心理选拔、特殊环境因素耐力和适应性选拔等。航天员的选择标准和条件在各个国家基本相同，特别是身体素质的要求是一样的。
美、苏早期航天员的选拔标准和方法有许多共同点；航天员均选自歼击机飞行员；航天员的选拔均以飞行员选拔为基础；所规定的选拔项目几乎相同。选拔淘汰的比例大约是1：100。美国“水星”任务第一批航天员7名，是从500名军用飞机飞行员中选出的。苏联的第一批航天员20名，是从3000多名飞行员中选出的，后来又有8名淘汰，实际上参加飞行的只有12名。
宇航员
在性别方面，航天员主要是以男性为主。在第一个女航天员瓦伦蒂娜捷列什科娃飞行后，经过将近20年，于1982年8月19日，联盟T-7号飞船才进行了第二次有女航天员斯维特兰娜萨维茨卡娅(34岁)参加的飞行。目前，女航天员的人数逐渐增加。在年龄方面，对于驾驶员和任务专家一般是22-40岁，载荷专家可以是40岁以上。由于前苏联是用飞船作为天地往返运输系统，对航天员的年龄要求较严，超过50岁继续飞行的航天员较少，而美国航天飞机的航天员有不少是50岁以上的。在身高方面，由于前苏联“联盟”号飞船返回舱的空间很小，航天员的身高一般都在170厘米以下，美国航天飞机座舱的空间较大，航天驾驶员的身高范围较宽，为162.5-193.0厘米。
为确保航天员具有优良的身体素质，生理机能选拔是极为关键的。生理机能选拔主要是挑选人体各脏器和系统基本生理功能优良者。生理机能选拔内容包括心血管和肺功能检查、中枢神经系统功能检查、听觉功能检查、视觉功能检查以及内分泌和免疫功能检查等。
航天员的心理和精神状态对于航天任务的完成有着极大的影响，特别是对于长期飞行以及多人的乘员组，其心理素质的选拔是非常重要的。航天员们身处的环境是恶劣、封闭和隔绝的，而且还要面对太空中那些难以预测的风险，没有超乎寻常的“坚强神经”是不可能在这种环境中完成规定任务的。
心理选拔方法包括心理调查和心理会谈，个性心理、智力和认知以及心理运动能力的测试等。对于多人的乘员组，更应该特别重视航天员彼此之间的适应性及协调工作的能力。
在航天过程中要遇到各种特殊环境因素，如超重、失重、低压、缺氧、高低温、振动、噪声、辐射、隔绝等。在航天员的选拔过程中，要淘汰那些对这些特殊环境因素敏感和耐受能力差的人，挑选耐力和适应性优良者。
严格的前庭功能选拔是也是航天员选拔的一个重要环节，这可以有效减少在失重状态下航天运动病的发病率。
宇航员
航天运动病也称太空病，是由于在失重状态，人体不适应产生的，和一般人平时的晕车和晕船非常相似。最初是上腹部不适，继而面色苍白、虚汗、头晕、眼花、恶心，严重的还会呕吐，但吐过以后症状会明显减轻。航天运动病一般在载人飞船一进入轨道后就会发生，持续2至4天后症状自动消失。但是，可别认为航天运动病算不得什么大不了的事儿，实际上，对于载人航天事业的发展和空间生命科学来说，它恰恰是一个难以攻克的大问题。
由于航天运动病发病率很高，据资料表明，有将近半数以上的航天员入轨后都会患上这种病。载人飞行的工作日程安排得非常严格，航天员入轨后有许多重要的操作需要在这段时间内完成。如果这时候出现运动病症状，就会或多或少影响其空间任务的完成，严重时还会影响到载人航天飞行的安全。其次，运动病的发作并没有一定的规律性，虽然初次参加航天飞行的人患此病较多，但在有些多次上天的航天员中也还会出现该种病，这就不能不对原有的飞行计划产生影响。
因此，前庭功能的好坏关系到航天员的工作效率、身体健康和飞行安全。美俄的经验证明，进行严格的前庭功能的选拔是减少航天运动病的发病率的有效措施之一。一般采用转椅、秋千或对耳部器官的温度刺激等手段来检查前庭器官的敏感性和稳定性。
是否凡是乘坐载人航天器进入太空的人都可以称为航天员呢？不然！载人航天器（如飞船）只乘1人时，他肯定是航天员，如果多人乘载的航天器（如航天飞机），其中的乘员就不同了。他们有的是航天器驾驶员，有的是机长（或指令长），有的是随机工程师，有的是载人航天器的任务专家。这些乘员都应该属于航天员称呼的范畴，或者说他们是职业航天员。除上述这些职业航天员外，还有一部分是专门进入太空做科学实验的乘员，如科学家、工程师、医生等，这些人称之为载荷专家和科学家航天员，属于非职业航天员，但都有特定的航天任务。此外，有些记者、教师、政治家或“游客”等也曾进入太空，但他们不能说是航天员，只能说他们是航天乘客。我们所以把进入太空的人加以分类，主要是因为对不同的人有不同的选拔和训练的要求。
导语：今天4月27日凌晨2时，我国成功发射探空火箭，全名为“鲲鹏—1B”垂直探测试验探空火箭，任务在于研究低纬度地区电离层中高层大气。发射地点位于海南省儋州市的中科院海南探空部。本次发射飞行顶点高度316公，从火箭起飞到溅落花费了10分钟最终圆满升空。对于提高探空火箭发射能力有着重大的意义。
4月27日，“鲲鹏-1B”863计划空间环境垂直探测试验探空火箭发射升空。
垂直探测试验探空火箭27日2时发射成功
中国科学院国家空间科学中心于27日2时在位于海南省儋州市的中科院海南探空部发射了“鲲鹏—1B”863计划空间环境垂直探测试验探空火箭，任务取得圆满成功。此次发射是中国在子午工程支持下恢复火箭探空活动后，再次开展空间环境垂直探测。任务精确获得空间磁场、电场矢量数据，对于深入研究低纬度地区电离层中高层大气的空间环境具有重要科学意义。
“鲲鹏—1B”箭头配置的姿态控制系统、柔性碳纤维伸杆均为中国在探空火箭上首次使用，对提高未来火箭探空的技术能力具有重要意义。此次试验在海南探空部火箭发射场沿正西方向、87度仰角发射。火箭飞行顶点高度达到320公里，从起飞到溅落共飞行约10分钟。承担此次实验任务的运载器——天鹰3F型两级固体燃料火箭发动机由中国航天科技集团公司所属航天动力技术研究所研制。
我国成功发射探空火箭 ：主要任务是探测研究低纬度地区电离层中高层大气的空间环境
探空火箭成本低、研制周期短
据试验总指挥、空间中心主任吴季介绍，探空火箭是进行空间探测和科学试验的有效探测工具，相对其他空间探测手段，探空火箭成本低、研制周期短、发射时间受限小。“利用探空火箭可以在高度方向上垂直探测大气各层结构成分和参数，研究电离层、地磁场、宇宙线、太阳紫外线和X射线、陨尘等多种日—地物理现象。”吴季说。
“鲲鹏—1B”的探空仪包括朗缪尔探针、双臂探针式电场仪和探测落球三种科学探测有效载荷。其中，朗缪尔探针和双臂探针式电场仪对空间等离层 70—300km高度范围内的部分电子密度、离子密度、空间电场和磁场进行原位探测，获得数据。试验同时利用中科院海南探空部的地基遥感观测设备，进行标定和联合观测，研究电离层垂直高度的精细结构。
实现30公里高度以上大气探测
此外，火箭飞至100公里高度时释放了一个球形探空仪，通过下落过程中落球在不同高度运动速度和加速度的变化，反演获得对应高度区域大气的密度、温度、风场，实现30公里高度以上临近空间大气气象要素的原位探测，对低纬度临近空间环境垂直分布特征开展研究。中科院海南探空部于1986年建立，除具备探空火箭发射能力外，还拥有近十种空间环境地基综合观测设备，其近赤道的地理位置在国际上具有突出的观测优势。
猜你感兴趣
SpaceX是什么 人类史上首次将spacex火箭成功回收
美国超级火箭计划2018年发射升空
我国火箭动力进入绿色无毒时代
