항공우주공학에서 로켓의 다단 분리 기술이 비행 효율성을 높이는 원리는?
안녕하십니까.
우리가 일반적으로 알고 있는 로켓은 다단계로 분리되면서 추진됩니다. 로켓의 다단 분리 기술이 비행 효율을 높이는 구체적인 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 황성원 전문가입니다.
로켓은 중력을 이기고 우주로 나가기 위해 많은 연료가 필요합니다. 다단 분리는 무거운 빈 연료통을 버려 무게를 줄이는
역할을 합니다. 무게가 줄어들면 남은 연료로 더 높은 속도를 낼 수 있어 효율이 높아지게 됩니다.
각 단계는 최적의 고도와 속도에서 작동하도록 설계되어 에너지를 더 효과적으로 사용하게 되며 결과적으로 연료 소모를
줄이고 더 먼 거리까지 도달할 수 있게 되는 것입니다.
안녕하세요. 김민규 전문가입니다.
다단 로켓 추진 시 분리되면서 그만큼 중량이 감소하기 때문에 더 높은 효율로 추진을 할 수 있는 것이긴 합니다.
주된 이유는 로켓이 비행중 사용된 부분(연료통과 엔진 등)을 단계적으로 분리하여 버림으로써 전체 질량을 줄이기 위함입니다. 구체적인 원리는 다음과 같습니다.
질량 감소 : 로켓은 사승하면서 연료를 소모하고 , 비어버린 연료통과 더이상 필요없는 엔진은 불필요한 무게가됩니다.이를 분리해 버리면 남아있는 로켓의 질량이 크게 줄어듭니다.
가속 효율 증대 : 질량이 줄어들면, 같은 양의 추진력으로도 더욱 빠르게 가속할수있습니다. 즉, 버려진 단의 무게를 다음 단이 끌고 갈 필요가 없어 비행 효율이 높아집니다.
최종 속도 증가 : 각 단이 질량을 줄여가며 최대 속도에 도달한후 다음 단이 점화되면 초기 질량이 큰 단일 로켓보다 더 높은 최종 속도를 얻을수있습니다.
이러한 원리 덕분에 로켓은 지구 중력을 벗어나거나 원하는 궤도에 도달하기 위한 엄청난 속도(탈출 속도)를 효율적으로 달성할수있습니다.
안녕하세요. 조일현 전문가입니다.
연료를 다 쓰게된 부분을 제거하기에 무게를 줄임으로써 추진력이 더 빠르게 가속화될 수 있습니다.
이를 통해 연료 효율은 상승하고 목표 고도나 속도에 쉽게 도달하여 전체적인 추친 효율이 높아지기 때문입니다.