第240章 宇宙的規矩
爬山是愣頭青的直線爬,還是拐著彎往上爬,是個再簡單不過的生活常識,李圳南很快就回道:
“肯定是走‘之’字型省勁!”
秦宇笑了笑,“挺好,這不挺聰明的嘛。那你知道為什麼這樣走省力嗎?”
這回李圳南答不出來了,或許中學時期老師在課堂講過這方面的內容,但這麼多年也都忘乾淨了。
秦宇好為人師的說:
“從能量守恆定律來看,人在爬山時的做工,w=fs=mgh。所以在重力做功不變的情況下,增加路程s、也就減少了人付出的力量f。”
“‘之’字型的走法就是增加了路程,也可以理解為把直接登山的大陡坡,分解成了多個傾斜角較小的陡坡,因此才比較省力。”
“類似的案例,還有詹天佑主持修建的京張鐵路:列車在爬坡時,如果坡度太陡,火車頭牽引力可能難以將列車直接拉上去。”
“於是詹天佑設計了‘之’字型軌道,把一個陡坡分成幾段相對緩和的斜坡,通過延長路程來減小坡度,讓火車能夠順利的爬上高山……”
李圳南恍然大悟道:
“所以讓擺渡車1號從地球前往月球,也是類似的道理,直接進入38萬公里的橢圓軌道難度係數太大,因此採用了類似的辦法。”
“這幾條逐漸擴大的霍曼轉移軌道,就相當於火車的‘之’字型軌道,通過增加路程、來減少火箭消耗的力f?”
秦宇說:“確切來講,是省燃料。由於真空是幾乎沒有阻力的,因此火箭無論走多少條霍曼軌道,整個過程消耗的燃料,相比於直接飛進地月轉移軌道,都少得可憐。
而節省下來的燃料,可以讓我們做更多的探索。唯一需要付出的成本,大概就是火箭兜圈子的時間成本,畢竟一條霍曼轉移軌道起碼要飛十幾個小時……”
李圳南和明毅倆人,似懂非懂的點了點頭,雖然還是聽不太懂,卻感覺明朗了許多。
彷彿跟著秦老師重新把中學物理複習了一遍。
其實秦宇給他們講述的,所謂通過‘之’字型路線,既能實現加速、還能節省大量燃料,只是冰山一角的說辭。
航天工程學涉及到的科目之多,尤其是地月轉移的軌道計算,哪怕秦宇講三天三夜都沒完,因此也只能囫圇的講一講。
而選擇‘之’字型路線的另一層原因,則是規矩!
沒有規矩,不成方圓。
宇宙同樣也是一個講規矩的地方。
人類可以利用開普勒三大定律、牛頓三大定律、萬有引力定律,在群星之間神奇的翱翔。
這些定律也同樣能將價值連城的航天器,像捏泥巴一樣粉碎成齏末。