酬载是飞机运载火箭携带的物体。有时,酬载也指飞机或运载火箭能够承载的重量。根据任务的性质,载具的酬载可能是货物乘客机组人员弹药、科学仪器或实验或其他设备。如果可以选择性携带,那额外的燃料也会被视为酬载的一部分,如空中加油任务。

在商业用语中(即航空公司货运航空公司),酬载可能仅指产生收入的货物或付费的乘客。 [1]军用飞机携带的武器、弹药等,有时也称为飞机的武装酬载(warload)

对于火箭,酬载可以是卫星太空探测器或载有人类、动物或货物的太空船。对于弹道导弹,酬载是一个或多个弹头及相关系统;它们的总重量称为投掷重量

酬载占飞机或运载火箭总升空重量的比例称为“酬载比”。当酬载和燃料的重量一起考虑时,它被称为“有用酬载比”。在太空飞行器中,通常使用“质量比”,即酬载与其他一切事物(包括火箭结构)的比率。 [2]

距离和酬载的关系

Thumb
酬载距离图说明了在酬载和飞机航程之间有一个权衡关系。

上方的水平线代表最大酬载,它在结构上受到飞机最大零燃料重量(maximum zero-fuel weight,MZFW)的限制。最大酬载是最大零燃料重量与操作空重 (operational empty weight, OEW) 之差。沿线从左到右移动,显示在固定的最大酬载下增加距离,而想要更多航程就必须要添加更多燃料。

那条垂直线表示飞机、最大酬载和所需燃料的总重量达到最大起飞重量(maximum take-off weight,MTOW)的距离。如果航程超过该点,则必须牺牲酬载来换取燃料。

最大起飞重量受发动机最大净功率、机翼升阻比等因素限制。最大酬载距离点后面的对角线,显示了在以最大起飞重量起飞时,减少酬载与增加燃料(航程)的关系。

折线图的第二个转折点代表达到最大燃料容量的点。想要飞得比那个点更远,意味着必须进一步减少酬载,以换取些许的距离增加。因此,绝对航程是飞机在不携带任何酬载的情况下,以最多燃料可以飞行的航程,即折线与水平轴的交会点。

范例

酬载容量示例:

  • 安托诺夫 An-225 Mriya : 250,000 公斤
  • 土星五号
    • 近地轨道酬载质量140,000 公斤
    • 到月球轨道酬载质量 47,000 公斤
  • 太空梭
    • 到近地轨道的酬载(不包括 110,000 kg 维修轨道器)27,000 公斤 (53,700 磅)
    • 地球同步转移轨道的酬载(不包括 110,000 kg 轨道服务舱) 3,810 公斤 (8,390 磅)
  • 三叉戟(导弹) :2800 公斤投掷重量  
  • 自动运载太空船
    • 酬载: [3] 7,667 kg 8 个机架,带 2 x 0.314 m 3和 2 x 0.414 m 3
    • 容量:在 8 个机架中的前4 个,每个 1.146 m 3
    • 货物质量: 1,500 - 5,500 公斤
    • 水:0 – 840 公斤
    • 气体(氮气、氧气、空气,2 种/飞行):0 – 100 公斤
    • 国际太空站加油推进剂:0 – 860 公斤 (306 公斤燃料,554 公斤氧化剂)
    • 国际太空站再助推和姿态控制推进剂:0 - 4,700 公斤
    • 总载货量:7,667 公斤

结构能力

对于飞机而言,机翼油箱中燃料的重量对机翼弯矩的影响不如机身重量。因此,即使飞机装载了机翼可以支撑的最大酬载,它仍然可以携带大量燃料。

酬载限制

发射运输系统在可携带酬载的种类上有所不同,而且在施加在酬载上的外力和其他条件上也有所不同。酬载会被抬升,并安全到达目标位置,无论是地球表面任何地方或是特定轨道上。为确保这一点,酬载(例如弹头或卫星)在设计就会考虑到在到达目的地的途中,将承受一定数量各种类型的“挑战”。大多数火箭酬载都安装在酬载整流罩内,以保护它们免受高速穿越大气时产生的动态压力影响,也能够提升运载火箭整体的空气动力外型。同样的,大多数飞机酬载也都装载在机身内部。超大货物可能需要具有不寻常尺寸的机身,例如超级彩虹鱼

发射系统施加的各种条件,可以粗略地分为对酬载造成物理损坏的条件,和可能损坏其电子或化学组成的条件。物理损坏的例子包括由大气颤振或振荡,引起瞬时极高的加速度、火箭推力和重力引起较长时间的高加速度,以及发动机速度调整引起的加速度大小或方向的突然变化。电子、化学或生物酬载可能会因极端温度(热或冷)、温度或压力的快速变化、与快速移动的气流接触导致电离以及来自宇宙射线范艾伦带太阳风等辐射而损坏。

参见

参考文献

外部链接

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