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说难也不难,说简单也不简单的 火箭发动机

八卦谈 佚名 2023-06-04 09:18:16

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导语


当大多数人想到发动机时,都会认为它们与旋转有关。例如,汽车里的往复式汽油发动机会产生转动能量以驱动车轮。电动马达产生的转动能量则用来驱动风扇或转动磁盘。蒸汽发动机也用来完成同样的工作,蒸汽轮机和大多数燃气轮机也是如此。

星型活塞发动机


火箭发动机则与之有着根本的区别。它是一种反作用力式发动机。火箭发动机是以一条著名的牛顿定律作为基本驱动原理的,该定律认为“每个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力”。火箭发动机向一个方向抛射物质,结果会获得另一个方向的反作用力。

而火箭发动机有分为固体发动机和液体发动机。


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固体发动机


固体火箭发动机使用固体推进剂的化学火箭发动机。又称固体推进剂火箭发动机。固体推进剂点燃后在燃烧室中燃烧,化学能转化为热能,生产高温高压的燃烧产物。燃烧产物流经喷管,在其中膨胀加速,热能转变为动能,以高速从喷管排出而产生推力。


固体发动机的特点是燃烧后产生大量颗粒烟雾


固体火箭发动机由药柱燃烧室喷管组件点火装置等组成。药柱是由推进剂与少量添加剂制成的中空圆柱体(中空部分为燃烧面,其横截面形状有圆形、星形等)。药柱置于燃烧室(一般即为发动机壳体)中。在推进剂燃烧时,燃烧室须承受2500~3500度的高温和极高的压力,所以须用高强度合金钢、钛合金或复合材料制造,并在药柱与燃烧内壁间装备隔热衬。

固体火箭结构图

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液体发动机


液态火箭发动机产生推力的燃料氧化剂是以液态的方式储存,使用的时候才以气态的方式混合,燃烧产生推力。液态火箭发动机的使用历史早于固态火箭发动机,二次世界大战时期被短暂的作为飞机的推力来源,同时也是大型火箭最常使用的发动机。


结构上,液体发动机要比固体发动机复杂


虽然固体火箭在发射速度上、保存时间上都有优势,但说起运载能力,液体火箭则要更强一些。

液体火箭发射准备周期长,但是它的性能更高。在相同的起飞规模下,液体火箭的运载能力更大,就是说,可以用更少的燃料走更远的路。


液体火箭发射时不会拉出长长的烟


04

液体火箭发动机的优缺点:


①.液态火箭发动机的比冲值普遍优于固态火箭发动机。


②.液态火箭发动机可以间歇性的使用,固态火箭发动机很难分段使用。


③.液态火箭发动机需要有相关的管线与加压设备,相对于固态火箭发动机复杂许多。


④.液态火箭燃料的腐蚀性使得在燃料槽当中储存的时间较短,需要定期更换与检查。


固液火箭发动机结构区别



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