火箭发动机技术

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发表时间:2015-12-21 18:10作者:航天工程网址:http://www.jcaae.com
 火箭发动机在火箭上的地位,有如心脏和心血管系统在人体中的地位。因此,火箭发动机技术是航天高技术的重要组成部分。 
 所谓火箭发动机,是指由飞行器自带推进剂(燃料和氧化剂),不依赖外界空气的喷气发动机。火箭发动机与其它喷气发动机不同之点在于:飞机等其他各种喷气发动机只自带燃料,燃料燃烧所需的氧由大气中获得。所以其它喷气发动机只能在大气层内使用,而火箭发动机既能在大气层内使用,也能在大气层外使用。
  
 火箭发动机将能源转化为工作介质(工质)的动能,形成高速射流排出而产生推力。按能源分类,可分为化学能火箭发动机、核能火箭发动机和电火箭发动机。
  
 化学能火箭发动机的推进剂既是能源也是工质,它在燃烧室内进行放热反应,将化学能转化为热能,生成高温燃气,经喷管膨胀加速,将热能转化为气流动能,以高速从喷管排出,产生推力。按推进剂的物态又分为液体火箭发动机、固体火箭发动机和混合火箭发动机。液体火箭发动机比冲高,工作时间长,可以多次启动,推力调节和方向控制简单,但结构复杂,推进剂不能长期贮存,多用于各种航天运载火箭和载入航天器。固体火箭发动机比冲低,工作时间短,不能多次启动,推力调节和方向控制较困难,但结构简单,工作可靠,勤务处理和操作方便,适合于各种军用导弹。固液混合火箭发动机虽然兼有固体和液体火箭发动机的某些优点,但技术上还不很成熟。目前,技术上最成熟的是液体火箭发动机,尤以使用液氢液氧的发动机性能最高,称为低温高能发动机。液体火箭发动机由推力室(包括推进剂喷注器、燃烧室和喷管)、推进剂供应系统和发动机控制系统组成。
  
 核能火箭发动机用核燃料作能源,用氢作工质,由核反应或放射性衰变释放热能加热工质,经喷管膨胀加速后高速排出,产生推力。核能发动机还在研究中。
  
 电火箭发动机用电作能源,用氢、氮、氟或抱、汞、铆、钾等碱金属蒸气作工质。电能加速工质,形成高速射流排出,产生推力。
  
 由于火箭发动机工作时产生高温、高压和强振动,一些推进剂具有极低温和强腐蚀性能,因此,对制造火箭发动机的材料,要求有极高的耐热、耐极低温、抗疲劳、抗腐蚀的性能,有高的比强度、比刚度和良好的加工性能。
文章分类: 航天推进系统
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