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火箭发动机
编辑火箭发动机是通过注入推进剂而通过其反作用获得推力的发动机。基于牛顿第三定律。
火箭发动机工作原理
编辑例如火箭发动机化学火箭燃料(和氧化剂等)通过化学反应=燃烧高温,高压,以获得所得通过注入气体反应的推进力。通常,它既指能源,也指注入的材料(有时与流行的化学火箭相同),被称为推进剂。燃烧室的一个化学反应,导致压力的火箭发动机喷管被转换为速度高速向后注入。在电推进的情况下,推进剂通过电效应而加速,并且未设置一些喷嘴。
喷气发动机之间的区别是,与进气喷气发动机,外部空气的压缩与燃料燃烧混合,火箭发动机被预先安装氧化剂存在要被混合燃烧燃料的点。因此,在大的短时间段内的功率和工作速率获得的真空的空间和大气压少高海拔地区,水也可以被用于,例如,虽然优点,它不适合于长期连续使用。磨损严重的是它和太空飞行,武器,从它往往是复苏的困难的应用,如使用航天飞机的SSME多用的,如例外一次性的方案。(从“ 喷气推进实验室 ”是火箭实验室的事实可以看出,火箭发动机仍然是“ 喷气 ”发动机。) “仅指呼吸。)
对于化学火箭,推力由气体喷射速度与燃烧压力和外部压力之比确定。在空气气氛中进行的存在下,增加的压力项因素的影响,需要相对高的燃烧压力。在真空中,没有外部压力,因此忽略了压力项,而是强调了喷射速度(高比推力)。
比推力是 火箭效率的指标。这是气体喷射速度除以重力加速度,这意味着1N 质量的推进剂能持续多长时间的1N推力。与燃油消耗不同,值越高,效率越高。电推进强调特定的推力,因此推力比化学火箭小得多,而不是极小的推力。
化学火箭包括固体燃料火箭,液体燃料火箭和混合动力火箭。固体燃料火箭的结构简单,易于缩小尺寸,易于存储,但是一旦开始燃烧就难以控制,因此它们被用于小型导弹。液体燃料火箭比固体燃料火箭更易于控制,但是燃料存储和发射过程很复杂。混合动力火箭具有两个优点,已经被研究。
固体燃料火箭发动机
编辑固体燃料火箭发动机也称为火箭发动机。里面有固体推进剂。用于存储燃料的容器由复合材料制成,例如高强度钢或碳纤维增强塑料。作为燃烧方式,主要使用端面燃烧法(燃料从靠近喷嘴的部分逐渐燃烧)和内燃方法,其中燃料的形状像通心粉那样在中央部分具有孔,并且燃烧从内部向外部进行。在端面燃烧方式的情况下,由于燃烧面积恒定,因此推力保持恒定,但由于电动机壳体暴露于高温高压的气体,因此需要耐热性。另一方面,在采用内燃法的情况下,当形成具有通常的圆孔的形状时,燃烧面积增大,并且推力随着燃烧的进行而变化,因此设计截面形状来调整推力。通常,当承受推力时使用端面燃烧法,当在短时间内产生高推力时使用具有光束横截面的内表面燃烧法。
很难增加固体燃料火箭的尺寸。如果尺寸加倍,则根据平方平方定律,体积和重量将是8倍,但燃烧横截面的表面积将仅是4倍,因此获得与重量增加成比例的推力需要增加一倍的燃烧速度。因此,如果增大尺寸,则需要相应地开发具有高速燃烧成分的推进剂。因此,除非解决了固体推进剂的燃烧速度的问题,否则实际的固体燃料火箭的尺寸就存在上限。
固体燃料火箭发动机的优势
编辑- 可以在室温下长时间保存。
- 需要时在短时间内启动。
- 可以相对容易地获得大推力。
- 大密度比推力。(易于缩小结构)
固体燃料火箭发动机的缺点
编辑- 难以控制输出
- 小比推力(与液体燃料火箭相比)
- 平方律导致燃烧速度难以扩大
液体燃料火箭发动机
编辑它是一种使用液体燃料作为推进剂的火箭发动机。通过结合推进剂可将其用于各种目的。有几种类型的燃烧系统,例如气体发生器循环,两级燃烧循环和膨胀器循环。
液体燃料火箭发动机的优势
编辑- 大推力
- 根据型号,可以进行输出控制,也可以重新点火。
液体燃料火箭发动机的缺点
编辑- 结构复杂
- 某些类型的燃料很难在室温下存储。
- 启动需要时间。
- 密度比推力小。(结构易于放大)
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