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火箭發(fā)動機工作原理

2021/12/21
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硬件型號:康明斯發(fā)動機

系統(tǒng)版本:發(fā)動機系統(tǒng)

火箭發(fā)動機就是利用沖量原理,自帶推進劑、不依賴外界空氣的噴氣發(fā)動機?;鸺l(fā)動機是噴氣發(fā)動機的一種,將推進劑貯箱或運載工具內(nèi)的反應(yīng)物(推進劑)變成高速射流,由于牛頓第三運動定律而產(chǎn)生推力?;鸺l(fā)動機可用于航天器推進,也可用于導(dǎo)彈等在大氣層內(nèi)飛行。大部分火箭發(fā)動機都是內(nèi)燃機,也有非燃燒形式的發(fā)動機。

同空氣噴氣發(fā)動機相比較,火箭發(fā)動機的最大特點是:它自身既帶燃料,又帶氧化劑,靠氧化劑來助燃,不需要從周圍的大氣層中汲取氧氣。所以它不但能在大氣層內(nèi),也可在大氣層之外的宇宙真空中工作。這是任何空氣噴氣發(fā)動機都做不到的。發(fā)射的人造衛(wèi)星、月球飛船以及各種宇宙飛行器所用的推進裝置,都是火箭發(fā)動機。

能源在火箭發(fā)動機內(nèi)轉(zhuǎn)化為工質(zhì)(工作介質(zhì))的動能,形成高速射流排出而產(chǎn)生動力?;鸺l(fā)動機依形成氣流動能的能源種類分為化學(xué)火箭發(fā)動機、核火箭發(fā)動機和電火箭發(fā)動機。

化學(xué)火箭發(fā)動機是技術(shù)最成熟,應(yīng)用最廣泛的發(fā)動機。核火箭的原理樣機已經(jīng)研制成功。電火箭已經(jīng)在空間推進領(lǐng)域有所應(yīng)用。后兩類發(fā)動機比沖遠高于化學(xué)火箭?;瘜W(xué)火箭發(fā)動機主要由燃燒室和噴管組成,化學(xué)推進劑既是能源也是工質(zhì),它在燃燒室內(nèi)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,生成高溫燃氣經(jīng)噴管膨脹加速,將熱能轉(zhuǎn)化為氣流動能,以高速(1500~5000米/秒)從噴管排出,產(chǎn)生推力。化學(xué)火箭發(fā)動機按推進劑的物態(tài)又分為液體火箭發(fā)動機、固體火箭發(fā)動機和混合推進劑火箭發(fā)動機。液體火箭發(fā)動機使用常溫液態(tài)的可貯存推進劑和低溫下呈液態(tài)的低溫推進劑,具有適應(yīng)性強、能多次起動等特點,能滿足不同運載火箭和航天器的要求。固體火箭發(fā)動機的推進劑采用分子中含有燃料和氧化劑的有機物膠狀固溶體(雙基推進劑)或幾種推進劑組元的混合物(復(fù)合推進劑),直接裝在燃燒室內(nèi),結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、能長期貯存處于待發(fā)射狀態(tài),適用于各種戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈?;旌贤七M劑火箭發(fā)動機極少使用。

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