火箭發動機技術

火箭發動機技術

火箭發動機在火箭上的地位,有如心臟和心血管系統在人體中的地位。因此,火箭發動機技術是航天高技術的重要組成部分。

基本介紹

  • 中文名:火箭發動機技術
  • 外文名:Rocket engine technology
  • 類型:航天高技術
  • 釋義:飛行器自帶推進劑
  • 特點:能源轉化
  • 優勢:將化學能轉化為熱能
定義,分類,化學能火箭發動機,核能火箭發動機,電火箭發動機,材料要求,

定義

所謂火箭發動機,是指由飛行器自帶推進劑(燃料和氧化劑),不依賴外界空氣的噴氣發動機。火箭發動機與其它噴氣發動機不同之點在於:飛機等其他各種噴氣發動機只自帶燃料,燃料燃燒所需的氧由大氣中獲得。所以其它噴氣發動機只能在大氣層內使用,而火箭發動機既能在大氣層內使用,也能在大氣層外使用。
火箭發動機技術

分類

火箭發動機將能源轉化為工作介質(工質)的動能,形成高速射流排出而產生推力。按能源分類,可分為化學能火箭發動機、核能火箭發動機和電火箭發動機。

化學能火箭發動機

化學能火箭發動機的推進劑既是能源也是工質,它在燃燒室內進行放熱反應,將化學能轉化為熱能,生成高溫燃氣,經噴管膨脹加速,將熱能轉化為氣流動能,以高速從噴管排出,產生推力。按推進劑的物態又分為液體火箭發動機、固體火箭發動機和混合火箭發動機。液體火箭發動機比沖高,工作時間長,可以多次啟動,推力調節和方向控制簡單,但結構複雜,推進劑不能長期貯存,多用於各種航天運載火箭和載入太空飛行器。固體火箭發動機比沖低,工作時間短,不能多次啟動,推力調節和方向控制較困難,但結構簡單,工作可靠,勤務處理和操作方便,適合於各種軍用飛彈。固液混合火箭發動機雖然兼有固體和液體火箭發動機的某些優點,但技術上還不很成熟。目前,技術上最成熟的是液體火箭發動機,尤以使用液氫液氧的發動機性能最高,稱為低溫高能發動機。液體火箭發動機由推力室(包括推進劑噴注器、燃燒室和噴管)、推進劑供應系統和發動機控制系統組成。
火箭發動機技術

核能火箭發動機

核能火箭發動機用核燃料作能源,用氫作工質,由核反應或放射性衰變釋放熱能加熱工質,經噴管膨脹加速後高速排出,產生推力。核能發動機還在研究中。

電火箭發動機

電火箭發動機用電作能源,用氫、氮、氟或抱、汞、鉚、鉀等鹼金屬蒸氣作工質。電能加速工質,形成高速射流排出,產生推力。

材料要求

由於火箭發動機工作時產生高溫、高壓和強振動,一些推進劑具有極低溫和強腐蝕性能,因此,對製造火箭發動機的材料,要求有極高的耐熱、耐極低溫、抗疲勞、抗腐蝕的性能,有高的比強度、比剛度和良好的加工性能。

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