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认识液体火箭发动机
来源: | 2011-06-03

  液体火箭发动机是采用液体推进剂的火箭发动机的简称。液体火箭发动机工作过程中,液体推进剂由输送系统送到发动机泵前,经泵加压后进入发动机推力室的燃烧室进行燃烧(双组元推进剂)或分解(单组元推进剂),将推进剂的化学能变为热能,产生高温高压燃气,通过推力室喷管膨胀,将热能变为动能,以高速方式从喷管内向外喷出,产生反作用力——推力,为火箭飞行提供所需的动力。

  液体火箭发动机主要由推力室、涡轮泵、燃气发生器(或预燃室)、火药启动器和各种阀门、调节器、管路等组成。其中,涡轮泵又可分为气体涡轮、燃料泵和氧化剂泵等几个部分。

  液体火箭发动机的主要性能可以通过三个参数:有推力、比推力和混合比来判断。

  推力是衡量火箭发动机工作能力大小的一个参数。发动机的推力随着火箭的上升、周围大气压力的下降而不断增大,因此,表示同一台发动机推力有三种参数:海平面推力(大气压力为101千帕、温度为15℃时的推力)、地面推力(在地面试车台上测到的推力或按地面所处的环境压力和温度换算得到的推力)和真空推力(在大气压力为0的条件下的推力)。

  比推力是指单位推进剂流量产生的推力。比推力高,既表示推进剂能量高,又表示发动机效率高,它是两者结合的结果。因此,比推力的高低是衡量发动机性能的一个重要参数。同推力一样,比推力亦有海平面比推力、地面比推力和真空比推力之分。

  混合比是指发动机氧化剂质量流量与燃烧质量流量之比。混合比是通过发动机试车实际测量得到的,而混合比偏差则是指状态一样的发动机多次性能试车所测得的混合比之间的差别,它是通过对获得的统计数据进行计算分析得到的。混合比偏差大,则要求运载火箭所装推进剂的安全余量要留得多,这将直接影响运载火箭的运载能力。因此,减小发动机的混合比偏差也是提高运载火箭运载能力的有效途径之一。

  

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