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一直不明白固体火箭发动机的燃烧机制

浏览:18 发布:2019/02/16 19:39



液体燃料火箭发动机,其原理与航空涡轮喷气发动机,乃至普通的车用内燃机,都是把液体燃料喷入燃烧室,燃烧后高温高压气体做功。

而固体火箭发动机,是如何把固体燃料弄进燃烧室的?或者是在固体燃料的原始位置点燃后把高温高压的燃气引到喷嘴,喷出去反推做功?

液体燃料火箭发动机,其原理与航空涡轮喷气发动机,乃至普通的车用内燃机,都是把液体燃料喷入燃烧室,燃烧后高温高压气体做功。

而固体火箭发动机,是如何把固体燃料弄进燃烧室的?或者是在固体燃料的原始位置点燃后把高温高压的燃气引到喷嘴,喷出去反推做功?
非常简单,一堆燃料混合了氧化剂,塞进一个密封容器里,只开一个口子,然后点燃即可。

当然,具体的说,结构上是空心药柱在空心的地方点燃,利用燃烧的压力抑制反应的速度保持稳定喷射。
呵呵,不一定是空心的,也有实心的端燃药柱


看来楼主即也没点过齐火也没放过烟花,好可怜的娃,摸摸。{:soso_e150:}

固体火箭的燃烧模式和结构与起火的结构完全一样,原理没有任何区别。如果要说有什么区别的话,那就是起火的火药可能是粉状的,而固体火箭的是浇铸成一块或几块,一般是中间留一个空腔,这个空腔就是燃烧室。燃烧是发生在火药表面的,空腔的表面积代表了燃烧速度。如果浇筑质量不好,火药块出了裂缝,那就,哼哼。

印象中固体火箭发动机也有用粒状火药的,一种像蜂窝煤似的粒状火药。不过它的尾喷管不是一个大洞,而是一堆小孔(也有中心蜂窝筒的),估计是怕漏了,也方便起旋。这个工作起来燃速很快,估计也就是某些火箭弹用用,运载火箭是消受不起了。



看来楼主即也没点过齐火也没放过烟花,好可怜的娃,摸摸。{:soso_e150:}

固体火箭的燃烧模式和结构与起火的结构完全一样,原理没有任何区别。如果要说有什么区别的话,那就是起火的火药可能是粉状的,而固体火箭的是浇铸成一块或几块,一般是中间留一个空腔,这个空腔就是燃烧室。燃烧是发生在火药表面的,空腔的表面积代表了燃烧速度。如果浇筑质量不好,火药块出了裂缝,那就,哼哼。

印象中固体火箭发动机也有用粒状火药的,一种像蜂窝煤似的粒状火药。不过它的尾喷管不是一个大洞,而是一堆小孔(也有中心蜂窝筒的),估计是怕漏了,也方便起旋。这个工作起来燃速很快,估计也就是某些火箭弹用用,运载火箭是消受不起了。

固体火箭发动机.jpg (22.01 KB, 下载次数: 8)

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2011-8-2 20:42 上传

固体火箭燃烧室和燃料是一体的
有可以多次点火的固体火箭发动机吗

ligand 发表于 2011-8-2 20:12
有可以多次点火的固体火箭发动机吗


多脉冲火箭发动机,SM-3的第三级TSRM就是二次点火的双脉冲固体火箭发动机
ligand 发表于 2011-8-2 20:12
有可以多次点火的固体火箭发动机吗


多脉冲火箭发动机,SM-3的第三级TSRM就是二次点火的双脉冲固体火箭发动机
跟过年玩的烟花是一个道理。


以前看资料说印度因为太热,液体火箭发动机也搞不定,就专研固体的,技术很先进,是真的吗?有多先进?液体搞不好是因为天热吗?
怎么印象中日本也是固体火箭为主的?

以前看资料说印度因为太热,液体火箭发动机也搞不定,就专研固体的,技术很先进,是真的吗?有多先进?液体搞不好是因为天热吗?
怎么印象中日本也是固体火箭为主的?
夜行猪 发表于 2011-8-4 10:53
以前看资料说印度因为太热,液体火箭发动机也搞不定,就专研固体的,技术很先进,是真的吗?有多先进?液体 ...
任何一个国家都不可能以固体为主,因为大直径固体火箭发动机不好做,难以提高火箭推力。印度是在固体方面相对较强。
固体推进剂有两种装填方式,一种是做成药柱(单根或多根)直接放入壳体内,另一种是贴壁浇注,利用模具形成特定的装药构型。
液体火箭发动机推进剂贮存和燃烧是在不同的区域,而固发的推进剂贮存和燃烧都是在燃烧室内。
以前看资料说印度因为太热,液体火箭发动机也搞不定,就专研固体的,技术很先进,是真的吗?有多先进?液体 ...
跟天热没关系吧,还是液发的技术难度太大的原因。实际上固发受温度影响更大一些。
那固体火箭的“分段”是什么意思
楼主难道没放过二踢脚钻天猴吗?
2011-8-4 14:24 上传

某种意义上,没有所谓固体发动机这种玩意,固体储存的地方就是发动机。。。
lsquirrel 发表于 2011-8-2 20:37
多脉冲火箭发动机,SM-3的第三级TSRM就是二次点火的双脉冲固体火箭发动机
怎么实现的?两个独立的药柱?还是先把火灭了在点第二次?
李鹤帅 发表于 2011-8-4 11:10
任何一个国家都不可能以固体为主,因为大直径固体火箭发动机不好做,难以提高火箭推力。印度是在固体方面 ...
大直径固体火箭发动机好做,推力大,但是比冲不高,用在上面级效率太低。
纸飞机 发表于 2011-8-4 14:25
药柱除了内孔燃烧之外,端面参与燃烧吗?
有点不明白,液体火箭只要燃烧室耐高温就行,固体火箭是不是整个箭体都得耐高温?
acoustics 发表于 2011-8-4 17:06
大直径固体火箭发动机好做,推力大,但是比冲不高,用在上面级效率太低。
大直径固体火箭发动机药柱浇铸是一个很困难的问题,一旦药柱中出现裂缝或者气泡,就会导致发射事故。

三面红旗 发表于 2011-8-4 17:14
有点不明白,液体火箭只要燃烧室耐高温就行,固体火箭是不是整个箭体都得耐高温?


这个到不用那么严格(当然也不要太惨,钢壳就蛮好),空腔中燃烧的火焰和外壳之间还隔着一层燃料,只要高温的传导速度小于等于燃料的烧蚀速度就可以了(如果高于,那燃料自己也受不了,会分解崩溃的),大量的热量是被燃烧的燃料带走的。等到快烧完,壳子直接碰火的时候,离熄火也没多长时间了,内壁有层耐高温的就可以了。当然也有意外的,比如挑战者。

不过固体火箭的喉管是始终处在高温火焰的吹拂下的,这个必须严肃的考虑耐高温问题。
三面红旗 发表于 2011-8-4 17:14
有点不明白,液体火箭只要燃烧室耐高温就行,固体火箭是不是整个箭体都得耐高温?


这个到不用那么严格(当然也不要太惨,钢壳就蛮好),空腔中燃烧的火焰和外壳之间还隔着一层燃料,只要高温的传导速度小于等于燃料的烧蚀速度就可以了(如果高于,那燃料自己也受不了,会分解崩溃的),大量的热量是被燃烧的燃料带走的。等到快烧完,壳子直接碰火的时候,离熄火也没多长时间了,内壁有层耐高温的就可以了。当然也有意外的,比如挑战者。

不过固体火箭的喉管是始终处在高温火焰的吹拂下的,这个必须严肃的考虑耐高温问题。
李鹤帅 发表于 2011-8-4 17:16
大直径固体火箭发动机药柱浇铸是一个很困难的问题,一旦药柱中出现裂缝或者气泡,就会导致发射事故。
可能是没有真空浇注和X射线探伤之前的老黄历
acoustics 发表于 2011-8-4 19:41
可能是没有真空浇注和X射线探伤之前的老黄历
伦琴射线探伤应该早就有了,至于真空浇注,我不大清楚。
人类造出的第一枚火箭,就是固体火箭——二踢脚。
李鹤帅 发表于 2011-8-4 17:16
大直径固体火箭发动机药柱浇铸是一个很困难的问题,一旦药柱中出现裂缝或者气泡,就会导致发射事故。
一般都会用X射线之类的检查的,如果有裂纹就直接报废了
一般都会用X射线之类的检查的,如果有裂纹就直接报废了
裂纹长度不超过一定值也是可以正常使用的
纸飞机 发表于 2011-8-4 21:28
一般都会用X射线之类的检查的,如果有裂纹就直接报废了
为啥废物利用,送给亲人解放军好了。
一点不明白,药柱越烧越短对吧?那么燃烧点也就越烧越往上咯?可是喷口还是在火箭的底部啊?

这个问题怎么解决的?
2011-8-5 10:12 上传


大型的发动机燃烧面都是中间那个孔
小型的倒是有端面燃烧的
pphu 发表于 2011-8-5 09:36
一点不明白,药柱越烧越短对吧?那么燃烧点也就越烧越往上咯?可是喷口还是在火箭的底部啊?

这个问题怎 ...
大型的固体助推器不是从一端向另一端烧,而是从中间一条线按圆周往外烧,开头是个厚圆筒子,最后烧成一个空圆筒。好比只有一个洞的蜂窝煤。
纸飞机 发表于 2011-8-5 10:12
大型的发动机燃烧面都是中间那个孔
小型的倒是有端面燃烧的
谢谢。终于明白了,难怪对药柱的工艺要求那么高。:victory:

pphu 发表于 2011-8-5 13:19
谢谢。终于明白了,难怪对药柱的工艺要求那么高。


以当代的技术水平,固体火箭还是比液体火箭的工艺容易。
pphu 发表于 2011-8-5 13:19
谢谢。终于明白了,难怪对药柱的工艺要求那么高。


以当代的技术水平,固体火箭还是比液体火箭的工艺容易。
固体火箭燃烧面越来越大,怎么保持推力恒定?
mcw 发表于 2011-8-5 19:12
固体火箭燃烧面越来越大,怎么保持推力恒定?
圆形截面内孔燃烧的药柱不行,星形内孔或者内孔端面混合燃烧才行。


自己搞火箭的日本、以色列、印度发射第一颗卫星用的都是固体火箭,说明现在固体比液体容易。

戈达德和冯布劳恩开始搞火箭的时候还没有廉价的合成树脂做药柱的粘合剂,所以选择了液体火箭
然后三大流氓跟着V2一起搞了液体火箭。

V2问世仅仅过了十年,50年代就出现了聚硫橡胶粘合的推进剂,然后弹道导弹又开始由液体改固体。

如果没有戈达德和冯布劳恩这些业余航天先驱抢下关键的十年,液体火箭很可能晚于现代固体火箭出现。
这样的话,弹道导弹一开始就会是全固体的,而液体火箭由于缺乏军用需求可能变成一个纯民品。

没有军方对液体火箭的基础投入,很可能没有载人航天,更没有阿波罗计划与航天飞机。
而没有阿波罗计划与航天飞机的拉动,全球的基础工业技术水平也达不到现在的程度。
一旦冷战结束,商业通信卫星会不经济,液体火箭的地位也会像现在的超燃冲压发动机一样尴尬。
最终,现在的航天业发展水平会像“大航天时代”一样遥遥无期。

自己搞火箭的日本、以色列、印度发射第一颗卫星用的都是固体火箭,说明现在固体比液体容易。

戈达德和冯布劳恩开始搞火箭的时候还没有廉价的合成树脂做药柱的粘合剂,所以选择了液体火箭
然后三大流氓跟着V2一起搞了液体火箭。

V2问世仅仅过了十年,50年代就出现了聚硫橡胶粘合的推进剂,然后弹道导弹又开始由液体改固体。

如果没有戈达德和冯布劳恩这些业余航天先驱抢下关键的十年,液体火箭很可能晚于现代固体火箭出现。
这样的话,弹道导弹一开始就会是全固体的,而液体火箭由于缺乏军用需求可能变成一个纯民品。

没有军方对液体火箭的基础投入,很可能没有载人航天,更没有阿波罗计划与航天飞机。
而没有阿波罗计划与航天飞机的拉动,全球的基础工业技术水平也达不到现在的程度。
一旦冷战结束,商业通信卫星会不经济,液体火箭的地位也会像现在的超燃冲压发动机一样尴尬。
最终,现在的航天业发展水平会像“大航天时代”一样遥遥无期。
mcw 发表于 2011-8-5 19:12
固体火箭燃烧面越来越大,怎么保持推力恒定?
推力本来就是不恒定的
去找那个叫土星5的,他那里有SBR的推力曲线图
纸飞机 发表于 2011-8-4 14:25
分段发动机,是不是就是说各个分段同时点燃,燃气一同从喷管喷出?
2011-8-5 22:43 上传

纸飞机 发表于 2011-8-4 21:28
一般都会用X射线之类的检查的,如果有裂纹就直接报废了
当年我当兵的时候就是守卫这样的火工品车间的,看过不少,有敏感药还要泡水。简单的理解RPG类的火箭助推就像小型化的固推吗?

兵器谱文章地址:一直不明白固体火箭发动机的燃烧机制 http://www.bqpu.net/news/836323

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