引用 warmonkey:
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什么是液体火箭吗?
固液混合和液体火箭有什么区别?
为什么要做液体火箭,而不是显然更容易的固体方案?
液体火箭的推进剂在哪里,怎么燃烧,怎么变成高速喷...
液体火箭发动机是目前航天运载火箭最常见的动力形式。 液体火箭发动机的优势在于燃料易于制取、通常从石油或化工原料中可以直接制成,燃烧的比冲大、推力强劲、持续性好,所以,世界上多数的大推力运载火箭都使用液体燃料发动机作为动力,像我国的“长征”系列运载火箭,绝大多数都使用液体发动机作为推进系统,少量采用的固体推进器也只是辅助手段。 但是液体火箭发动机的燃料灌装和存储困难、技术要求高、同时使用风险很大,液体燃料经常伴随着高挥发性和毒性,像我国发射卫星使用的“长征”运载火箭主要使用偏二甲肼为燃料,这就是一种集挥发性和剧毒为一体的燃料,同时,液体火箭的体积也很大,转移和机动都很困难。 固体火箭发动机是目前小型火箭、火箭炮弹药、多数军用导弹的主流动力源,其燃料易于工业制成,同时便于存储和运输,基本没有挥发性和借助空气传播的毒性,所以安全性比较好,而且寿命很长,能够存储十多年,而液体燃料最多三个月就会变质。 但是固体火箭发动机的燃烧比冲较小、燃烧延续时间较短、同时整体的燃料质量很大、又受到固体燃料燃烧性质的影响,所以用途受到限制。
固体推进剂目前普遍采用的是按粘合剂结构特征来分类。分为双基推进剂,复合推进剂,以及改性双基推进剂。 双基推进剂的工艺多为无挥发性溶剂的吸收-压延-挤压成型工艺,可大批量连续生产,产品性能重现性好,但是压制大型药柱受限因素较多,只能挤压直径300mm以下的药柱,由于溶剂挥发问题,燃烧层厚度一般不超12mm,其药柱均匀,性能再现性好,成品几何尺寸偏差小,在常温下安定性,机械强度和抗老化性能好,储存寿命长(15年)。缺点是能量水平低,高低温力学性能差,稳定燃烧的临界压力偏高。复合推进剂是以高分子粘合剂为基体,添加氧化剂固体填料制成的。为提高燃烧温度,还可加入如铝粉类轻金属燃料,习惯上复合推进剂按粘合剂的化学结构命名,如聚硫橡胶推进剂,聚氨酯推进剂等,复合推进剂多采用捏合浇铸工艺制造,由于使用了液态高分子预聚物为粘合剂,在复合推进剂制造中可加入数量高达90%的固体填料,它的能力性能优于双基推进剂,目前应用最广泛的是HTPB推进剂。改性双基推进剂,在双基推进剂中加入提高能量的固体成分(如氧化剂高氯酸胺,高能炸药奥克托今和金属燃料铝粉),并引入交联剂,使能量和力学性能有显著提高,在制造工艺上,既可使用挤压成型工艺,也可采用浇铸工艺。在组成结构上呈现了复合推进剂所具有的多相复合物的性质,属一种异质推进剂,它包括复合改性双基(CMDB)和交联改性双基(XLDB)2种推进剂,优点是能量高,不足是机械感度和爆轰敏感度大,燃温过高。