今天是圣诞节，首先祝大家圣诞节快乐。本章将面对初级爱好者介绍一些对于拉瓦尔喷管中一种特殊的情况——滞止状态，以便对许多发动机参数进行确定。

首先，我们要确定的一点是，大多数理论都运用于理想的发动机状况，所以我们应该先了解在火箭发动机中，理想情况（注意理想与最佳的区别）到底是什么：

1. 火箭推进剂燃烧后的产物所有成分都是气态的

2. 燃烧产物符合完全气体定律

3. 流体流动是绝热的，即不会与内壁发生热传递

4. 不产生激波

5. 大多数指标（如质量流量，推力大小）恒定不变

一：关系式概论

  这个概论主要用于后面理论分析的基本关系，但是所有的必须使用国际单位，否则有些需要用引入另一常数计算。

   1：m₁=m₂=m₀=Avρ

      A：所选横截面积

      v:此处气体流动速度

      ρ：气体密度

       其中m₁和m₂和m₀都是质量流量，根据质量守恒定律可推出，在喷管内部的任何一个部位，质量流量一定。

    2：T₁/T₂=（p₁/p₂）^(k-1)/k=(ρ₂/ρ₁)^(k-1)k

       k：燃气比热比

       T_:燃气温度

       ρ:气体密度

       在理想喷管中，流动的熵为零，在这种等熵流动过程中，任意两个截面1和2（即式中下标）的温度比等于两压强之比的（k-1）/k次幂，等于两处气体密度之比倒数的（k-1）次幂。

     3：h₁-h₂=(v₁²-v₂²)/2

        h:滞止焓

        v:气体流动速度

     4: h₀=h+v²/2=const 

         h₀:总焓

         h:单位质量的滞止焓

          v：气体流动速度

         焓就是比定压热容和温度的积，即h=c_pT

 二：滞止状态下的能量变换

   先给一个定义，当流动以等熵过程停止时，得到的状态就是滞止状态

    1:温度变化

       什么意思呢，在一个拉瓦尔喷管中，我们的任务就是将燃烧生成的热能转化为机械能，由上述式3可得，v₁²-v₂²=2（h₁-h₂），v₁²=2（h₁-h₂）+v₂²，v1=√2（h₁-h₂）+v₂² ，在理想喷管中此式可以适用于任何地方，而假如v₂是喷管头部流速，就可以忽略不计，而由于气流受阻，v₁就会大幅度下降，再由式4可知气流速度减小，滞止焓增加。这就会导致h₁-h₂的值非常小，即h₂接近h₁，所以c_p1T₁接近c_p2T₂，而在一般情况下比定压热容是不变的，即c_p1=c_p2，所以此时T₁就回接近T₂，而再从式2可得，燃烧室头部温度非常高，这时滞止状态下温度会升高到接近原温度。

        2.压强变化

         滞止状态下，温度大幅度升高，T₁/T₂逐渐接近于1，所以p₁/p₂就回接近1，即压强也会回复到最初状态

 三：滞止状态的危害

        根据热量守恒定律，在燃烧室内部，温度与压强基本不变，而在喉部和扩张段，温度下降是非常显著的，在没有热传递的情况下，扩张段出口温度下降1000摄氏度都是比较正常的，所以在扩张段分段喷管中越靠近外部的材料熔点越低，而遇到滞止状态时，温度回升，压强增大，就会对这一段造成破坏，影响使用寿命，导致严重的欠膨胀甚至炸机。同时出口处的压强比也会降低，影响有效喷气速度。

四：如何预防出现滞止状态

      一开始就提出过，滞止状态是由于流动以等熵状态停止而导致，简单来说就是在没有热传递的情况下速度显著降低，可以理解为气流被挡住了，所以加工的时候造成的不小心破坏，铁水附着，都会产生这种状况，这就是火箭发射前都要进行X光探伤的原因，经常看见有人自己加工喷管，这样很可能会产生滞止状态，喉部又是非常难以加工的部位，所以在加工过程中要尽量保持壁面光滑。这里提供2个方案：

1:使用模具浇铸而成

2:条件不允许的话尽量在加工完成后最好打磨一下。

希望对大家有一些帮助