液体火箭发动机得到广泛应用,可以用于运载火箭主发动机、助推发动机、游动发动机、姿态控制发动机和远地点发动机。发动机系统包括推进剂输送系统、推力室、发动机控制系统等。
推进剂输送系统包括燃料和氧化剂贮箱、增压、管路和阀门等,保证燃料高压输入推力室。
推力室包括喷注器、燃烧室和喷管,使推进剂雾化、混合、燃烧,产生高温气体,经喷管高速喷出,产生反推力。
火箭发动机推进剂名目繁多,常用的有:
*液氢(燃料)液氧(氧化剂)推进剂:这种组合是当前最有潜力的组合,其燃烧效率很高,但由于液氢和液氧的沸点都很低(液氢沸点为-252.8ºC,液氧沸点为-182.96ºC),保存需要超低温的贮箱,使温度接近绝对零度,才能保证它们处于液态,一旦温度超过沸点液体变成气体,就无法再用作推进剂;
*RP-1高精炼煤油(燃料)液氧(氧化剂)推进剂:这种组合燃烧效率一般,液氧的沸点为-182.96ºC,不易储存;(www.xing528.com)
*肼(燃料)四氧化二氮(氧化剂)推进剂:这种组合能常温保存。但是腐蚀性极强,有剧毒;
*肼-50(燃料)四氧化二氮(氧化剂)推进剂:这种组合可在室温下储存,其燃烧效率比较低。为保持肼、偏二甲肼、甲基肼各自的优点,克服其缺点,常将其中任意两种按一定比例混合,组成混肼燃料,这里混肼-50是质量各为50%的肼和偏二甲肼燃料。
肼和四氧化二氮,偏二甲肼和四氧化二氮,混肼和发烟硝酸等均为自燃推进剂。其优点是发动机不需要点火系统,工作可靠。
液体火箭发动机比冲高,推力大,流量容易控制,能准确控制关机时间,火箭飞行中可以起动、停止、再起动。但是液体火箭发动机结构复杂,体积较大,推进剂需要专用运输、贮存、化验和加注设备,增加了地面设备,影响机动性。此外,燃料的低温特性使存贮困难,如液氧、液氢等低温推进剂,不能长期贮存,必须在发射前临时加注;而含氟的液体氧化剂如液氟、二氟化氧和五氟化氯等,与一般液体燃料组合的推进剂燃烧产生的气体具有毒性。
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