干货!火箭是怎么飞上天的?揭开火箭发动机的神秘面纱!(5)
2023-06-03 来源:旧番剧
▲典型液体火箭发动机:俄罗斯RD-170
液体火箭发动机的优点是比冲高,推力范围大、能反复起动、能控制推力大小、工作时间较长等。(下文将进行详细讲解)
电火箭发动机
电火箭发动机是利用电能加速工质,形成高速射流而产生推力的火箭发动机。与化学火箭发动机不同,这种发动机的能源和工质是分开的。电能由飞行器提供,一般由太阳能、核能、化学能经转换装置得到。工质有氢、氮、氩、汞、铯、氨、氪等气体。
电火箭发动机由电源、电源交换器、电源调节器、工质供应系统和电推力器组成。电源和电源交换器供给电能;电源调节器的功用是按预定程序起动发动机,并不断调整电推力器的各种参数,使发动机始终处于规定的工作状态;工质供应系统则是贮存工质和输送工质;电推力器的作用是将电能转换成工质的动能,使其产生高速喷气流而产生推力。
▲典型电火箭发动机:卢瑟福
电火箭发动机具有极高的比冲(700—3000秒)、极长的寿命(可重复起动上万次、累计工作可达上万小时)。
核火箭发动机
核火箭发动机用核物质作能源,用液氢、液氦、液氨等作为工质,发展较为成熟的是核热火箭发动机。核火箭发动机由装在推力室中的核反应堆、冷却喷管、工质输送系统和控制系统等组成。在核反应堆中,核能转变成热能以加热工质,被加热的工质经喷管膨胀加速后从喷口排出而产生推力。
早在上世纪中叶,美国和前苏联就开始研制核动力火箭,均有相关样品问世,但由于多种因素影响,尚未成功上天。美国制定了Rover项目和NERVA项目,研制了NRX-XE核火箭发动机,真空比冲820秒;前苏联研制了推力3.5吨的RD-0410和70吨的RD-0411两种核火箭发动机,RD-0410真空比冲达到910秒。