3.4.6火箭发动机 - 火箭、组合及其他发动机

2015年10月航空航天概论第3章飞行器动力系统（续）3.4

火箭发动机与空气喷气发动机的异同空气喷气发动机只能在大气层内工作，空气是氧化剂。火箭发动机自带推进剂（燃烧剂和氧化剂），大气层内外均可。进入发动机的速度不同，火箭发动机为零。均采用反作用力原理。3.4.1火箭发动机的主要性能参数推力

(N)冲量和总冲：推力对工作时间的积分反映了发动机工作能力的大小（N·s）比冲（m/s)：发动机燃烧1kg推进剂所

产生的能量火箭发动机：300，涡轮喷气：4000

冲压：15003.4.2

液体火箭发动机1、单组元液体火箭发动机只靠一种推进剂组元，单组元推进剂在使用条件下应该稳定，进入推力室后又必须立即分解、燃烧。常用的单组元推进剂有过氧化氢、无水肼，硝酸异丙酯等。结构简单，能量低，比冲低推进剂输送系统流量调节控制活门推力室冷却系统……2、双组元液体火箭发动机（1）液体火箭发动机的组成及工作原理燃烧剂箱及输送系统喷注器氧化剂箱及输送系统喷管燃烧室系统结构复杂

结构简单可靠，易实现多次起动挤压式输送系统泵式输送系统推力室功用：将液体推进剂混合、燃烧，化学能转变成推力喷注器燃烧室喷管（2）液体推进剂①对推进剂的要求

能量高

良好的物理和化学安定性无毒性，对金属无腐蚀作用

有一组元传热性好，冷却推力室壁粘度小

燃烧性能好经济性好、成本低②主要的液体推进剂

氧化剂

——

液氧O2

液氟F2

硝酸HNO3

过氧化氢H2O2

四氧化二氮N2O4

燃烧剂

——

液氢H2

航空煤油肼及其衍生物N2H4(CH3)2N2H2

混胺3、液体火箭发动机的优缺点

优点

——比冲高，推力范围大，能反复起动,

推力较易控制，工作时间长缺点

——推进剂不宜长期贮存，作战使用性能差3.4.3

固体火箭发动机1、固体火箭发动机的组成及工作原理

组成——药柱、燃烧室、喷管组件、点火装置点火器前盖壳体主药柱传动机构喷管侧喷管推力终止装置三维药柱

2、固体火箭发动机的推进剂（1）固体推进剂的种类（2）药柱形状和特点一维药柱二维药柱（3）固体火箭发动机的优缺点

优点

——结构简单，可靠性高，操作简便固体推进剂性能稳定，可长期贮存

缺点

——比冲较小工作时间短推力大小、方向调节困难重起动困难，一般只能一次性工作3.4.4固-液混合火箭发动机多采用固体燃烧剂和液体氧化剂。提高推进剂的平均比冲，可多次起动。

混合推进剂性能较好；

结构较简单

推力调节、重复起动方便3.5

组合发动机可调进气口加力喷嘴燃烧室可调喷管供氧与供油3.5.1火箭发动机与冲压发动机组合3.5.2涡轮喷气发动机与冲压发动机组合低马赫数高马赫数起飞和着陆。涡喷停止工作后，冲压工作。3.5.3火箭发动机与涡轮喷气发动机组合

(看书）3.6

非常规推进系统特殊工质：氢、氩或金属锂蒸汽等，加热或电离后喷出。

电磁火箭发动机：推力小，太空航天器姿态调整核火箭发动机：试验阶段太阳能火箭发动机：推力小，太空航天器姿态调整将太阳能转化为电能，再通过电能电离惰性气体原子，喷射出高速氙离子流，为探测器提供主要动力SMART-1探测器及其太阳能离子发动机Y-2微波离子发动机是针对小行星交会采样飞行任务的需要而研制的一种微波电离式离子发动机。日本国家空间发展局的MUSES-C航