第(1/3)頁 航天集團公司研制泵后擺液體發(fā)動機最大的問題還是工程技術問題,主要是不能解決承受高壓高溫的的軟管和高功率的渦輪泵技術。 對于火箭來說,一個強大的發(fā)動機,是其擺脫地心引力沖上太空的核心保障,液體火箭發(fā)動機一般由推力室、推進劑供應系統(tǒng)、發(fā)動機控制系統(tǒng)組成。 推力室由推進劑噴嘴、燃燒室、噴管組件等組成,推進劑通過噴注器注入燃燒室,經(jīng)霧化,蒸發(fā),混合和燃燒等過程生成燃燒產(chǎn)物,以2500到5000每秒的速度從噴管中沖出而產(chǎn)生推力。 其中燃燒室內(nèi)壓力可達20兆帕,即使是普通的火箭發(fā)動機燃燒室的壓力也能達到8兆帕左右,赫赫有名的前蘇聯(lián)rd-180發(fā)動機,燃燒室壓力更是高達25兆帕! 燃燒室壓力越高,通常性能也越好,蘇聯(lián)將自己的合金技術利用到了極致,將火箭燃燒室的壓力能提升到如此恐怖的程度,這也是到現(xiàn)在為止連美利堅都為什么一直向俄羅斯采購大推力火箭發(fā)動機的原因。 燃燒室如此巨大的壓力就會帶來一個極為困難的問題——那就是推進劑怎么進去? 為了在真空中飛行,火箭是自帶燃料和氧化劑的,它們都存儲在貯箱中,可以說一枚火箭身上90%的重量都是推進劑,如果要讓推進劑進入高壓的燃燒室,最直接的辦法就是讓推進劑所受的壓力大于燃燒室內(nèi)的壓力。 火箭貯箱是出名的薄皮大餡,能承受的壓力是有限的,如果選擇提高貯箱結(jié)構(gòu)強度,那新增加的重量又是一個無法接受的數(shù)字,所以大推力發(fā)動機則用泵壓式供應系統(tǒng),這個系統(tǒng)最核心的就是大功率渦輪泵了。 渦輪泵由兩部分組成,分為渦輪部份與泵部份,一般采用直聯(lián),由渦輪驅(qū)動泵對氧化劑和燃料進行增壓。 它的工作原理與汽車的渦輪增壓器相似,利用燃氣驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn)帶動泵工作,將火箭貯箱中的低壓推進劑進行增壓,并實時輸送給燃氣發(fā)生器和推力室進行燃燒。 發(fā)動機被稱為火箭的心臟,而渦輪泵又是火箭發(fā)動機的心臟,是核心部件中的核心,而且工作方式極為暴烈—— 液體火箭發(fā)動機工作幾分鐘,幾百噸的燃料就要消耗掉,渦輪泵的功率非常大,假如它是個水泵,它這個輸出壓力,可以把海面上的水打到5000米高空! 第(1/3)頁