[科普中國(guó)]-推力室

液體火箭推力室設(shè)備組成噴注器

使推進(jìn)劑按一定流量和混合比進(jìn)入燃燒室霧化、混合和燃燒，對(duì)燃燒效率和燃燒穩(wěn)定性有重要影響。噴注器按噴注方式分為直流式、離心式和同軸式三種。噴注器上有時(shí)還裝有隔板、聲腔等抑制燃燒不穩(wěn)定性的裝置（見火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不穩(wěn)定性），對(duì)非自燃推進(jìn)劑還裝有點(diǎn)火裝置。
①直流式噴注器：有很多小直流通孔，推進(jìn)劑通過小孔形成霧狀小錐角射流噴入燃燒室。直流式噴注器常由兩股或多股射流相互撞擊，以促進(jìn)霧化和混和。相應(yīng)的噴注器分別稱為二擊式、三擊式或多擊式噴注器。推進(jìn)劑相同組元射流相撞的稱為自擊式，推進(jìn)劑不同組元射流相撞的稱為互擊式，平行射流互不相撞的稱為淋浴式，射流噴射到濺板上的稱為濺板式（圖2a）。直流式噴注器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，適用于大推力室。 ②離心式噴注器：由許多作為基本噴注單元的噴嘴組成。在噴嘴內(nèi)裝有渦流器或在噴嘴側(cè)壁上鉆有切向孔（圖2b），可以使推進(jìn)劑在噴嘴中形成旋渦流動(dòng)，噴入燃燒室以造成較大角度的錐形噴霧，借以改善霧化和混合效能。這種噴注器的霧化效果較好,但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,尺寸較大。
③同軸式噴注器：由許多同軸的噴嘴組成（圖2c），適用于液氧液氫發(fā)動(dòng)機(jī)。同軸式噴注器的內(nèi)噴嘴噴出液氧，它可以是離心式的或直流式的。液氫經(jīng)推力室的冷卻套加熱氣化后，由同軸噴嘴的環(huán)形空隙噴出，與液氧混合后燃燒。1

燃燒室
推進(jìn)劑霧化、混合和燃燒的容腔。燃燒室承受高溫燃?xì)鈮毫?，通常為圓柱形。它連同噴管一起做成各種形式的冷卻套，如管束式（由許多變截面管釬焊而成）、波紋板式（由內(nèi)外壁和中間的波紋形板釬焊而成）、銑槽式（銑槽內(nèi)壁和外壁直接釬焊而成）等。推進(jìn)劑中的一種組元從冷卻套流過，帶走高溫燃?xì)鈧鹘o壁的熱量，同時(shí)還可采用薄膜冷卻，以保證燃燒室的可靠工作（見發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻）。1

噴管
將燃燒產(chǎn)物的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，以產(chǎn)生高速射流?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)的噴管都是超音速噴管。噴管面積比根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求選擇,一般在10以上，最大的可達(dá)400。噴管應(yīng)保證氣流流動(dòng)損失小，出口氣流盡量與軸線平行，并且重量輕。常用的形狀有錐形和鐘形。錐形噴管制造方便，而鐘形噴管可以縮短噴管長(zhǎng)度。噴管除采用再生冷卻外，對(duì)單壁結(jié)構(gòu)的噴管延伸段還可采用渦輪排氣薄膜冷卻、輻射冷卻和燒蝕冷卻等。其他新型噴管如塞式噴管、膨脹偏轉(zhuǎn)噴管、回流噴管、平流噴管等尚處于研究階段。1

固體火箭推力室發(fā)動(dòng)機(jī)的推力室就是發(fā)動(dòng)機(jī)本身。

藥柱形狀對(duì)推力變化有影響。

基本功能推力室是將液體推進(jìn)劑的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成推進(jìn)力的重要組件。它由推進(jìn)劑噴嘴、燃燒室、噴管組件等組成，見圖。推進(jìn)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，以高速（2500一5000米/秒）從噴管中沖出而產(chǎn)生推力。燃燒室內(nèi)壓力可達(dá)200大氣壓（約20MPa）、溫度3000～4000℃，故需要冷卻。2

有關(guān)研究液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室釬焊過程熱固耦合分析3《焊接學(xué)報(bào)》2011年第10期

液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室結(jié)構(gòu)與冷卻設(shè)計(jì)3《清華大學(xué)》 2012年

氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)推力室化學(xué)反應(yīng)流場(chǎng)計(jì)算4《北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)》 1998年06期

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