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推力室
鎖定
推力,推動飛行器運動的力。它是作用在發動機內、外表面或推進器(如螺旋槳)上各種力的合力。
- 中文名
- 推力室
- 外文名
- thrust chamber
- 組 成
- 噴注器、燃燒室和噴管
- 釋 義
- 推進劑能量轉化和產生推力的組件
- 目 的
- 推進更遠
- 分 類
- 固體火箭、液體火箭
推力室設備組成
推力室噴注器
使推進劑按一定流量和混合比進入燃燒室霧化、混合和燃燒,對燃燒效率和燃燒穩定性有重要影響。噴注器按噴注方式分為直流式、離心式和同軸式三種。噴注器上有時還裝有隔板、聲腔等抑制燃燒不穩定性的裝置(見火箭發動機燃燒不穩定性),對非自燃推進劑還裝有點火裝置。
①直流式噴注器:有很多小直流通孔,推進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,以促進霧化和混和。相應的噴注器分別稱為二擊式、三擊式或多擊式噴注器。推進劑相同組元射流相撞的稱為自擊式,推進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)。直流式噴注器結構簡單緊湊,適用於大推力室。 ②離心式噴注器:由許多作為基本噴注單元的噴嘴組成。在噴嘴內裝有渦流器或在噴嘴側壁上鑽有切向孔(圖2b),可以使推進劑在噴嘴中形成旋渦流動,噴入燃燒室以造成較大角度的錐形噴霧,藉以改善霧化和混合效能。這種噴注器的霧化效果較好,但結構較複雜,尺寸較大。
③同軸式噴注器:由許多同軸的噴嘴組成(圖2c),適用於液氧液氫發動機。同軸式噴注器的內噴嘴噴出液氧,它可以是離心式的或直流式的。液氫經推力室的冷卻套加熱氣化後,由同軸噴嘴的環形空隙噴出,與液氧混合後燃燒。 [1]
①直流式噴注器:有很多小直流通孔,推進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,以促進霧化和混和。相應的噴注器分別稱為二擊式、三擊式或多擊式噴注器。推進劑相同組元射流相撞的稱為自擊式,推進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)。直流式噴注器結構簡單緊湊,適用於大推力室。 ②離心式噴注器:由許多作為基本噴注單元的噴嘴組成。在噴嘴內裝有渦流器或在噴嘴側壁上鑽有切向孔(圖2b),可以使推進劑在噴嘴中形成旋渦流動,噴入燃燒室以造成較大角度的錐形噴霧,藉以改善霧化和混合效能。這種噴注器的霧化效果較好,但結構較複雜,尺寸較大。
③同軸式噴注器:由許多同軸的噴嘴組成(圖2c),適用於液氧液氫發動機。同軸式噴注器的內噴嘴噴出液氧,它可以是離心式的或直流式的。液氫經推力室的冷卻套加熱氣化後,由同軸噴嘴的環形空隙噴出,與液氧混合後燃燒。 [1]
推力室燃燒室
推進劑霧化、混合和燃燒的容腔。燃燒室承受高温燃氣壓力,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(由許多變截面管釺焊而成)、波紋板式(由內外壁和中間的波紋形板釺焊而成)、銑槽式(銑槽內壁和外壁直接釺焊而成)等。推進劑中的一種組元從冷卻套流過,帶走高温燃氣傳給壁的熱量,同時還可採用薄膜冷卻,以保證燃燒室的可靠工作(見發動機冷卻)。 [1]
推力室噴管
將燃燒產物的熱能轉變為動能,以產生高速射流。火箭發動機的噴管都是超音速噴管。噴管面積比根據發動機的要求選擇,一般在10以上,最大的可達400。噴管應保證氣流流動損失小,出口氣流盡量與軸線平行,並且重量輕。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度。噴管除採用再生冷卻外,對單壁結構的噴管延伸段還可採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、膨脹偏轉噴管、迴流噴管、平流噴管等尚處於研究階段。 [1]
推力室固體火箭推力
推力室基本功能
推力室是將液體推進劑的化學能轉變成推進力的重要組件。它由推進劑噴嘴、燃燒室、噴管組件等組成,見圖。推進劑通過噴注器注入燃燒室,經霧化,蒸發,混合和燃燒等過程生成燃燒產物,以高速(2500一5000米/秒)從噴管中衝出而產生推力。燃燒室內壓力可達200大氣壓(約20MPa)、温度3000~4000℃,故需要冷卻。
[2]
推力室有關研究
液體火箭發動機推力室結構與冷卻設計
[3]
《清華大學》 2012年
過氧化氫/煤油雙組元推力室催化分解點火研究
[8]
《火箭推進》2003年 第6期
液氧/煤油火箭發動機推力室冷卻計算
[9]
層板發汗冷卻推力室的傳熱特性
[15]
《燃燒科學與技術》2006年05期
飛船推進系統推力室工作過程數值仿真
[16]
《指揮技術學院學報》 2001年05期
中國矢量推力航空發動機已進行測試採用3D打印技術
[18]
- 參考資料
-
- 1. 推力室 .中國百科網[引用日期2016-11-15]
- 2. 液體火箭發動機推力室結構與冷卻設計 .中國知網[引用日期2016-11-15]
- 3. 液體火箭發動機推力室釺焊過程熱固耦合分析 .中國知網[引用日期2016-11-15]
- 4. 氫氧發動機推力室化學反應流場計算 .中國知網[引用日期2016-11-15]
- 5. 單組元發動機推力室在軌温度數值仿真 .萬方數據[引用日期2016-11-15]
- 6. 液發推力室和渦輪泵故障監測與診斷技術研究 .中國知網[引用日期2016-11-15]
- 7. 航天飛機軌道飛行器RCS主推力室直動閥的設計改進 .中國知網[引用日期2016-11-15]
- 8. 過氧化氫/煤油雙組元推力室催化分解點火研究 .維普網[引用日期2016-11-15]
- 9. 液氧/煤油火箭發動機推力室冷卻計算 .萬方數據[引用日期2016-11-15]
- 10. 推力室多條內冷卻環帶近壁燃氣混合比計算新模型 .中國知網[引用日期2016-11-15]
- 11. 過氧化氫單組元推力室最新發展 .萬方數據[引用日期2016-11-15]
- 12. 變推力液體火箭發動機燒蝕推力室的設計計算 .中國知網[引用日期2016-11-15]
- 13. RBCC推進系統主火箭發動機氣氧/煤油推力室研究 .維普網[引用日期2016-11-15]
- 14. 渦流冷壁推力室傳熱模型分析計算 .中國知網[引用日期2016-11-15]
- 15. 層板發汗冷卻推力室的傳熱特性 .中國知網[引用日期2016-11-15]
- 16. 飛船推進系統推力室工作過程數值仿真 .中國知網[引用日期2016-11-15]
- 17. 鈮鉿合金推力室身部表面高温防護塗層的工藝技術研究 .萬方數據[引用日期2016-11-15]
- 18. 中國矢量推力航空發動機已進行測試 採用3D打印技術 .中華網.2015-12-08[引用日期2016-11-15]
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