固體火箭發動機原理
固體火箭發動機為使用固體推進劑的化學火箭發動機。固體推進劑有聚氨酯、聚丁二烯、端羥基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚等。固體火箭發動機由藥柱、燃燒室、噴管組件和點火裝置等組成。藥柱是由推進劑與少量添加劑製成的中空圓柱體(中空部分為燃燒面,其橫截面形狀有圓形、星形等)。藥柱置於燃燒室(一般即為發動機殼體)中。在推進劑燃燒時,燃燒室須承受2500~3500度的高溫和102~2×107帕的高壓力,所以須用高強度合金鋼、鈦合金或複合材料製造,並在藥柱與燃燒內壁間裝備隔熱襯。點火裝置用於點燃藥柱,通常由電發火管和火藥盒(裝黑火藥或煙火劑)組成。通電後由電熱絲點燃黑火藥,再由黑火藥點火燃藥拄。噴管除使燃氣膨脹加速產生推力外,為了控制推力方向,常與推力向量控制系統組成噴管組件。該系統能改變燃氣噴射角度,從而實現推力方向的改變。 藥柱燃燒完畢,發動機便停止工作。
固體火箭發動機的優勢
固體火箭發動機與液體火箭發動機相比較,具有結構簡單,推進劑密度大,推進劑可以儲存在燃燒到中常備待用和操縱方便可靠等優點。缺點是“比沖”小(也叫比推力,是發動機推力與每秒消耗推進劑重量的比值,單位為秒)。固體火箭發動機比沖在250~300秒,工作時間短,加速度大導致推力不易控制,重複起動困難,從而不利於載人飛行。固體火箭發動機主要用作火箭彈、飛彈和探空火箭的,以及太空飛行器發射和飛機起飛的助推發動機。