推進劑供應系統

推進劑供應系統

正文

液體火箭中將推進劑從貯箱輸送入推力室的系統。推進劑供應系統按工作方式分為擠壓式和泵壓式兩類。
擠壓式供應系統　通常由高壓氣瓶、減壓器等組成（圖1）。貯存在氣瓶中的高壓惰性氣體（氦、氮等）經減壓器後進入貯箱，將推進劑從貯箱擠壓到推力室。推進劑的流量由減壓器所調定的壓力控制。從高壓氣瓶輸出的氣體也可經加熱後再使用，以節省用氣量和減輕氣瓶重量。在失重條件下工作的發動機，貯箱內的推進劑有時裝在彈性貯囊內，高壓氣體擠壓貯囊以保證推進劑的連續供應。

推進劑供應系統

泵壓式供應系統　通常由渦輪泵、燃氣發生器、火藥起動器等組成。渦輪泵將推進劑輸入推力室（圖2）。渦輪泵是渦輪與泵的組合裝置，還包括軸承、密封件和齒輪等。渦輪由燃氣發生器生成的燃氣或其他氣源驅動（見動力循環），通常採用衝擊式渦輪，結構簡單，重量輕。在閉式動力循環中則採用低壓比反力式渦輪。氧化劑泵和燃料泵可由同一渦輪驅動，也可分別由兩個渦輪驅動。渦輪與泵同軸或通過齒輪傳動，以便在高轉速下獲得較高效率。液體火箭發動機大都採用離心泵，單級壓頭高，結構簡單。高壓液氫泵採用多級離心泵或多級軸流泵。為了防止泵在工作中發生氣蝕（在流道中當液體靜壓低於當地溫度下的飽和蒸汽壓時產生的氣穴現象），須對推進劑貯箱增壓，以提高泵的入口壓力。貯箱增壓按氣源可分為貯氣增壓、自生增壓和化學增壓。貯氣增壓用貯存在高壓氣瓶中的氣體作增壓氣源。自生增壓是將低沸點的推進劑從泵後某處分流經換熱器加熱氣化，或從燃氣發生器抽出一部分燃氣經換熱器降溫而獲得增壓氣源。化學增壓是在自燃推進劑的一種組元的貯箱內注入少量另一組元，在貯箱內發生化學反應生成燃氣，用於增壓。為了提高泵的抗氣蝕性能，通常在離心泵前安裝誘導輪或在泵前增設增壓泵。燃氣發生器的結構與燃燒室類似，利用雙組元推進劑的化學反應或單組元推進劑的分解而生成燃氣。雙組元燃氣發生器所用的推進劑通常與推力室用的相同，但兩推進劑組元的混合比偏離發動機額定值較遠，以防止燃氣溫度過高而損壞渦輪葉片。火藥起動器是使用固體推進劑的燃氣發生器。點火裝置將固體藥柱點燃，生成燃氣驅動渦輪，工作時間很短，用於發動機起動。還可用其他起動方式，如用增壓氣體或液體推進劑起動箱和推進劑貯箱壓頭起動等。

推進劑供應系統

供應系統方案的選擇取決於燃燒室的壓力、推力和起動次數等。擠壓式供應系統用於低燃燒室壓力、小推力和起動頻繁的發動機，如姿態控制發動機等。推力較大的助推發動機和主發動機大都採用泵壓式供應系統。

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