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[信息] 火箭发动机

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发表于 2017-12-31 20:45:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
发射台(下台)
Ariane 5第一阶段的视图显示了一个典型的发射台的内部设备补充。 这个阶段是一个使用液态氧和液态氢作为化学推进剂的火箭推进剂火箭发动机。 它基本上由两个安装在另一个上面的罐(串联罐装置)组成,带有一个共同的隔板(氧气罐的下部隔板用作氢罐的上部隔壁),管道(内部和外部),推力发生系统(vulcain 发动机),在一定程度上由氦气罐加压支持的泵送馈送系统。

火箭发动机

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 楼主| 发表于 2017-12-31 20:46:10 | 显示全部楼层
阿丽亚娜5第一阶段

火箭发动机

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 楼主| 发表于 2017-12-31 20:48:45 | 显示全部楼层
串联储罐(带外部管道)     
带普通舱壁的串联储罐(带内部管道)

火箭发动机

火箭发动机


通过发动机或喷嘴的机械偏转,可以改变推力的方向。 现在的大多数发射台使用电机(的一部分)的机械偏转以允许在推进飞行期间进行俯仰和偏航控制。 滚动控制是由一组2-4个不能沿圆周方向推动的不可向电动机完成的。 下图显示了液体火箭发动机机械偏转的一些方法。

火箭发动机

火箭发动机

阿丽亚娜5 EPS L 9.7级推进系统,见图。 总吨数为11吨(t),其中9,7吨。 推进剂(3,2吨MMH燃料和6,5吨NTO氧化剂)。 它的尺寸高度为356米,直径为3.94米。 EPS干质量为1,15吨。 主推进系统由一台27.5千牛的Aestus发动机(110千克干质量),4个直径为1410米(圆柱截面长度为0.4D)的圆柱形(近球形)推进剂储罐和2个增压剂 (0.3立方米@ 400巴)。 EPS姿态控制系统(SCA,SystèmedeContrôled'Attitude)旨在提供旋转稳定性。 它由两个各含35升的球形储罐组成,每个储备六个肼推进器,每个提供400N的推力。 在这6个推进器中,两个用于旋转,另外两个用于旋转。 其余两个是允许倾斜旋转轴。
 楼主| 发表于 2017-12-31 20:50:34 | 显示全部楼层
火箭图
一般火箭的设计都包含相同的元素。 火箭需要某种形式的推进才能使其在空中飞行。 这可以是任何事情,从简单的模型火箭人力的投掷,到使用燃料推动自己的引擎。 推进是由两个元素:氧化剂和燃料。 氧化剂和燃料箱位于运输工具的不同部位。 他们被迫通过一个泵到他们相遇的混淆室。 氧化剂和燃料燃烧产生热气体,在相对的端部挤出,为火箭提供推进力。 火箭的外面非常空气动力学。 它可以很长,并在顶部的一个点。 顶部被称为火箭的“鼻子”,对火箭飞行的方式非常有帮助。
这里有两个不同的火箭图:

火箭发动机

火箭发动机

涡轮泵用于液体燃料火箭,在燃料和氧化剂到达燃烧室之前对其进行加压。什么动力涡轮泵(汽车上的涡轮增压器使用汽车排气的权力,火箭涡轮泵使用什么)? - QuantumEleven 14:56,2009年8月17日(UTC)

涡轮泵由预燃烧器驱动,燃烧少量的燃料和氧化剂来运转涡轮泵。在图中,预燃烧器是6号。预燃烧器提供热气体来运行涡轮机(编号5),其驱动涡轮泵(编号3和4)。 anonymous6494 15:25,2009年8月17日(UTC)

(ec)在这篇文章中,有一个相当广泛的讨论。对于低温燃料和氧化剂(液氧,液氢),只需将液体加热到环境温度或更高温度就可以驱动一些泵,并使产生的膨胀气体驱动涡轮机。与其他燃料一样,可以使用燃料和氧化剂结合的预燃烧器来产生少量热的加压气体。这些主题有几个不同的变化,它们提供不同的预热燃料的方法,以不同的方式排放涡轮机排气。 TenOfAllTrades(talk)2009年8月17日(星期六)15:27(UTC)
这取决于设计。有时,涡轮机由完全独立的电源(例如电池或小型独立的内燃机)供电。其他时候,他们会将主推进能源切断,或者使用冷冻液减压来为泵供电。所有这些情况在火箭的稳定性,鲁棒性和质量预算方面都有各种优缺点。如果质量和飞行时间不是问题,最好的解决方案可能是电动机;但是这需要一个大的电池(并且具有可扩展性 - 大的质量流量火箭不能真正从电动涡轮泵中工作) - 所以更常见的是,涡轮或者在稍后启动或者获得电启动并且最终从主推进源。 Nimur(谈话)2009年8月17日(星期四)16:56(UTC)

 楼主| 发表于 2017-12-31 20:51:55 | 显示全部楼层
液体推进剂火箭发动机
液体推进剂火箭发动机使用液体燃料(如液态氢或煤油)和液态氧化剂(如液态氧)。这些发动机储存在独立的储罐中,然后根据需要泵入燃烧室。 当它们通过喷嘴喷入燃烧室时,它们在喷射之前迅速混合在一起并发生反应。
液体燃料系统的一个优点是可以控制推力的大小。 这是通过限制燃料被泵入燃烧室的速度来完成的。

火箭发动机

火箭发动机

航天飞机尾部的三个主要发动机是液体燃料火箭发动机。 外部储罐(ET)是一个大的橙色储罐,包含两个独立的储罐 - 一个储存液态氢和一个储存液态氧。
氢气和氧气被泵送到三个主要引擎。 将它们喷入燃烧室,在那里氢气与氧气反应生成气态水。 这种气态水的高速喷射产生了推力。
每个主发动机产生1.8MN(180万N)的推力。 这是通过每秒1340升的推进剂反应并以3560米/秒(12 800公里/小时)的速度喷射气态水来实现的。
CHEMICAL ROCKET LAUNCHERGas heated by a chemical reaction provides thrust. Cargo transported by     rockets is called payload. The ratio of cargo mass to the total mass of the     rocket including its cargo and propellant is called payload fraction. Its     value ranges from 6 percent for liquid propellant rockets to 0.2 percent for     solid propellant rockets. The minimum mass is 10 tons.
DETAILSIf we ignore gravity and aerodynamic drag, the final velocity of a rocket     equals:
   
    V = (exhaust_gas_velocity) natural_logarithm (cargo_mass / total_mass)    The total_mass includes structural parts, propellant, and cargo.     According to the above formula, which is know as the rocket equation, a high     velocity of exhaust gas is needed to launch massive cargo. Rocketeers often     talk of specific impulse, which is measured in seconds and is     proportional to the exhaust gas velocity. A specific impulse of one second     corresponds with the exhaust gas velocity of 9.8 m/s. The maximum velocity     of the exhaust gas is about twice its speed of sound:
Umax = A0(2/(G-1))0.5      where:       A0 is the initial speed of sound of the exhaust gas       G is the ratio of specific heat at constant pressure to specific heat       at constant volume     The high exhaust gas velocity calls for a hot gas having low molecular     mass. The extreme temperature of the exhaust gas is the main cause of the     high cost and high failure rate of rocket launchers. To maximize the     specific impulse, some researchers attempt to build rockets propelled by     pure hydrogen heated either by electric current, or a laser, or microwaves,     or a nuclear reactor.
There are five types of chemical rockets:


          
  • Liquid propellant rockets burn a mixture of liquid fuel and       liquid oxidizer, e.g., hydrogen and oxygen. They have a high specific       impulse (350-540 seconds) but require expensive turbopumps to feed fuel       and oxidizer at a high pressure to the combustion chamber. The thrust-to-weight       ratio of the Space Shuttle main engine is about 70. Russian NK-33 engine's       thrust-to-weight ratio is approximately 125.

 楼主| 发表于 2017-12-31 20:53:45 | 显示全部楼层

液体推进剂火箭发动机的概况

液体推进剂火箭发动机的概况

液体推进剂火箭发动机的概况
Rocket engine
                                     Okay guy's, I am back and             this time it's going to be the rocket engine just like I had             mentioned in my previous post. Okay, so a rocket engine huh? It must             be freaking you out because it's supposed to  be one of the most             complex pieces of engineering made by mankind. We'll its complex no             doubt, but am going to make it super simple(I did my best guy's)! In             very simple words a rocket engine is a jet engine who's complexity             is ten folds, so I think going through the description of the jet             engine would probably give you a basic idea about a\what a rocket             engine is.
         
                      1) Description: A rocket engine is very similar to the jet             engine and  works on the same principle, but                                        yet is very different. A rocket engine is capable of producing             thrust which is almost equivalent                                                    to the thrust produced by 50 jumbo jets, yes it's that powerful.             It uses cryogenic liquid
                                             hydrogen as fuel(which is one of the coldest             liquids present) and liquid oxygen as the oxidizer.
                                             Although these liquids are one of the coldest             liquids around, when they combine in the
                                             combustion chamber they go through an intense             reaction which produces temperatures of
                                             above 3330 C. The fuel and the oxidizer are             known as the propellants and they form a high
                                             speed propulsive jet. The rocket engine             basically works by throwing stuff out of the back(In
                                             this case propellant mass), literally. The             rocket engine is divided into 7 main parts:
         
                                             a) Oxidizer system
                                             b) Fuel system
                                             c) Pre-burners
                                             d) Main combustion chamber
                                             e) Nozzle
                                             f) Controller
                                             g) Helium system

火箭发动机

火箭发动机

These components form a part of the Space             shuttle main engine(SSME). Now I will be
                                             explaining to you the different components in             the easiest way possible. This might get a little
                                             boring, so you can jump right into it's             working if you find this uninteresting.
         
                                             a) Oxidizer system: The oxidizer             system consists of a Low pressure oxidizer turbopump
                                                                           (LPOT)             and a high pressure oxidizer turbopump(HPOT). Don't worry,
                                                                           these are just             fancy terms, there basic function is to increase the pressure
                                                                            of the oxygen             which is the oxidizer. High pressures, allow the high
                                                                           pressure             oxidizer turbines to operate without cavitating(cavitating             is
                                                                           basically the             formation of liquid free zones).
         
                                             b) Fuel system: The fuel system             consists of a low pressure hydrogen turbopump(LPHTP)
                                                                     and a high pressure             hydrogen turbopump(HPHTP). The increase in pressure
                                                                     of hydrogen by the             LPHTP permits the HPHTP to operate at high speeds
                                                                     without cavitating.             The hydrogen from the HTHTP is seperated and directed
                                                                     into three pathways.             The first pathway of hydrogen is towards the walls of the
                                                                     combustion chamber to             cool it down. the second flow is directed towards
                                                                     low pressure fuel             turbopump in the combustion chamber to turn its
                                                                     turbines. The first             flow is directed to the liquid hydrogen tank to maintain
                                                                     pressure. Another             part of this flow(Not included in the above three) is a
                                                                     combined flow of the             oxidizer and fuel towards the preburner.
         
                                              c) Preburners: Here the fuel and             oxidizer are mixed for efficient combustion. There are
                                                                    fuel injectors passing             out fuel at whose mouth a spark plug is present the
                                                                    ignite the mixture.             The spark plug is kept on for a few seconds until this
                                                                    process of ignition             becomes self sustaining. Its main function is to provide fuel-
                                                                    rich gases for the             turbines to generate power to operate the high pressure
                                                                    turbopumps.
         
                                              d) Combustion chamber: The combustion             chamber receives fuel-rich hot gases. The
                                                                                     gaseous             fuel enters the combustion chamber through the fuel
                                                                                     injector             which mixes the propellants(hydrogen and oxygen).
                                                                                     A             spark plug ignites the mixture here as well, and is kept on for
                                                                                     about             three seconds till this procedure becomes self sustaining.
                                                                                     The             shell of the combustion chamber is made of copper-silver-
                                                                                     zirconium             alloy to withstand the extreme tempertures of 3,315°C
                                                                                                 which             is higher than the boiling point of iron.
                                  
  





 楼主| 发表于 2017-12-31 20:55:10 | 显示全部楼层

                        e) Nozzle: The nozzle is the part of the main engine, through which the exhaust gases shoot out.
                                       The rim of the nozzle is angled and due to this the pressure of the gases increase at
                                        rim of the nozzle just before it leaves the rocket increasing the force at which the
                                        gases shoot out. The walls of the nozzle is lined with brazed stainless steel cooling
                                        passages through which liquid hydrogen is passes which acts as a coolant.
                        f) Controller: Each engine is equipped with a main engine controller which controls all functions
                                           of the engine. The controllers are designed to be tough enough to withstand the
                                           force of launch and are extremely resilient to damage.     
                      g) Helium system: The main engine controller operates five main propellant valves which can be
                                                  fully closed by using the engine's helium system as a back-up in case of an
                                                  emergency.

火箭发动机

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火箭发动机

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                        3) Uses: a) Rocket engines are used during space shuttle             lift-off's for producing extreme amounts of thrust.
                                               b) Rocket engined are used in space exploration             shuttles.

发表于 2018-1-2 22:57:47 | 显示全部楼层
瞎看完了之后,仔细想想自己果然看不懂,
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