航天火箭的涡轮泵,作为火箭发动机重要组合件中唯一一个高速旋转类机械,在业内被称为液体火箭发动机的心脏。
它的工作原理与汽车的涡轮增压器相似,利用燃气驱动涡轮旋转带动泵工作,将火箭贮箱中的低压推进剂进行增压,并实时输送给燃气发生器和推力室进行燃烧。
液体火箭发动机涡轮泵在设计时十分强调重量轻和高性能,很多涡轮泵组件被设计成接近于技术发展水平的极限。
因此,要使涡轮泵可靠,并能适应运载火箭或者宇宙飞船的要求,就必须解决许多方面的问题。
例如:为满足性能和重量的要求,涡轮泵必须在高速下工作,从而就必须具有在高速下满足寿命要求的轴承和密封。
此外,泵必须具有高抽吸性能的诱导轮,以减少贮箱的压力和重量。
目前在搞煤油液氧分级燃烧循环发动机发动机的航天机构,就是东唐和毛熊两家。
但分级燃烧循环发动机有很多种,太阳国和米粒家用的是氢氧发动机,他们一般是高压补氧。
火箭的核心是发动机,发动机的核心是燃料泵,因为火箭发动机本身只是一个很简单的空腔,关键问题是如何给它提供足够的燃料。
提供燃料的方式就是循环方式。
火箭发动机的循环方式,从目前的发展趋势来看大致是:挤压、膨胀、燃气涡轮、电推。
燃气涡轮下面可以分成燃气发生器、分级燃烧、全流量分级燃烧等几个种类。
都是用火箭燃料驱动一个小型发动机,然后驱动涡轮泵往外抽燃料。
燃气发生器是从燃料中抽出一部分,驱动燃气涡轮机,然后驱动涡轮泵抽更多的燃料供给主发动机。
燃气涡轮机产生的废气直接排出体外,太空探索公司的梅林发动机就是这个原理,因为利用过的燃料不参加二次循环,所以也叫开式循环。
更高级一点的是分级燃烧循环,燃气涡轮机产生的废气会和其他燃料一起进入主发动机再燃烧一次,避免浪费。
供给燃气涡轮机的燃料和氧化剂有两种混合方式,一种是燃料过剩,也就是富燃燃烧;一种是氧化剂过剩,也就是富氧燃烧。
其中富氧燃烧后的废气,流入主发动机需要补充更多燃料,所以叫补燃。
比分级燃烧循环再高级的,是全流量分级燃烧循环。
和抽部分燃料驱动涡轮不同,全流量是所有燃料都先燃烧一次驱动涡轮,可以提供更强大的涡轮动力,而且之后在主发动机混合后燃烧效果更好。
太空探索公司现在研制的猛禽发动机就是这种,燃料是甲烷,分别走富燃燃烧和富氧燃烧两个预燃室,然后在主燃烧室会和。
高压,说的是发动机的性能指标。
火箭是靠向后喷气产生推力的,决定喷气速度的是发动机燃烧室内部的压力
请收藏:https://m.wwscdh.com
(温馨提示:请关闭畅读或阅读模式,否则内容无法正常显示)