| 单词 | 液体火箭发动机 |
| 释义 | 【液体火箭发动机】 拼译：liquid-propellant rocket engine 又称液体推进剂火箭发动机，是目前使用最广泛的一种化学火箭发动机。利用自身携带的液体火箭推进剂为工质，并利用液体推进剂的化学能为能源而产生推力。液体火箭发动机不依赖周围环境介质，因而可在真空环境中工作，这个特点正是宇宙航行所必需的。 液体火箭推进剂是一种或几种液态物质的组合。它在液体火箭发动机的燃烧室内燃烧或分解，把化学能转变为热能，产生高温高压的燃气。高温高压燃气在喷管中膨胀和加速，将热能转变为动能，以几倍于声速的高速度喷出发动机产生反作用推力。液体火箭推进剂的物化性能参数对液体火箭发动机的性能和结构设计都有重大影响。可供使用的和正在研制中的液体推进剂的种类很多。按照组成推进剂的组元数目来分，可分为单组元、双组元和三组元液体推进剂；按照推进剂或其组元保持液态的温度来分，可分为高沸点推进剂和低沸点推进剂(或称低温推进剂)；按照氧化剂和燃料接触时的化学反应能力来分，可分为非自燃推进剂和自燃推进剂。如按其他的分类方法分类，还有可贮存液体推进剂和不可贮存液体推进剂等。属于单组元液体推进剂的物质有：过氧化氢、硝酸丙脂和肼等。双组元液体推进剂使用最广泛，它由2个组元组成，一个组元是氧化剂，另一个组元是燃料，它们分别输入燃烧室后进行燃烧可作为氧化剂的物质有：液态氧、四氧化二氮、硝酸、液态氟等；可作为燃料的物质有：液态氢、火箭用煤油、偏二甲肼、混肼和酒精等。三组元液体推进剂由3种液态物质组成。例如液态氧作为氧化剂，液态甲烷或丙烷或煤油作为燃料，液态氢作为添加剂。液体火箭发动机的发展史大致分为4个阶段。第1阶段(1903～1942)为开创阶段。一般认为俄国К．Э．齐奥尔科夫斯基首先提出使用液体推进剂火箭发动机作为航天的动力装置的设想，但第1个制成并发射液体火箭发动机的人是美国的R．H．戈达德(1926年3月)。第二次世界大战期间，德国集中力量研制大型液体火箭，并于1942年10月成功地进行了A－4火箭的发射试验。该火箭就是以后的V－2火箭。V－2火箭不可能改变战争的结局，但为战后发展大型导弹和航天运载工具奠定了基础。40和50年代，是液体火箭发动机发展的第2阶段。这阶段的特点是：美国和前苏联在V－2火箭技术的基础上，研制了用于第一代战略导弹的以液氧－煤油为推进剂的大推力液体火箭发动机。液氧的沸点很低(－183℃)，是不可贮存的推进剂组元。60年代为第3个发展阶段，其特点是：为了改善导弹的使用性能，研制了以四氧化二氮或硝酸为氧化剂的可贮存液体推进剂的火箭发动机。在此时期内，采用低沸点推进剂的火箭发动机也在发展中，液体火箭发动机技术获得了重大进展。液体火箭发动机不仅用于军事，而且也用于航天事业。除了把导弹用的液体火箭发动机直接用于运载火箭外，还针对航天需要，发展了大推力的助推发动机、上面级发动机以及控制各种姿态用的发动机。在此期间，中国也研制成功多种型号的液体火箭发动机。从70年代开始，进入第4个发展阶段。由于固体火箭发动机技术的进展及其固有优点，它已应用于战略和战术导弹。而液体火箭发动机以其高比冲的特点(与固体火箭发动机相比)在宇宙航行事业中得到广泛应用。宇宙航行(又称航天或空间飞行)是指载人或不载人的航天器计在太空的航行活动。太空是指地球大气层以外的宇宙空间，又称外层空间。宇宙航行(航天)包括环绕地球的航行、飞往月球或其他行星的航行、行星际空间的航行和飞出太阳系的航行。世界各国争相发展航天用的液体火箭发动机。美国研制了高性能的以液氧－液氢为推进剂的航天飞机主发动机，可以多次重复使用。前苏联也研制了液氧－液氢火箭发动机及其他大推力液体火箭发动机。欧洲研制的“阿里安”号运载火箭使用了以四氧化二氮－偏二甲肼、无水肼混合物为燃料的助推发动机，以及液氧－液氢上面级发动机。日本也开展了低温发动机的研究工作。中国研制了“长征”系列运载火箭。长征1号为3级火箭，第1子级和第2子级发动机都采用液体火箭发动机，第3子级采用固体火箭发动机；长征2号为2级火箭，其第1和第2子级的发动机都是液体火箭发动机；长征3号运载火箭的研制成功是中国运载火箭技术发展的里程碑，它使用可贮存液体推进剂的火箭发动机为第1和第2子级发动机，而第3子级发动机是能够2次起动的液氧－液氢发动机，是当前航天技术的热点。液体火箭发动机一般由推力室、推进剂供应系统和发动机控制系统组成，有时还包括推进剂贮箱(经常将推进剂贮箱归属于弹体)。推力室是将化学能转化为推进动力的主要组件，它由喷注器、燃烧室和喷管组成。液体推进剂从贮箱经过管道到达喷注器，以一定的压力喷入燃烧室。在燃烧室中，经过雾化、混合、蒸发、燃烧等过程生成高温(3000K～4000K)、高压(有的发动机高达39MPa)燃气。高温高压燃气在喷管中膨胀加速，以极高的速度(2500～5000m／s)喷出发动机，产生反作用推力。姿控小推力发动机的燃气的温度和压力则低得多。推力室需要冷却，通常采用的冷却方法有再生冷却、薄膜冷却和辐射冷却等。使用非自燃液体推进剂的发动机起动时还需要点火装置。推进剂供应系统的作用是按要求的流量和压力向推力室供应推进剂。它分为两大类，最简单的推进剂供应系统是挤压式系统，另一类称为泵压式系统。挤压式系统利用贮存在气瓶中的高压惰性气体(例如氦气等)经减压器进入贮箱，将液体推进剂从贮箱挤压到燃烧室。泵压式系统通常由涡轮泵、燃气发生器、阀门等组成，贮箱中的液体推进剂由涡轮带动的泵压入燃烧室，涡轮则通常利用燃气发生器供给的燃气作为动力。发动机控制系统对发动机的工作程序和工作参数进行调节和控制。发动机工作程序包括起动、主级工作和关机；主要工作参数为推力和混合比。美国航天飞机主发动机配有带计算机的控制器，对发动机进行全面的控制。液体火箭发动机具有比冲高、能多次起动以及使用中可调节推力等优点。为了适应航天的需要，它已发展为推力大小齐全的大家族。单台发动机推力最小的只有百分之几个N(约几克力)，目前推力最大的是前苏联的Pд－170发动机，其单机(四管发动机)的地面推力为7．4MN(约754t力)、真空推力为8．06MN(约为820t力)，这是目前世界上推力最大的补燃式液体火箭发动机。液体火箭发动机技术的发展正方兴未艾，其主要的发展方向有：(1)采用新的液体火箭推进剂，提高发动机性能，例如采用高密度的合成碳氢燃料、过冷的液态氢和固态氢的混合物等；(2)利用大气层中的空气，将使得液体火箭发动机的结构发生重大变化，例如以液氢为燃料的吸气式组合发动机、利用液化空气等；(3)提高燃烧室压力，这是除了利用高能推进剂以外的提高发动机性能的第2个重要方法；(4)采用更好的更新的材料、采用先进的生产工艺，改进结构设计，减轻发动机质量和减小发动机外廓尺寸；(5)提高工作可靠性，延长工作寿命；(6)提高单台发动机的推力，减少每个动力装置中所用的发动机(主机)的数量；(7)研制双工况液体火箭发动机，例如带双工位喷管的发动机、双混合比发动机、双推进剂发动机等；(8)设计工艺一体化，缩短设计和生产周期，降低成本。【参考文献】：1 中国大百科全书(航空航天卷)，19852 加洪Г Г，等．液体火箭发动机结构设计，19923 萨登G P著．火箭发动机，王兴甫，等译．北京：宇航出版社，1992(北京航空航天大学张中钦教授撰) |
| 随便看 |
科学参考收录了7804条科技类词条，基本涵盖了常见科技类参考文献及英语词汇的翻译，是科学学习和研究的有利工具。