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1、2.3.1 發(fā)動機的主要參數(shù),,2.3 化學(xué)火箭發(fā)動機,第二章 動力裝置,2.3.1.1 推力,1）推力室的推力 推力室工作期間，作用在推力室內(nèi)表面上的燃氣壓力和未受擾動的周圍介質(zhì)作用在推力室外表面的壓力的合力的軸向分量。,,,,第二章 動力裝置,思考： 1.化學(xué)火箭發(fā)動機的推力與飛行器的飛行速度有關(guān)嗎？,2.隨著飛行高度的增加，化學(xué)火箭發(fā)動機的推力如何變化？,定常流動量方程：作用在控制體上的合外力等于單位時間內(nèi) 流出控制體與流入控制體的流體的動量差。,（2.8）,對于恒定推力，忽略啟動和關(guān)機過渡過程，上式可簡化為,(2.9),,,2.3.1.2 總沖和比沖,總沖It 為整個工作時間

2、內(nèi)推力對時間的積分，即,比沖Is 為單位質(zhì)量的推進劑所產(chǎn)生的總沖。,(2.10),第二章 動力裝置,,2.3.2 液體火箭發(fā)動機,2.3.2.1 發(fā)動機的組成、結(jié)構(gòu)及工作原理 液體火箭發(fā)動機一般包括推力室、 推進劑的貯箱，強迫推進劑進入推力室 的推進輸送系統(tǒng)，推進劑流量調(diào)節(jié)控制 裝置和發(fā)動機架等。,第二章 動力裝置,1.推力室 推力室是液體推進劑進行噴注、霧化、混合和燃燒，并使 燃氣膨脹以高速噴出產(chǎn)生推力的部件。 包括噴注器、燃燒室和噴管三部分。,,2.推進劑輸送系統(tǒng) 將推進劑從貯箱輸送到推力室的系統(tǒng)稱為推進劑輸送系統(tǒng)。目前液 體火箭發(fā)動機的輸送系統(tǒng)有擠壓式和泵壓式兩種。 （1）擠壓式輸送

3、系統(tǒng)。其借助于高壓氣體的壓強，將推進劑由貯箱擠 壓到推力室中。,第二章 動力裝置,,1燃燒劑貯箱； 2氧化劑貯箱； 3增壓活門； 4渦輪； 5齒輪箱； 6氧化劑泵； 7燃燒劑泵； 8主活門； 9推力室； 10燃氣發(fā)生器； 11蒸發(fā)器； 12火藥啟動器,圖 2-12,（2）泵壓式輸送系統(tǒng)。利用渦輪泵提高來自貯箱的推進劑的壓強，使推 進劑按規(guī)定的流量和壓強進入燃燒室。,第二章 動力裝置,,2.3.2.2 液體推進劑 1.液體推進劑的分類 單組元、雙組元和三組元推進劑 單組元推進劑：是指在同一物質(zhì)中既含有氧化劑又含有燃燒劑。 雙組元推進劑：是指一個是氧化劑，另一個組元是燃燒劑。它們被

4、分 別貯存，并且在燃燒室以外不混合。 三組元推進劑：是指由氧化劑、燃燒劑和具有小摩爾質(zhì)量的組元組成。 高沸點推進劑、低沸點推進劑和低溫推進劑,第二章 動力裝置,高沸點推進劑：沸點高于298K。如硝酸、偏二甲肼、火箭煤油。 低沸點推進劑：沸點低于298K，但高于120K。如四氧化二氮。 低溫推進劑：沸點低于120K。如液氧、液氫、液氟,,2.主要的液體推進劑 氧化劑 液氧 硝酸 四氧化二氮 過氧化氫,燃燒劑 液氫 偏二甲肼 火箭煤油 一甲基肼 肼,推進劑組合 液氧+液氫 硝酸+偏二甲肼 四氧化二氮+偏二甲肼 液氧+火箭煤油,第二章 動力裝置,典型液體火箭發(fā)動機技術(shù)性能比較,,,2.3.3

5、 固體火箭發(fā)動機,2.3.3.1 發(fā)動機的組成及工作原理 由燃燒室、推進劑裝藥、點火裝置和噴管四部分組成。,第二章 動力裝置,,2.3.3.2 固體推進劑 固體推進劑分為兩大類：1）均質(zhì)推進劑 2）異質(zhì)推進劑 均質(zhì)推進劑：從微觀結(jié)構(gòu)上看比較均勻，在同一分子內(nèi)既包含 燃燒劑又包含氧化劑。如雙基推進劑。 異質(zhì)推進劑：從微觀結(jié)構(gòu)上看是不均勻的，由固體顆粒氧化劑、 金屬粉末和膠體狀態(tài)的粘合劑組成。如復(fù)合推進劑 和復(fù)合改性雙基推進劑。,第二章 動力裝置,,,第二章 動力裝置,,第二章 動力裝置,液體火箭發(fā)動機與固體火箭發(fā)動機的比較： 1.固體火箭發(fā)動機比液體火箭發(fā)動機的結(jié)構(gòu)和

6、設(shè)計簡單。 2.固體發(fā)動機的推力和工作時間受環(huán)境初溫影響較大，而液體發(fā)動機則不然。 3.液體發(fā)動機可以隨意開車，而固體發(fā)動機是不可能的。 4.一般來說，對于大推力、工作時間長的發(fā)動機，采用液體發(fā)動機比較有利， 而對于工作時間短的發(fā)動機，多采用固體發(fā)動機。 5.液體火箭推進劑的比沖一般比固體火箭推進劑的高。 6.液體發(fā)動機的推力調(diào)節(jié)容易實現(xiàn)，而固體發(fā)動機推力調(diào)節(jié)較難。 7.液體發(fā)動機的地面勤務(wù)處理要比固體發(fā)動機復(fù)雜的多.,,,F-1發(fā)動機,J-2發(fā)動機,,,RD-170發(fā)動機,HM-7B發(fā)動機,,,50噸氫氧火箭發(fā)動機,120噸液氧/煤油發(fā)動機,第三章 導(dǎo)彈飛行力學(xué)基礎(chǔ),3.1 空氣動力學(xué)基礎(chǔ)知

7、識 3.1.1 空氣流動時的基本規(guī)律 狀態(tài)參數(shù)及狀態(tài)方程,,,,狀態(tài)參數(shù)：密度 、壓強P 和溫度T。,狀態(tài)方程：,等熵方程:,氣體流動質(zhì)量守恒方程 對于連續(xù)介質(zhì)的穩(wěn)態(tài)流動，在同一時間內(nèi)，流進任意截面 的氣體和從另一截面流出的氣體質(zhì)量相等，即,,,,,伯努力方程（能量守恒方程） 在定常流動和絕熱條件下，伯努力方程為：,音速和馬赫數(shù) 1）音速 音速：微弱擾動在氣體中的傳播速度。 2）馬赫數(shù)Ma 馬赫數(shù)Ma：氣體流動速度v與音速a之比，即,,,,,,,,Ma0.4 為低速流 0.45為高超音速流,氣體流動特性方程 氣體流動特性方程如下： Ma1時，dv和dA同號，即氣流加速需要減小通道橫截面積,,,,,,,,,激波和膨脹波 1）激波 當(dāng)物體以超音速在空氣中飛行時，前方的空氣來不及讓開被突然壓縮形成堆積而形成的強烈的空氣壓縮波。 激波分為正激波和斜激波兩種。,,,,,,,,,正激波：波面和飛行速度垂直。 斜激波：波面相對飛行速度傾斜一定角度。,2）膨脹波 氣流以超音速流過一物體表面，突遇一個向外的角度轉(zhuǎn)折時，流動空間增加，流速會增大，溫度、壓強會降低，這就形成了一種新的擾動，稱這種擾動為膨脹波。,