推力室

推力室

推力室,火箭發動機中完成推進劑能量轉化和產生推力的組件。固體火箭發動機的推力室就是發動機本身。液體火箭發動機的推力室由噴注器、燃燒室和噴管組成。

推力室

推力室推力室
噴注器 使推進劑按一定流量和混合比進入燃燒室霧化、混合和燃燒,對燃燒效率和燃燒穩定性有重要影響。噴注器按噴注方式分為直流式、離心式和同軸式三種。噴注器上有時還裝有隔板、聲腔等抑制燃燒不穩定性的裝置(見火箭發動機燃燒不穩定性),對非自燃推進劑還裝有點火裝置。
①直流式噴注器:有很多小直流通孔,推進劑通過小孔形成霧狀小錐角射流噴入燃燒室。直流式噴注器常由兩股或多股射流相互撞擊,以促進霧化和混和。相應的噴注器分別稱為二擊式、三擊式或多擊式噴注器。推進劑相同組元射流相撞的稱為自擊式,推進劑不同組元射流相撞的稱為互擊式,平行射流互不相撞的稱為淋浴式,射流噴射到濺板上的稱為濺板式(圖2a)。直流式噴注器結構簡單緊湊,適用於大推力室。
推力室推力室
②離心式噴注器:由許多作為基本噴注單元的噴嘴組成。在噴嘴內裝有渦流器或在噴嘴側壁上鑽有切向孔(圖2b),可以使推進劑在噴嘴中形成鏇渦流動,噴入燃燒室以造成較大角度的錐形噴霧,藉以改善霧化和混合效能。這種噴注器的霧化效果較好,但結構較複雜,尺寸較大。
③同軸式噴注器:由許多同軸的噴嘴組成(圖2c),適用於液氧液氫發動機。同軸式噴注器的內噴嘴噴出液氧,它可以是離心式的或直流式的。液氫經推力室的冷卻套加熱氣化後,由同軸噴嘴的環形空隙噴出,與液氧混合後燃燒。
燃燒室 推進劑霧化、混合和燃燒的容腔。燃燒室承受高溫燃氣壓力,通常為圓柱形。它連同噴管一起做成各種形式的冷卻套,如管束式(由許多變截面管釺焊而成)、波紋板式(由內外壁和中間的波紋形板釺焊而成)、銑槽式(銑槽內壁和外壁直接釺焊而成)等。推進劑中的一種組元從冷卻套流過,帶走高溫燃氣傳給壁的熱量,同時還可採用薄膜冷卻,以保證燃燒室的可靠工作(見發動機冷卻)。
噴管 將燃燒產物的熱能轉變為動能,以產生高速射流。火箭發動機的噴管都是超音速噴管。噴管面積比根據發動機的要求選擇,一般在10以上,最大的可達400。噴管應保證氣流流動損失小,出口氣流儘量與軸線平行,並且重量輕。常用的形狀有錐形和鐘形。錐形噴管制造方便,而鐘形噴管可以縮短噴管長度。噴管除採用再生冷卻外,對單壁結構的噴管延伸段還可採用渦輪排氣薄膜冷卻、輻射冷卻和燒蝕冷卻等。其他新型噴管如塞式噴管、膨脹偏轉噴管、回流噴管、平流噴管等尚處於研究階段。

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