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  • 1 # 垂死掙扎的花叔叔

    固體火箭最特別之處就是它的燃燒是從內側到外側,而不是從下向上。

    燃料和氧化劑再加一些粘合劑(摻在一起合稱推進劑)被做成固體,裝在固體火箭外殼內。其中例如阿麗亞娜5號的固體火箭助推器推進劑成分為:14%丁二烯,18%鋁粉和68%的高氯酸銨。

    它的截面形狀被根據飛行任務設計。下面具體說阿麗亞娜5號運載火箭的助推器

    首先固體火箭的點火裝置在最上面,有不同的點火方式。比如可以用電來打著一塊固體燃料,製造出來的高熱高速氣體吹入火箭主體。

    假如推進劑截面形狀為均勻圓形的話,那剛點火時推力最低,因為燃燒面積最小。越燒面積越大也就推力越大。而火箭剛點火時最重,需要相對較高的推力。

    這時工程師想到一個解決方案,將推進劑截面形狀做成例如星星狀。這樣在剛開始燃燒時,燃燒面積最大,當星星狀的突出部被燒完了,燃燒面積變小。

    航天工程師可以透過推進劑截面形狀來設計推力相對時間的曲線。

    但是當這一切都完成時,它的行為也就完全預先設計好了。固體火箭一旦點火就必須飛了,沒有熄滅推遲再發一次的可能性。其內部幾乎沒有活動部件。

    不同於液體火箭燃燒室比較小,固體火箭整個都是燃燒室,很高,會導致上下方向的壓力振盪,燃燒不穩定。而液體火箭的燃燒室上下振盪遠遠不如這麼劇烈。

    所以芯體為液體火箭,助推器為固體的火箭發射時,都是芯體先點火,工程師檢查液體火箭工況一切正常,才會再將固體火箭助推器點火。

    雖然固體火箭比衝不大,但是推力非常高,這也是它被用來做助推器的原因。而由於它的推力遠高於主火箭,假如左右助推器的推力過於不對稱,這個偏向很難被修正回來,所以固體火箭助推器的生產需要非常非常高精度(當然上天的東西,都挺精密的)。阿麗亞娜5號主火箭1390kN推力,單個助推器7080kN(GS, ECA, ES子型號)。

    額外,不像液體火箭發射時需要準備並加註燃料,固體火箭可以長期待命,說發就發。這對軍事用途非常友好,但是比衝略低,投射能力低於液體火箭。結構簡單,設計和製造要求也低於液體火箭。包括軍用飛機的彈射座椅也使用固體火箭。

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