航天技术导论第三章

6 9第三章 飞行器的推进系统 3.1 推进系统的组成和分类 产生推力推动飞行器前进的装置称为推进系统或动力装置。它包括发动机、燃料或推进剂，以及输送燃料或推进剂的系统（管道、阀门、泵或挤压装置等）、附件、仪表和安装支架等。不同种类的动力装置，其组成也不尽相同。如液体火箭推进系统包括液体火箭发动机、安装发动机并承受推力的机架、推进剂贮箱、输送推进剂的导管和涡轮泵、贮箱的增压系统等。而固体火箭推进系统则将固体推进剂浇铸成型在发动机的燃烧室内，没有贮箱、导管以及输送和增压装置等。 飞行器的推进系统有活塞式推进系统和喷气式推进系统两大类。前者目前只用于小型低速飞机上。后者分为空气喷气发动机、火箭发动机和组合式发动机。空气喷气发动机是利用空气中的氧气，与所携带的燃料燃烧产生高温燃气工作的，所以只能用于飞机和部分只在空气中飞行的飞航式导弹。而火箭发动机完全依靠自身携带的推进 7 0剂工作，不需要空气中的氧气助燃，能够在高空和大气层外使用，所以，它是运载火箭、导弹和各种航天器的主要动力装置。组合式发动机是两种或两种以上不同类型发动机的组合，包括不同类型空气喷气发动机之间的组合，以及空气喷气发动机与火箭发动机之间的组合等。组合式发动机主要用于在空气中飞行的飞航式导弹。根据目前的使用和发展情况，喷气式推进系统的大致分类如图 3-1 所示。本章将着重介绍火箭发动机。 3.2 火箭发动机的特点和基本参数 3.2.1 火箭发动机的特点 前面已经提到，火箭发动机是运载火箭、导弹和各种航天器的主要动力装置。火箭推进系统可以由单台或多台火箭发动机构成。目前，广泛应用的火箭发动机几乎全部采用化学推进剂作为能源。推进剂在发动机燃烧室中燃烧生成高温燃气，通过喷管膨胀高速喷出，产生反作用力，为飞行器提供飞行所需的主动力和各种辅助动力。 火箭推进系统自带的推进剂包括燃烧剂和氧化剂，不需要空气中的氧气来助燃，它的主要特点如下： （1） 火箭发动机的工作过程不需要大气中的氧，因此可以在离地面任何高度上工作。由于外界大气的压力随高度的增加而减少，火箭发动机的推力也随飞行高度的增加而增加，到大气层外推力最大。所以火箭发动机是目前航天飞行唯一的动力装置。 （2） 火箭发动机的推力依靠 自身 携 带的推进剂在燃烧室燃烧喷射 出高速燃气流 产生的，因此，它的推力大小 不受 飞行速度的影 响 。不象 空气喷气发动机产生推力的高速喷流 ...