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航天火箭的渦輪泵,作為火箭發動機重要組合件中唯一一個高速旋轉類機械,在業內被稱為液體火箭發動機的心臟。一筆閣 yibige.com 更多好看小說
它的工作原理與汽車的渦輪增壓器相似,利用燃氣驅動渦輪旋轉帶動泵工作,將火箭貯箱中的低壓推進劑進行增壓,並實時輸送給燃氣發生器和推力室進行燃燒。
液體火箭發動機渦輪泵在設計時十分強調重量輕和高性能,很多渦輪泵組件被設計成接近於技術發展水平的極限。
因此,要使渦輪泵可靠,並能適應運載火箭或者宇宙飛船的要求,就必須解決許多方面的問題。
例如:為滿足性能和重量的要求,渦輪泵必須在高速下工作,從而就必須具有在高速下滿足壽命要求的軸承和密封。
此外,泵必須具有高抽吸性能的誘導輪,以減少貯箱的壓力和重量。
目前在搞煤油液氧分級燃燒循環發動機發動機的航天機構,就是東唐和毛熊兩家。
但分級燃燒循環發動機有很多種,太陽國和米粒家用的是氫氧發動機,他們一般是高壓補氧。
火箭的核心是發動機,發動機的核心是燃料泵,因為火箭發動機本身只是一個很簡單的空腔,關鍵問題是如何給它提供足夠的燃料。
提供燃料的方式就是循環方式。
火箭發動機的循環方式,從目前的發展趨勢來看大致是:擠壓、膨脹、燃氣渦輪、電推。
燃氣渦輪下面可以分成燃氣發生器、分級燃燒、全流量分級燃燒等幾個種類。
都是用火箭燃料驅動一個小型發動機,然後驅動渦輪泵往外抽燃料。
燃氣發生器是從燃料中抽出一部分,驅動燃氣渦輪機,然後驅動渦輪泵抽更多的燃料供給主發動機。
燃氣渦輪機產生的廢氣直接排出體外,太空探索公司的梅林發動機就是這個原理,因為利用過的燃料不參加二次循環,所以也叫開式循環。
更高級一點的是分級燃燒循環,燃氣渦輪機產生的廢氣會和其他燃料一起進入主發動機再燃燒一次,避免浪費。
供給燃氣渦輪機的燃料和氧化劑有兩種混合方式,一種是燃料過剩,也就是富燃燃燒;一種是氧化劑過剩,也就是富氧燃燒。
其中富氧燃燒後的廢氣,流入主發動機需要補充更多燃料,所以叫補燃。
比分級燃燒循環再高級的,是全流量分級燃燒循環。
和抽部分燃料驅動渦輪不同,全流量是所有燃料都先燃燒一次驅動渦輪,可以提供更強大的渦輪動力,而且之後在主發動機混合後燃燒效果更好。
太空探索公司現在研製的猛禽發動機就是這種,燃料是甲烷,分別走富燃燃燒和富氧燃燒兩個預燃室,然後在主燃燒室會和。
高壓,說的是發動機的性能指標。
火箭是靠向後噴氣產生推力的,決定噴氣速度的是發動機燃燒室內部的壓力(室壓),壓力高性能就好。
而且室壓高,就意味著渦輪泵要有足夠的壓力才能把燃料送進發動機,所以渦輪泵發動機的性能肯定也會更高。
東唐航天系統的yf100的室壓是18兆帕(1兆帕等於10標準大氣壓),屬於高壓,作為對比,獵鷹9的梅林發動機不到10兆帕。
不過米粒家的絕技是低室壓高性能,土星五號的f1發動機就是低壓燃氣發生器循環。
不知不覺之間,黃豪傑的電動車已經到了氫氧發動機研究所門口。
幾個安保人員連忙跑過來。
「老闆,我馬上去通知秦所長。」
「不用了,我直接進去就好了。」
氫氧發動機研究所依山傍水,有一大半以上的空間是在山體或者地下。
已經聽到黃豪傑過來,所長秦同興連忙過來。
「老闆,歡迎過來指導工作。」
「氫氧發動機研發進度到哪裡了」
「我們正在研發磁懸浮軸承系統。」
「去看看。」
「請跟我來。」
一行人來到了一個正在研發磁懸浮軸承的實驗室裡面。
一台巨大的電動機正在瘋狂的運轉著