航天集团公📝🛵司研制泵后摆液体发动机最大的问题还是工程技术问题,主要是不能解决承🔁♎受高压高温的🜝🃈的软管和高功率的涡轮泵技术。
对于火箭来说,一个强大的发动机,是其摆脱地🟖心引力冲上太空的核心保🃲🛪🟉障,液体火箭发动机一般由推力室、推进剂供应系统、发动机控制系统组成。
推力室由推进剂喷嘴⚕、燃烧室、喷🍆管组件等组成,推进剂通过喷注器注入燃🛂🙣烧室,经雾化,蒸发,混合和燃烧等过程生成燃烧产物,以2500到5000每秒的速度从喷管中冲出而产生推力。
其中燃烧室内压🂢🐠力可达20兆帕,即🏗🚌💂使是普通的火箭发动机燃烧室的压力也能达到8兆帕左右,赫赫有名的前苏联RD-180发动机,燃烧室压力更是高达25兆帕!
燃烧室压力越高,通常性能也越好,苏联将自己的合金技术利用到了极致,将火箭燃烧室的压力能提升到如此恐怖的程度,这也是到现在为止连美利坚都🔘🀹为什么一直向俄罗斯采购大推力火箭发动机的原因。
燃烧室如此巨大的压力就会🂊🍃带来一个极为困难的问题——那就是推🏸进🈵🂮剂怎么进去?
为了在真空中飞行,火箭是自带燃料和氧🐠🁓🅘化剂的,它们都存储🔾在贮箱中,可以说一枚火箭身上90%的重量都是推进剂,如果要让推进剂进入高压的🁃燃烧室,最直接的办法就是让推进剂所受的压力大于燃烧室内的压力。
火箭贮箱是出🏉名的薄皮大馅,能承受的压力是有限的,如果选择提高贮箱结构强度,那新增加的重量又是一个无法接受的数字,所以大推力发动机则用泵压式供应系统,这个系统最核心的就是大功率涡轮泵了。
涡🂇轮泵由两部分组🃏成,分为涡轮部份与泵部份,一般采用直联,由涡轮驱动泵对氧🐕⛔🚅化剂和燃料进行增压。
它的工作原理与汽车的涡轮增压器🍆相似,利用燃气驱动涡轮旋转带动泵工作,将火箭贮箱中的低压推进剂进行增压,并实时输送给燃气发生器和推力室进行燃烧。
发动机被称为火箭的心脏,而涡轮泵又是火箭发动机的心脏,是核心部件中的核心,而且工作方式极为🙶🎵🕘暴烈——
液体火箭发动机工作几分钟🂊🍃,几百吨的燃料就要消耗掉,涡轮泵的功率非常大,假如它是个🐉♩水泵,它这个输出压力,可以把海面上的水打到5000米🖂高空!
涡轮泵是🇺🝤液体火箭发动机中高速旋转组件,也是发动机重要组合件中唯一一个高速旋转类机械,在火箭发动机发生的故障中,约有一半左右发生在涡轮泵中。
HX国也是能设计出高性能的涡轮泵出⛡来的,但是在材料技术上不过关,在涡轮泵的轴承、密封件、涡轮叶型、高性能的诱导轮每一个部都是现阶段材料和加工工艺的最高要求,一个部件不达标涡轮泵性能就大打折扣。
也只有苏联倾尽全部的力量才在合金技术🐠🁓🅘上做到了极致,研制成功了最高效率的涡🐕⛔🚅轮泵,🆊🍹这个也是苏联的看家本领。
HX国90年代的时候从苏联购联航天机构引进过RD-120发动机,这是苏联七十年代动🟑🜘力机械制造科研发的一种火箭为发动机,真空推力达到84.7吨,在当时也是属于世界性的比较高端的成果,这种火箭发动机也是用在了海上发射公司的火🏲箭上面,用在了“天顶号”的第二级。