空間飛行器設(shè)計(jì)第6講課件

6.1火箭發(fā)動機(jī)的作用、特點(diǎn)及分類火箭推進(jìn)系統(tǒng)（火箭發(fā)動機(jī)）是一種噴氣推進(jìn)裝置，靠噴射推進(jìn)劑產(chǎn)生推力。

特點(diǎn)：工作不依靠空氣，是大氣層外飛行和宇宙航行的主要動力裝置。

分類（按推進(jìn)劑）：液體推進(jìn)劑火箭發(fā)動機(jī)、固體推進(jìn)劑火箭發(fā)動機(jī)、混合推進(jìn)劑火箭發(fā)動機(jī)。11液體火箭發(fā)動機(jī)

X-15高超音速試驗(yàn)機(jī)使用液體火箭發(fā)動機(jī)創(chuàng)造大氣層內(nèi)飛機(jī)飛行速度紀(jì)錄M5.135。21液體火箭發(fā)動機(jī)圖6.1液體推進(jìn)劑火箭發(fā)動機(jī)液體推進(jìn)劑在壓力作用下由貯箱輸送到推力室，經(jīng)反應(yīng)得到熱燃?xì)?，該熱燃?xì)饨?jīng)加速從Laval噴管高速噴射而出，并將沖量施加于飛行器系統(tǒng)。32.固體推進(jìn)劑火箭發(fā)動機(jī)圖6.2固體推進(jìn)劑火箭發(fā)動機(jī)固體推進(jìn)劑（藥柱）在燃燒室或發(fā)動機(jī)殼體內(nèi)燃燒。通常在藥柱的暴露表面上按預(yù)定的速率緩慢平穩(wěn)地燃燒。43.混合推進(jìn)劑火箭發(fā)動機(jī)既使用液體推進(jìn)劑，又使用固體推進(jìn)劑。如將液體氧化劑噴射到含碳固體藥柱的燃燒室內(nèi)，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)得到熱燃?xì)狻?6.2火箭發(fā)動機(jī)的主要性能參數(shù)推力、噴氣速度、推力系數(shù)、總沖、比沖、推力質(zhì)量比等。

表征火箭發(fā)動機(jī)性能和工作質(zhì)量的基本性能參數(shù)大致有:66.2.1推力推力——作用在發(fā)動機(jī)內(nèi)外表面上的合力。由動量定理可以推出：式中，—動推力,為推力主要部分；約90%—靜推力，由此，可得幾種工況的推力。71.設(shè)計(jì)推力狀態(tài)：pe＝pa2.海平面推力3.真空推力8圖6.4推力隨高度的變化曲線96.2.2噴氣速度—燃?xì)猱a(chǎn)物的平均摩爾質(zhì)量；R0—通用氣體常數(shù),8.3144J/kmol.K；pe—噴管出口處的燃?xì)鈮毫?；pc—燃燒室出口處的燃?xì)鈮毫?；K—燃?xì)獾谋葻岜?。由此可見：ue與推進(jìn)劑性能有關(guān)，也與噴管的膨脹比有關(guān)。106.2.3質(zhì)量流率下角t表示噴管臨界截面。6.2.4推力系數(shù)—推力系數(shù)，它表征噴管的特性。116.2.5總沖與比沖如果推力恒定：It=Pt總沖反映了發(fā)動機(jī)的綜合能力大小?；鸺l(fā)動機(jī)總沖是發(fā)動機(jī)工作過程中推力對時(shí)間的積累效應(yīng)。12比沖——燃燒1kg質(zhì)量推進(jìn)劑所產(chǎn)生的總沖：mp——推進(jìn)劑總有效質(zhì)量；Is—平均比沖。

對液體火箭發(fā)動機(jī)，比沖為每秒消耗1kg質(zhì)量的推進(jìn)劑所產(chǎn)生的推力大?。罕葲_是火箭發(fā)動機(jī)的一個(gè)重要性能參數(shù)。136.2.6密度比沖和推進(jìn)劑的混合比

總沖——整個(gè)燃燒時(shí)間t內(nèi)推力(可能隨時(shí)間的變化）的積分：密度比沖定義為單位體積推進(jìn)劑流量所產(chǎn)生推力：T——推進(jìn)劑密度。

推進(jìn)劑的混合比定義為氧化劑流量與燃燒劑流量之比：14推進(jìn)裝置的能源與推進(jìn)劑推進(jìn)裝置能源推進(jìn)劑/工質(zhì)化學(xué)能核能太陽能渦輪噴氣發(fā)動機(jī)D/PTFD燃料+空氣渦輪沖壓~TFD燃料+空氣沖壓~（烴燃料）D/PTFD燃料+空氣沖壓~（氫冷卻）TFD氫+空氣火箭發(fā)動機(jī)（化學(xué)）D/PTFD自帶推進(jìn)劑通管火箭~TFD固體燃料+周圍空氣電火箭~D/PTFDD/P推進(jìn)劑核裂變火箭~TFD氫核聚變火箭~TFND氫太陽能加熱火箭~TFD氫光子火箭~（biglightbulb）TFD噴射光子太陽帆TFD反射光子15典型化學(xué)火箭發(fā)動機(jī)與兩種通管

推進(jìn)系統(tǒng)性能比較性能火箭發(fā)動機(jī)渦輪噴氣~沖壓~推重比75:15:1（加力）7：1（10km,Ma=3）推進(jìn)劑（燃料）比耗量Kg.hr-1.N-10.82~1.430.05~0.150.23~0.36單位迎風(fēng)面積比推力N.m-22.4X105~1.2X1061.2X105(海平面，低馬赫數(shù))1.3X105(海平面，Ma=2)極限高度無，適用空間飛行14~17km20km,Ma=3;30km,Ma=5;45km,Ma=12典型比沖s2701600140016例題6-1

設(shè)某型火箭特性如下：

初始質(zhì)量200kg；發(fā)動機(jī)工作結(jié)束后質(zhì)量130kg

有效載荷、非推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)質(zhì)量110kg

發(fā)動機(jī)工作時(shí)間3.0s

推進(jìn)劑平均比沖240s求：火箭的質(zhì)量比；推進(jìn)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)；推進(jìn)劑流量；推力；推重比；加速度；等效排氣速度；總沖。17解：飛行器質(zhì)量比MR1：發(fā)動機(jī)系統(tǒng)質(zhì)量比MR2（發(fā)動機(jī)系統(tǒng)空載質(zhì)量與初始質(zhì)量分別為：20kg,90kg.推進(jìn)劑質(zhì)量為200-130=70(kg),推進(jìn)劑流量為：推進(jìn)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：推力等效排氣速度總沖186.3液體火箭發(fā)動機(jī)液體火箭發(fā)動機(jī)推進(jìn)劑的組元平時(shí)存放在單獨(dú)的儲箱里，工作時(shí)，利用專門的推進(jìn)劑輸送系統(tǒng)分別將它們送進(jìn)燃燒室。按液體火箭發(fā)動機(jī)推進(jìn)劑的輸送系統(tǒng)（增壓裝置）分為擠壓式和泵壓式。6.3.1液體火箭發(fā)動機(jī)的工作原理19201.擠壓式輸送系統(tǒng)的液體火箭發(fā)動機(jī)

借助高壓氣體的壓強(qiáng)，將推進(jìn)劑由貯箱經(jīng)管路、活門、噴注器送入燃燒室進(jìn)行燃燒。高壓氣體應(yīng)采用惰性氣體：氮?dú)?、氦氣，或空氣等。擠壓式輸送系統(tǒng)的貯箱工作壓力為1.3~9MPa，高壓氣瓶壓力達(dá)6.9~69MPa。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易實(shí)現(xiàn)多次起動。適用于小推力或工作時(shí)間較短的發(fā)動機(jī)，通常有多個(gè)推力室。如運(yùn)載火箭上面級推進(jìn)系統(tǒng)和航天器姿態(tài)控制發(fā)動機(jī)。21圖6.5擠壓式供應(yīng)系統(tǒng)示意圖22

液體雙組元推進(jìn)劑由一種液體氧化劑（如液氧）和一種液體燃料（如煤油）組成。單組元推進(jìn)劑是一種同時(shí)包含氧化成分和燃料成分的液體，對其適當(dāng)催化后即分解為高溫燃?xì)狻?32.泵壓式輸送系統(tǒng)

泵壓式輸送系統(tǒng)靠泵來輸送推進(jìn)劑。泵靠渦輪驅(qū)動。渦輪的輸出功率則又來自熾熱氣體膨脹而獲得的能量。

泵壓式液體火箭發(fā)動機(jī)系統(tǒng)通常用于推進(jìn)劑量大、推力大的場合，如運(yùn)載火箭的動力裝置中。

渦輪泵輸送系統(tǒng)有多種方式。242.泵壓式輸送系統(tǒng)用于泵壓式輸送系統(tǒng)的貯箱，相對較輕。只需對其略微增壓，以防泵入口處的“汽蝕”，平均壓力為0.07~0.34MPa。一般可用壓縮空氣、氦氣、低沸點(diǎn)氧化劑（如液氫）汽化產(chǎn)生的蒸汽增壓。泵壓式系統(tǒng)還可分為開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)。開環(huán)系統(tǒng)：來自渦輪的工作流質(zhì)不再進(jìn)入發(fā)動機(jī)燃燒室；閉環(huán)系統(tǒng)：來自渦輪的全部工作流質(zhì)被噴入發(fā)動機(jī)燃燒室，再次利用。

25圖6.6具有渦輪泵輸送系統(tǒng)和獨(dú)立的燃?xì)獍l(fā)生器的液體火箭發(fā)動機(jī)閉環(huán)系統(tǒng)能更有效地利用燃料，性能比開環(huán)系統(tǒng)更高，一般可提高比沖1~5%。26圖6.7用于液體火箭發(fā)動機(jī)的各種渦輪泵輸送系統(tǒng)示意圖27開環(huán)系統(tǒng)：

1）燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)系統(tǒng)。推動渦輪的工質(zhì)是較低溫度的燃?xì)狻?/p>

2）抽氣循環(huán)系統(tǒng)（燃燒室氣體分流系統(tǒng)）。取消了燃?xì)獍l(fā)生器，但從燃燒室引出燃?xì)饧夹g(shù)難度大。

3）冷卻劑分流或泄漏系統(tǒng)。局限于以液氫為燃燒劑的發(fā)動機(jī)。渦輪功率較低。閉環(huán)系統(tǒng)：

1）膨脹循環(huán)系統(tǒng)。渦輪作功能力與提高燃燒室壓力是一對矛盾，一般上限為7~8MPa。

2）分級燃燒循環(huán)系統(tǒng)（補(bǔ)燃式循環(huán)系統(tǒng)）。渦輪輸出功率大，對渦輪制造要求高。28圖6.8用液氫和液氧做推進(jìn)劑的航天飛機(jī)主發(fā)動機(jī)分級燃燒系統(tǒng)的流動簡圖296.3.2液體火箭發(fā)動機(jī)的推進(jìn)劑

液體火箭推進(jìn)劑是一種或幾種液體物質(zhì)的組合，包括燃燒劑和氧化劑。它們能夠進(jìn)行放熱的化學(xué)反應(yīng)，形成高溫的反應(yīng)產(chǎn)物，用以直接產(chǎn)生反作用推力。推進(jìn)劑組元指單獨(dú)儲存并單獨(dú)向發(fā)動機(jī)供給的推進(jìn)劑組成部分。30燃燒劑是推進(jìn)劑中的可燃物質(zhì)：液氫，偏二甲肼，一甲基肼，煤油等。氧化劑是推進(jìn)劑中的助燃物質(zhì)：液氧，四氧化二氮，氟，氯，硝酸等。單組元推進(jìn)劑：過氧化氫（H2O2）,無水肼，肼，硝基肼。31一、對液體推進(jìn)劑的要求(1)能量特性高，即比沖和密度比沖高H——噴管中的焓降，H=He-Hс;Q——推進(jìn)劑的熱值(J/kg)。32(2)物理化學(xué)性能穩(wěn)定

許多推進(jìn)劑能做到長期（15年以上）貯存不變質(zhì)、不分解，低冰點(diǎn)、液態(tài)范圍寬，與大氣反應(yīng)極小。希望推進(jìn)劑沒有明顯的吸濕性，有少量雜質(zhì)時(shí)不產(chǎn)生不良效應(yīng)；推進(jìn)劑在工作或貯存期間甚至在溫度升高時(shí)不會分解，與管道、貯箱壁、密封材料接觸時(shí)不發(fā)生化學(xué)變質(zhì)。(3)可作為冷卻劑

用于冷卻推力室的推進(jìn)劑，希望比熱高、導(dǎo)熱系數(shù)高、沸點(diǎn)高、分解溫度高等特性。33(4)輸送、霧化性能好

粘度小、表面張力系數(shù)小，可使流阻與噴管壓力損失小，有利于噴射、霧化、混合，提高燃燒效率。而推進(jìn)劑蒸汽壓和密度隨時(shí)間的變化過大或黏度隨時(shí)間變化過高，將使火箭發(fā)動機(jī)流動系統(tǒng)難以得到精確控制。34(5)滿足發(fā)動機(jī)起動迅速、平穩(wěn)的要求

對非自燃推進(jìn)劑要求著火延滯期小，著火溫度低，對自燃推進(jìn)劑自燃時(shí)滯小。有時(shí)軍事用途發(fā)射時(shí)，還要求無煙和無排氣火焰。(6)廢氣、廢水處理容易，不會嚴(yán)重污染環(huán)境。

燃燒產(chǎn)物不應(yīng)嚴(yán)重污染環(huán)境?；鹧嬷械碾娮舆€會造成無線電干擾或衰減。(7)來源較豐富，價(jià)格較低。351.液氧(O2），縮寫為LOX

淡蘭色透明液體，溶點(diǎn)54.4Ko，沸點(diǎn)90.1Ko，密度為1144kg/m3?；瘜W(xué)性能穩(wěn)定。與乙炔、甲烷、氫氣等以適當(dāng)?shù)谋壤旌蠘O易爆炸。

2.四氧化二氮(N2O4)

高密度棕色液體，溶點(diǎn)261.9Ko，沸點(diǎn)294.3Ko，密度為1451kg/m3?；瘜W(xué)性能穩(wěn)定。二、常用的液體氧化劑已得到應(yīng)用的主要有：液氧和液氟的混合物、OF2、ClF3、或ClF5等。363.硝酸(HNO3)

純硝酸為無色。工業(yè)硝酸因含水和氮氧化物而呈現(xiàn)棕紅色（紅煙硝酸，RFNA）?；鸺l(fā)動機(jī)用硝酸含水量不得超過4%。密度1.5~1.6。m.p.-42℃,b.p.83℃.

在硝酸中加入磷酸、氫氟酸可減少其對于材料的腐蝕性；加入適量四氧化二氮（稱發(fā)煙硝酸，深紅色）可提高氧化能力、熱值和密度，降低冰點(diǎn)和腐蝕性，及改善點(diǎn)火性能。如AK-20，AK-27，AK-40等，表明其N2O4含量。優(yōu)點(diǎn)：來源豐富、價(jià)廉、易貯存。沸點(diǎn)、密度高，與肼類燃料形成自燃推進(jìn)劑。缺點(diǎn)：有毒；對金屬有腐蝕性；需防護(hù)。374.過氧化氫(H2O2)

為70%~99%的高濃度過氧化氫。X-1和X-15曾使用。在推力室里，其在催化劑作用下發(fā)生分解，產(chǎn)物為過熱蒸汽和氣態(tài)氧。優(yōu)點(diǎn)：排氣無毒。缺點(diǎn)：穩(wěn)定性差；受污染的液體過氧化氫必須在達(dá)到448K左右的危險(xiǎn)溫度前處理掉，否則會發(fā)生爆炸；對人體皮膚可能造成灼傷；與木材、油料及許多有機(jī)物接觸會起火。385.四氧化二氮(N2O4)

為黃褐色高密度液體。美國最常用的可貯存氧化劑。大力神火箭使用。冰點(diǎn)-11.23°C，沸點(diǎn)21.5°C

優(yōu)點(diǎn)：中等腐蝕性，但吸濕后成強(qiáng)酸。于相容材料制成的密封容器中可無限期貯存。缺點(diǎn)：液態(tài)范圍窄，易結(jié)冰或蒸發(fā)。39三、常用液態(tài)燃料1.液氫（H2）

無色透明液體，熱值高，比熱大。與液氧的推進(jìn)劑無毒，對結(jié)構(gòu)材料不腐蝕，燃燒產(chǎn)物為水蒸汽，無污染。易蒸發(fā)、易爆炸。采用氮?dú)庵脫Q法進(jìn)行置換。溶點(diǎn)19.5Ko，沸點(diǎn)20.4Ko，密度為71kg/m3。化學(xué)性能穩(wěn)定，可用不銹鋼、鎳鉻合金、高鎳鋼、低碳鋼等作容器。402.火箭煤油

主要成分是烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴。水白色至淡黃色不等。沸點(diǎn)高，容易存儲，穩(wěn)定性好。本身是優(yōu)良的溶劑，對沖擊、振動等不敏感。熱值比酒精高，比肼類燃料低；燃燒不太穩(wěn)定，不能與常規(guī)氧化劑組合成自燃推進(jìn)劑，但加入一定量偏二甲肼（稱油肼，有毒，與硝酸等可組成自燃推進(jìn)劑）可改善點(diǎn)火性能和燃燒穩(wěn)定性。413.肼類燃料最常用的是偏二甲肼(CH3)2N-NH2，UDMH，還有無水肼N2H4，混肼-50（偏二甲肼和無水肼各50%），一甲基肼CH3NH-NH2等。偏二甲肼，無色液體，有吸濕性、帶魚腥味。穩(wěn)定性好，與一般金屬相容，對橡膠、塑料等有泡漲作用。在隔離空氣的條件下能長期儲存；儲存溫度低于48.80C。有毒，需防護(hù)。42

偏二甲肼熱值較高，能自燃，與四氧化二氮或硝酸組成自燃推進(jìn)劑，比沖大，在導(dǎo)彈中廣泛使用。在343oC迅速發(fā)生分解反應(yīng)，在345~350oC會發(fā)生爆炸；用空氣增壓至5.2MPa時(shí)會爆炸，但用95%的氮?dú)庠鰤旱?2.8MPa時(shí)仍不爆炸，故宜用氮?dú)庾髌纂沦A箱的增壓工質(zhì)。43名稱化學(xué)式熔點(diǎn)[K]沸點(diǎn)[K]蒸發(fā)熱量（k/kg)密度（kg/m3)化學(xué)穩(wěn)定性腐蝕液氫H219.520.445271穩(wěn)定弱液氧O254.490.1219.51144穩(wěn)定弱液氟F255.285.2172.51510穩(wěn)定強(qiáng)四氧化二氮N2O4261.9294.34151451穩(wěn)定強(qiáng)偏二甲肼H2N-N(CH4)2215.9336.6583799穩(wěn)定弱煤油-200450-820-840穩(wěn)定弱過氧化氫H2O2279.5423.7--不穩(wěn)定弱表6-1燃料與氧化劑的某些物理化學(xué)特征44表6-2現(xiàn)代主要液體火箭燃料的某些特性推進(jìn)劑成分KT(T/m3）單位推力理論值四氧化二氮－偏二甲肼3.071.20350氧－煤油3.071.04373氧－氫5.560.34463456.3.3液體火箭發(fā)動機(jī)的構(gòu)造特點(diǎn)圖6.9再生式冷卻管束式推力室結(jié)構(gòu)46

液體火箭發(fā)動機(jī)的主要部件就是推力室，也就是一個(gè)燃燒裝置。在此，推進(jìn)劑經(jīng)節(jié)流噴注、霧化、混合、燃燒而形成氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物，以高速從噴管中噴出而產(chǎn)生推力。推力室主要部件有：噴注器、燃燒室、噴管1.噴注器使推進(jìn)劑按一定流量引入燃燒室，使其霧化并以一定比例混合，形成均勻的燃燒劑－氧化劑的混合物，便于汽化和燃燒。47圖6.10幾種噴嘴型式的簡圖482.燃燒室是推進(jìn)劑霧化、混合和燃燒的容腔，形狀為球形或圓柱形；溫度高（3000K°以上），必須冷卻。目前大部分推力室采用再生冷卻推力室結(jié)構(gòu)。3.噴管高溫燃?xì)庑柙谄渲信蛎?、加速，產(chǎn)生高速射流，故火箭發(fā)動機(jī)均采用超音速噴管，呈收斂－擴(kuò)散形。應(yīng)保證氣流流動損失最少，出口氣流盡量與發(fā)動機(jī)軸平行。496.4固體火箭發(fā)動機(jī)使用固體推進(jìn)劑的化學(xué)火箭發(fā)動機(jī)。固體推進(jìn)劑有聚氨酯、聚丁二烯、端羥基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚等。

固體火箭發(fā)動機(jī)由藥柱、燃燒室、噴管組件和點(diǎn)火裝置等組成。在推進(jìn)劑燃燒時(shí)，燃燒室須承受2500～3500℃的高溫和102～2×107Pa的高壓，用高強(qiáng)度合金鋼、鈦合金或復(fù)合材料制造，并在藥柱與燃燒內(nèi)壁間裝備隔熱襯。主要用作火箭彈、導(dǎo)彈和探空火箭的發(fā)動機(jī)，以及航天器發(fā)射和飛機(jī)起飛的助推發(fā)動機(jī)。50

特點(diǎn)：推進(jìn)劑直接裝填于燃燒室。工作過程：點(diǎn)火藥點(diǎn)火——產(chǎn)生燃?xì)狻幹c(diǎn)燃、燃燒。

推力終止措施：1）燃燒室周圍開徑向孔，由此排除燃?xì)猓?）燃燒室頭部裝一組向前傾斜的反向噴管1.發(fā)動機(jī)構(gòu)造6.4.1發(fā)動機(jī)組成及其工作原理51圖6－11固體火箭發(fā)動機(jī)示意圖1－燃燒室殼體；2－藥柱；3－隔熱層；4－藥柱固定件；5－噴管底部；6－噴管擺動傳動機(jī)構(gòu)；7－噴管組件；8－堵蓋；9－喉部鑲塊；10－側(cè)面噴管；11－推力終止裝置；12－點(diǎn)火器；13－前蓋52

2.裝藥的填充1）自由填充：推進(jìn)劑事先制成藥柱，發(fā)動機(jī)裝配時(shí)將其放入燃燒室。燃燒室應(yīng)保證足夠的開口尺寸。2)貼壁澆注：直接充填在燃燒室內(nèi)，裝藥的幾何形狀由模具保證。

藥柱某些表面可用緩燃（難燃）材料包覆，稱包覆層，用于控制燃燒的面積大小和變化規(guī)律，進(jìn)而滿足推力要求。53優(yōu)點(diǎn):

1)結(jié)構(gòu)簡單，無復(fù)雜的輸送系統(tǒng)、冷卻要求；

2）裝固體火箭發(fā)動機(jī)的火箭操作簡單，發(fā)射準(zhǔn)備和啟動靈便；

3）固體推進(jìn)劑性能穩(wěn)定，在發(fā)射陣地上能長期儲存；

4）發(fā)動機(jī)零組件少，與液體火箭發(fā)動機(jī)相比，可靠性高。3.固體火箭發(fā)動機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)54

缺點(diǎn)：

1)固體推進(jìn)劑能量（真空比沖2500－3000m/s)

比液體推進(jìn)劑（真空比沖高于4000m/s)低；

2)裝藥工作起始溫度（環(huán)境溫度）對燃燒室壓力和工作時(shí)間影響大；

3)加速度大,推力大小、方向難調(diào)節(jié)；

4)一般只能一次啟動,重復(fù)啟動困難,不利于載人飛行。

55(1)膠體推進(jìn)劑

又稱雙基推進(jìn)劑，是一種有機(jī)物的固態(tài)溶液（混合物)。常用的是硝化纖維在某些炸藥（硝化甘油和硝化二醇等）的膠狀溶液。此外，還加入一些添加劑（改善穩(wěn)定、催燃、熱塑性）。

(2)復(fù)合推進(jìn)劑

特點(diǎn)：氧化劑微粒均布在固體燃燒劑中（屬機(jī)械混合物）。6.4.2固體推進(jìn)劑1.推進(jìn)劑的種類56氧化劑：硝酸鹽、氯酸鹽。燃燒劑：有一定的機(jī)械性能和粘附性，常用的有：橡膠、樹脂、有機(jī)聚合物，也有金屬燃燒劑（鋁、鈹、鋰等）2.固體推進(jìn)劑的藥柱形狀1）端面燃燒（用于助推器和燃?xì)獍l(fā)生器）2）側(cè)面燃燒3）端、側(cè)面同時(shí)燃燒57圖6－12a端面燃燒藥柱1）端面燃燒

藥柱為圓柱形，全部側(cè)面和另一端面有包覆層阻燃，燃燒時(shí)燃面沿軸向進(jìn)行（一維燃燒），多用于助推器和燃?xì)獍l(fā)生器。58圖6－12b側(cè)面燃燒藥柱形狀592）側(cè)面燃燒

藥柱兩個(gè)端面有包覆層阻燃，形狀很多。又分內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面燃燒兩種。從燃燒方向上看，屬于二維燃燒。內(nèi)側(cè)面燃燒時(shí)，藥柱由內(nèi)向外燃燒，燃燒室壁與燃?xì)飧綦x，故隔熱要求較低。外側(cè)面燃燒或內(nèi)、外側(cè)面同時(shí)燃燒時(shí)，要有上乘的隔熱措施。60圖6－12各種典型藥柱內(nèi)側(cè)面形狀3）端、側(cè)面同時(shí)燃燒

內(nèi)、外側(cè)面和端面同時(shí)燃燒，屬三維燃燒。用于大型發(fā)動機(jī)，殼體采用分段澆注法。616.5固－液混合火箭發(fā)動機(jī)

使用固體組元和液體組元組合推進(jìn)劑的火箭發(fā)動機(jī)。與液體火箭發(fā)動機(jī)一樣，可采用擠壓式和泵式輸送系統(tǒng)。圖6－13擠壓式混合火箭發(fā)動機(jī)示意圖621.固液組合推進(jìn)劑

1)多采用固體燃燒劑和液體氧化劑（固體密度大，該組合可提高平均密度比沖）;2)固體氧化劑是粉末裝，難于制成有一定形狀和機(jī)械強(qiáng)度的的藥柱。

3）固體燃燒劑一般選用貧氧固體推進(jìn)劑而不是純?nèi)紵齽?，有利于工藝成型和點(diǎn)火燃燒。632.混合火箭發(fā)動機(jī)的工作原理工作過程：固體藥柱受熱氣化—與液體組元的蒸氣互相混合—燃燒。與固體火箭發(fā)動機(jī)的區(qū)別：固體火箭發(fā)動機(jī)推進(jìn)劑中同時(shí)包含氧化劑和燃燒劑，燃燒在固態(tài)就開始進(jìn)行?；旌匣鸺l(fā)動機(jī)的固體組元中只含燃燒劑（或氧化劑），無固相反應(yīng)，只氣化而不燃燒。642.混合火箭發(fā)動機(jī)的工作原理要提高氣化面積。固體組元?dú)饣乃俣纫话愫艿?1~5mm/s)，故為滿足一定的流率要求，需氣化面積大、藥柱肉厚薄。為使氣化表面上的氣體組元與液體組元蒸氣混合均勻、燃燒完全，常在混合火箭發(fā)動機(jī)的燃燒室內(nèi)加裝擾流器。（如下圖）65圖6－14帶分段藥柱的固－液混合火箭發(fā)動機(jī)燃燒室66固體組元的氣化速度與沿其氣化表面的燃?xì)饬髁坑嘘P(guān)，亦即與液體組元的流量有關(guān)。故要改變液體組元的流量來調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)推力時(shí)，應(yīng)同時(shí)改變固體組元的消耗量。為實(shí)現(xiàn)兩種組元的比例（固液比），應(yīng)采用兩區(qū)供入液體組元方案。如液體組元由燃燒室頭部和藥柱空腔供入方案，既易于控制流過固體組元表面的燃?xì)饬髁?，又能保持最佳固—液混合比?7圖6－15液體組元由燃燒室頭部和藥柱后空腔兩區(qū)供入的方案683.固－液混合火箭發(fā)動機(jī)的特點(diǎn)混合火箭發(fā)動機(jī)主要性能優(yōu)于固體或液體火箭發(fā)動機(jī)(1)混合推進(jìn)劑性能好。比沖與液體推進(jìn)劑相近（比固體~高得多），密度比液體推進(jìn)劑高；(2)結(jié)構(gòu)上多了一個(gè)噴注構(gòu)件，但液體組元可以作為冷卻劑，總體結(jié)構(gòu)比液體火箭發(fā)動機(jī)簡單；(3)可以較方便地實(shí)現(xiàn)多次起動、關(guān)車和調(diào)節(jié)推力。一般不自燃，采用化學(xué)方式點(diǎn)火，方便、可靠。696.6輔助推進(jìn)一般為小推力推進(jìn)裝置，用于對航天器實(shí)施有效的軌道控制，或軌道調(diào)整、姿態(tài)控制。

主要類型有：冷氣射流熱氣射流單組元肼分解發(fā)動機(jī)雙組元可儲