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火箭发动机技术硬核吗?
火箭发动机,发动机,燃料火箭发动机技术硬核吗?
发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
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液氢液氧+煤油,液氧甲烷燃料居多。
但是化学燃料的能效有有限度的,也就是上面说的推重比是有极限的。
这也是为什么不少人会疑惑,直接加入更多的燃料,不就可以飞的更高,进入月球,甚至火星吗?
事实肯定不是你想的那样。
基本上化学燃料的喷射极限是5km/s,基本上化学燃料的燃烧温度在2500-4100°,喷出速度在1800-4300m/s。
(3)温度如此之高,发动机材料肯定有要求!同时高融点,高刚性,轻质量这肯定是趋势。
所以这就说到材料上面,需要材料领域能够研究出满足这几个产品的条件。毕竟化学燃料的温度要比钢铁的融点高出2倍以上。
因此这就有了各类碳纤维技术,以及在火箭燃烧室中,需要做到的降温即使。这个内容,没法细说,毕竟深入的内容,不是很专业。
3、火箭加工中的部分工艺技术
在说完上面的原理之后,说一下我们普通人可能了解不到的东西,但工业领域会有的。
(1)工业设计软件
在整个火箭的设计中,我们都知道流体力学,动力学是主要的技术内容。那么你咱们知道流体力学是怎么变化的?这需要在设计的时候就有一个仿真和验证的过程。
也就是我们知道的高性能的工业软件确实是可以做到的。
图为飞机发动机的仿真(没找到火箭发动机的仿真图)
找一个航空发动机仿真的情况,简单说明一下。
(2)各类焊接,3D打印等加工工艺
由于火箭发动机本身对结构的稳定性要求非常高。所以现在大量使用的3D打印一体成型基础。这类技术本身也是一个较为长的发展过程。
包括各类管路阀门,燃料喷嘴,燃料室,喷口等都可以通过3D打印制造。
因为本身火箭发动机是一个精密到必须要做到100分,不然就出问题的设备。所以越多的零部件,约容易出问题。所以在加工工艺上面,才有了3D打印一体成型技术的引入。
3D打印技术本身可以简化加工零部件,并且可以做到全程监控加工过程。是有有问题,都可以溯源,并且实时分析。
因此,综合来说:火箭发动机表面上是一个产品,但其实是一个系统的工业行业。这也是为什么很多发达国家,有钱,但是造不出来的原因。这玩意是要有强大的工业产业链和多个行业技术积累才能够做出来的。
你说是否硬核?
文章写完,我忽然有一种感受,一个好的教材,是通俗易懂的缓慢引入,到最后深入到一个复杂的使用产品。
这或许是为什么国外会有那么多自学的人才,自己尝试做一些产品,或许不能说读了这个教材就一定能成为行业领导者,但是保证基础知识的了解,以及实践应用肯定是可以的。
如果上来就是摆公式,我相信基本上没有几个人能看下去,也没几个人能看懂。
本文有图表及摘引内容均来自:《火箭发动机基础》(美国 G.P. 萨顿 O.比布拉兹) 不做商用,如果有侵权将删除
对于希望更多了解火箭知识的,作为一个本推荐的科普教材。
回答于 2019-09-11 08:43:50
相对于大飞机发动机,火箭发动机要简单,因为飞机发动机要求寿命比较长,而火箭发动机要求的寿命比较短
这就是为什么我们能造火箭发动机,却造不出来飞机发动机
你想下,飞机发动机要运行多少年不能出问题,火箭发动机才运行多
回答于 2019-09-11 08:43:50
谢谢邀请,火箭发动机技术当然是相当硬核的。
1、现在世界上能生产火箭发动机的国家没有几个吧。能解决从无到有,就是一个巨大的门坎。也许基本的原理大家看上去都很简单,但是要造出来,不仅仅是原理,各种基础工业、加工制造、材料等等都要跟着上,这一条非常长的产业链。
2、能做的国家更没几个。同样的燃料,产生的推力也不一样。同样的推力,发动机的自重也不一样。可以对比着看看,即便是有了,各国的技术差异也是相当大的。所以这技术的难度还是挺大的。
回答于 2019-09-11 08:43:50
火箭发动机技术当然硬核,目前地球已知最大推力火箭发动机,是冷战时期,美国登月计划,土星5号火箭,该发动机推力数据可以去找百度,(个人觉得普通人所能获得数据都存在失真性,来源无非 Google 维基百科 百度之类,发表也是一种搬运),火箭运载 航天飞机 人造卫星 各类其他航天设备,属于航空载体,但是搭载战术分体式核弹头,其他类型当量核弹头,就变身成洲际弹道导弹,火箭发动机推力应该是人类突破第一类文明分类重要技术,按星际文明分类,人类目前还在0.7级别,无法突破1这个过程,未来星链计划成功。
或者火星载人航天计划成功,就是人类文明跨越,对于我们这么普通人来说太遥远。
回答于 2019-09-11 08:43:50
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