本文首发于“宇航探索局”微信公众平台,转载请注明出处
有朋友再三建议我讲一下火箭发动机的研制难点,坦白而言,这是个不小的挑战。一来火箭发动机是个试验性科学,很多金贵的图片和参数并不易获取以支撑观点。第二个原因是燃烧不稳定性涉及面十分广泛,流体动力,燃烧与热力学,激波动力学等等,把复杂的扰动演化和失稳破碎用通俗易懂的语言表述出来,既不失严禁又平易近人,还是很有难度的。
做难事嘛,必有所得,所以我还是战战兢兢地开始这个系列,希望能够为大家揭开一个视角,管窥火箭发动机研制难度。
上世纪美苏各自开发出了自己的航天飞机,不论在军事、政治领域还是在航天技术领域,航天飞机都堪称翘楚。
可以说,航天飞机是美苏在航天发射系统上的顶尖之作。
我们在《不灭的太空探索精神(1)——航天飞机研发史》系列中详细介绍过美国航天飞机的各个部分。在下面的图中,如不仔细看,您很可能以为苏联“暴风雪”抄袭了美国人的。实际上,苏联“暴风雪”号航天飞机在可以说是“具备有苏联特色”的美国航天飞机。
航天飞机由三部分构成:
1,执行航天器太空部署和维修任务的载人轨道器;
2,为轨道器提供动力来源的巨大氢氧燃料箱;
3,在起飞段提供大部分推力的助推火箭。
两国航天飞机系统构成相同。然而,具体到每一部分上,又各有特色。
苏联“暴风雪”航天飞机的单个助推采用单台RD-170液氧-煤油火箭发动机,芯级为4台RD-0120氢氧火箭发动机。为了保证轨道器结构简单可靠,没有安装大推力的主发动机