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解析固体运载火箭快速反应可由导弹变身

2019-03-14 03:10:43

近日,由中国航天科技集团公司四院承担的我国新研固体运载火箭I级大推力固体发动机顺利通过转段评审,转入试样阶段。这标志着我国大推力固体发动机技术向工程化应用迈出了坚实的一步。

据了解,该大推力固体发动机是以满足我国首枚全固体运载火箭的发展需求而研制的。

那么,与液体运载火箭相比,固体运载火箭有什么特点,在性能上有何优劣呢?

机动性强 能够快速反应

固体火箭动力系统相对简单,其发动机本身就是个推力室,推进剂预装在燃烧室内;而液体火箭发动机除了推力室还包括燃烧室和喷管的冷却管路、阀门以及涡轮泵等附件,整个动力系统还包括推进剂贮箱以及增压气瓶等。

对庞大的火箭发射系统而言,零件数量相对更少的固体动力系统,在可靠性方面具有先天优势。

由于固体推进剂是由生产单位预先装填进发动机内的,固体火箭运至发射场后,测试完成后即可实施发射;而液体火箭则是把“空壳子”运到发射场,在发射前数天内进行燃料加注,还要进行一系列测试,这无疑大大延长了发射准备周期。一旦加注过程中出现意外,不仅会错过发射窗口,还可能引发安全事故。

此外,固体推进剂化学性能更稳定,对发动机壳体几乎没有腐蚀性,因此,固体火箭发动机更能够满足应急发射的需要。同时,固体火箭推进剂能量密度高,在运载能力相同的前提下火箭可以做的更小、更轻,这就提高了运输灵活性。

“个头”小 推力恒定 就如任何事情都有两面性一样,固体火箭也有工作时间短、可控性差等不足之处,这些缺点也制约着固体运载火箭涉足传统液体运载火箭的市场。

固体火箭发动机工作时间短主要受两方面条件的制约,其一是固体火箭发动机只靠隔热层和各种防热结构,来减少推进剂燃烧时对贮箱壳体的加热和燃气对喷管的烧蚀,这是一种消极的冷却方式。

其二是固体火箭发动机的装药量尺寸较为有限,而火箭的长径比受控制系统的限制,固体火箭的“个头”则比液体火箭小得多,推力也逊色不少。

而可控性差,是指早期的固体火箭发动机工作时无法根据需要,改变推力大小,也难以多次关机和启动。虽然后来用调节药柱截面积和加装隔板实现了上述功能,但也增加了发动机的复杂性和结构重量。

导弹“变身”火箭 一举多得 为了满足一些载荷的发射要求,我们需要一种可以机动发射的运载火箭。

而固体运载火箭集长期储存、检测快速和便于运输的特点于一身,正符合这样的要求。机动性强的固体火箭就有很大的“用武之地”。

近年来,小卫星的快速发展也推动了固体运载火箭市场的发展。小卫星的质量普遍低于500公斤,用国际民用发射市场常见的中、大型液体运载火箭发射,

解析固体运载火箭快速反应可由导弹变身

不但浪费运力也增加了发射成本。

美俄等国率先把握了这一卫星发展的新方向,将本国弹道导弹改造为运载火箭。美国以民兵固体洲际导弹为基础,改装成了米诺陶系列固体火箭,并用于发射美军各类战术试验卫星,因此名声大噪。而俄罗斯在上世纪90年代初期以白杨机动战略导弹为基础,发展出了起飞一号运载火箭,用于发射各类质量在数百公斤左右的小卫星。

美俄此举既完成了核裁军指标,也开拓了应急空间发射的新途径,可谓一举多得。

延伸阅读: 据新华社消息,2013年9月25日,我国首枚固体机动小型运载火箭快舟发射成功,它也是世界上星箭一体小型运载火箭。而我国正在研制的新一代固体运载火箭正稳步推进,其一级采用我国目前规模和推力的固体发动机。(中国航天报)

:高辰

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