火箭点火试验工作 原理
最佳答案：
固体火箭发动机
1. 点火系统
- 固体火箭发动机的点火系统包括点火具结构、点火药包、点火头、喷管密封结构等。
2. 点火过程
- 点火过程从向点火装置发出点火信号开始，直至燃烧室内建立起稳定工作压强。
- 点火药产生大量高温燃气冲击在装药表面，使装药及发动机壳体产生震动。
3. 性能要求
- 点火装置必须在发动机的整个使用温度范围内可靠地点燃推进剂装药，并在较短的时间内使装药进入稳态燃烧阶段。
液体火箭发动机
1. 点火启动机制
- 液体火箭发动机通常使用火药启动器来启动。在燃气发生器点火工作前，火药启动器的火药燃气先吹动燃气涡轮泵，带动氧化剂泵和燃烧剂泵给氧化剂和燃烧剂加压。这些加压后的氧化剂和燃烧剂被送入发动机推力室和燃气发生器进行燃烧。
2. 燃料与氧化剂的供给
- 挤压式：通过高压气瓶里压缩的气体（通常是氦气）把燃料压入发动机。这种方式较为简单，方便制造，但效率较低，主要运用在小型火箭上。
- 泵压式：使用涡轮泵对燃料和氧化剂进行增压。这种方式相对复杂但更高效，目前主要的火箭的芯级主发动机都采用这种方式。
3. 燃烧循环
- 燃气发生室循环：燃料和氧化剂的一部分被送进燃气发生室进行不完全燃烧，产生的燃气推动涡轮机，然后作为废气排出。这种循环方式较为简单。
- 分级燃烧循环：更为先进且性能更高的燃烧循环方式。燃料和氧化剂通过涡轮泵后被加速和增压，然后全部燃料和大部分氧化剂被送进预燃室燃烧，产生的燃气推动涡轮机，加速燃料和氧化剂，最后这些高压燃气与剩余的氧化剂在燃烧室内燃烧。
4. 喷注与喷射
- 喷注器：燃料和氧化剂在完成对涡轮泵的推动后，被注入到燃烧室内。喷注器是火箭发动机的重要部件，其设计直接影响火箭的稳定性和性能。喷注器通常像一个布满小孔的圆盘，燃料和氧化剂从中喷出并相撞，然后破碎成小液滴并雾化。
- 拉瓦尔喷管：高温燃气在燃烧室内燃烧后，通过拉瓦尔喷管加速。拉瓦尔喷管通过改变横截面积，使燃气在亚音速时横截面积逐渐变小（亚音速收敛段），在突破音速后横截面积又逐渐变大（超音速扩张段），从而实现燃气的充分加速。
5. 熄火机制
- 火箭发动机的熄火通常通过关闭液体推进剂的输送来完成。对于需要瞬时熄火的场景，如多级火箭发动机分离时，要求推力在极短时间内终止，这就需要精确控制推进剂的输送和燃烧过程。
点火试验
1. 原理性试验：对推进剂和装药设计进行原理性试验。
2. 实践试验：进行地面静止和飞行试验，以检测固体火箭发动机和推进剂的性能指标。
火箭点火试验的工作原理是一个复杂而精密的过程，涉及点火启动、燃料与氧化剂的供给、燃烧循环、喷注与喷射以及熄火等多个环节。这些环节相互协调、共同作用，实现了火箭发动机的可靠点火和高效工作。
