火箭发动机推进与应用研究

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0 引言

广义上的推进是指改变惯性参考系中物体运动状态的行为。推进系统产生的力可以使静止物体产生运动、改变物体运动的速度或克服物体在黏性介质中运动时受到的阻力。喷气推进是一种依靠喷射物质的动量传递给物体上的反作用力实现物体运动的方法。

1 火箭推进

火箭推进是一类通过喷射自身携带的物质产生推力的喷气推进，这些物质称为工质或推进剂[1-2]；通管推进是另一类喷气推进，它包括涡轮喷气发动机和冲压发动机，这些发动机通常也称为吸气式发动机。通管推进装置大多数利用周围介质作为推进剂，周围介质与装置中储存的燃料燃烧从而获得能量。

火箭推进最常用的能源来自化学燃烧，也可由太阳辐射和核反应提供。与此类似，各种推进装置可分为化学推进、核推进以及太阳能推进等几类。辐射能也可以从太阳以外的能源获得，理论上还包括通过地面发射的微波和激光束传输的能量。核能来源于原子核内的质能转换，可以通过裂变或聚变产生。能源是火箭性能的核心，因此，考量了飞行器自身携带的或飞行器外部提供的各种能源。火箭推进系统中有效的能量输入是热能或电能，有效的输出推力来自喷射物质的动能以及燃烧室内壁和喷管出口处的推进剂压力。因此，火箭推进系统主要将输入的能量转换为排出气体的动能。喷射出的物质可以是固态的，也可以是液态或气态的。……