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512 火箭 (第4/9页)

系统(也就是循环方式)。而循环方式可以说是液体火箭发动机产生推力的基本要素。而循环方式都有哪些呢?

    那就很多了,比如上面说的挤压循环,还有燃气发生循环、分级燃烧循环、膨胀循环等等。里面最早也最简单的循环方式就是挤压循环了。而要理解这种循环也很简单,初中物理中我们应该接触过“水火箭”。制作水火箭很简单,用可乐瓶加一个橡胶密封塞就够了。在瓶内装一部分水(不要太多也不要太少)发射前用打气筒向其中打入空气,挡瓶内的压力达到一定程度之后解脱固定,然后瓶内的压缩空气就会将水挤出来形成反作用力推动水火箭飞行。

    而这就是典型的挤压循环。可以想象连常温下的水都能蕴含这么大的能量,如果瓶子里装的不是水而是水蒸气呢?高温高压的水蒸气经过喷管进行适当的膨胀可以产生更大的能量,蒸汽机的锅炉爆炸的威力同志们心里应该是有数的。

    不过火箭上并不适用这一套方法,因为加热水需要能量,总不能给火箭也装个锅炉吧?并且加热水需要一个长期的过程,且水本身的重量也太大了,即使能够在火箭上将水烧成高压蒸汽,恐怕这个火箭也飞不了多高。

    说到这里,就必须涉及到火箭发动机经常采用的一个概念——比冲。简单的说,比冲就是消耗一个单位推进剂产生的冲量。这个冲量是一个过程量,即力的作用对时间的积累效果,也就是力对时间的积分。对于火箭来说,我们不仅要足够“给力”,而且给力的时间太短也不行,至于太消耗推进剂那就更不行了。

    回到冯布劳恩的a-2火箭设计上来,想要提高氧气、酒精火箭的比冲,那么唯一的办法就是给推进剂加压,提高其流速。也就是前面水火箭里打气筒的作用。冯布劳恩选择将陀螺仪从火箭头部移开之后,在这个位置他装了一个加压氮气瓶(即蓄压器),向推进剂贮存箱注入氮气后形成气枕,挤压液氧和酒精形成增压。这就是挤压循环。

    到了a-3火箭的时候,冯布劳恩又进了一步

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