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龙炎辉
一代宗师
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[时事资讯] 一提发动机就说比冲,就好像人人都知道它的本质-->很多军迷朋友看文章的时候,“比冲”这个词可是一点儿也不陌生。然而对于不少人,包括笔者在内,“比冲”本质的是什么?确实是两眼一抹黑,理解的时候,更是牛头不对马嘴。 跟喷射时间没有关系 几年前,每当看到文章说“RS-68火箭发动机”发动机很棒,在海平面其比冲为365秒,而在真空下为 410秒时,笔者当时就以为,这可能是说RS-68火箭发动机在大气环境下可以持续喷射365秒,而在真空下可以喷射410秒吧,在下居然这么去理解……实在是错得离谱。 实际上,这里的“365秒”和“410秒”跟火箭可以燃烧喷射多久,毛的关系都没有! 那么,这里的“365秒”说的是什么呢? 比冲是对火箭引擎燃料利用效率的一种描述,火箭发动机单位重量的推进剂产生的冲量就是比冲!其标准国际单位“米/秒”。 咦,“米/秒”不就是速度单位吗?怎么比冲也是这造型?没错,比冲的单位跟速度的单位是一样一样的,那么,它的本质到底是什么呢? 比冲的本质就是燃料燃烧时的“喷流速度”!所以,很多文章会告诉你,比冲越大,发动机越厉害,这很好理解,无论是火箭发动机,还是飞机上的涡喷发动机,其提供动力的原理就是燃料燃烧并向后喷射,那么,根据动量守恒,喷射物的速度越大,其带给飞行器的反推力就越大。 既然比冲在本质上是描述喷流速度,为什么我们经常看到的单位是“秒”?这是因为过去传统遗留的问题,比冲有两个单位,一个是传统上的以“秒”为单位,一个是按照国际单位标准的“米每秒”的单位。 比冲“秒”的单位,是按照比冲这种定义来的,即:比冲就是单位重量流量的推进剂产生的推力。 “重量流量”听上去是那么的别扭,它是过去的老单位,在国家标准中,已经没有这个名字。 但是习惯上,说比冲时,还是按照单位重量流量的推进剂产生的推力来计算,结果导出的就是秒的单位,可以理解为,火箭发动机利用一公斤燃料可以持续多少秒一直产生一公斤的推力。 以后我们还要在文章中多次见到以“秒”来说比冲,此时,我们可以通过一个简单的换算就能轻易地转换为喷流速度,即把“秒”乘以一个标准重力g,也就是9.80665 m/s2,然后就能换算成“米每秒”了,因为这两个不同的单位就相差一个g而已。为了简略,9.80665这个数值你大可以约等于10,所以,如果你以后看到某款发动机的比冲是365秒时,你可以乘以10,得到3650米/秒,然后你马上就能形象地理解了,哦,原来这款发动机的喷流速度是3650米/秒,如此,你就能轻易衡量比较很多款发动机的性能了。 关于比冲的误解 说完了比冲的本质,现在就能消除一些关于比冲的误解了: 例如,比冲跟发动机的推力大小无关,比冲只是描述了发动机的能源利用效率而已。一些离子推进器,比冲可以达到1万秒,即,其喷流速度在10万米/秒左右,也就是速度100千米/每秒。虽然离子推进器的比冲很高,但它的推力极小,大概只可以吹动一张纸。 一些常见发动机的比冲
F-1火箭发动机是美国的一款煤油液氧发动机,用于土星五号运载火箭的第一级,曾服务于阿波罗登月计划。旁边站着的是沃纳·冯·布劳恩(1912年3月23日-1977年6月16日),普鲁士火箭专家,二十世纪航天事业的先驱之一。曾是著名的V1和V2火箭的总设计师。德国战败后,美国将他和他的设计小组带到美国,主持设计了阿波罗4号的运载火箭土星5号。NASA用以下的话来形容冯·布劳恩:“无庸置疑的,他是史上最伟大的火箭科学家。他最大成就是在担任NASA马歇尔空间飞行中心总指挥时,主持土星5号的研发,成功地在1969年7月首次达成人类登陆月球的壮举。”
RD-170是俄罗斯研制的世界最大推力液体火箭发动机,使用煤油和液氧,单台推力800吨,采用四燃烧室,四喷嘴设计,曾用于能源号运载火箭和天顶号运载火箭第一级。
几个月前,俄罗斯副总理放出话,由于美国和欧洲因乌克兰问题对俄实施经济制裁,俄罗斯决定暂停对美出口RD-180火箭发动机,除非美国答应该火箭引擎仅用于发射非军事目的航天器。他是这样解释的:“使用俄罗斯人民的智力资源去发射他们的军事载荷,去执行我们完全不了解的任务,不是很奇怪的事情吗?” 而美国的对策是什么呢?据说就是在禁令生效前,加速采购RD-180。
RS-68火箭发动机最大推力319吨左右,生产厂家为美国洛克达公司,目前,它是全球最大的氢燃料火箭发动机。
YF-100由中国航天推进技术研究院研制,为我国第一代120吨级分级燃烧循环的液氧煤油火箭发动机。其前身为90年代我国从前苏联获得的RD-120发动机。未来,YF-100火箭发动机将与YF-77氢氧火箭发动机一起成为我国新一代运载火箭的主要动力。
#1楼
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发帖时间:2015-09-15 12:22:08 |
回复数:4
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龙炎辉
一代宗师
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2015-9-15
#2楼
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cg07218
一代宗师
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2015-9-15
#3楼
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ALLEN820213
隐世仙人♂
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2015-9-15
#4楼
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jokingcheung
超凡入圣№
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2019-10-22
#5楼
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游客组
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