火車郵廂

[拼音]：guti huojian fadongji

[英文]：solid propellant rocket motor

使用固體推進劑的化學火箭發動機，又稱固體推進劑火箭發動機。固體推進劑點燃後在燃燒室中燃燒，化學能轉換為熱能，生成高溫高壓的燃燒產物。燃燒產物流經噴管，在其中膨脹加速，熱能轉變為動能，以極高的速度從噴管排出而產生推力。

發展簡況

固體火箭起源於中國。宋代已出現火藥火箭。到了元明兩代（13～17世紀），火藥火箭技術有了進一步發展，出現了多箭齊發的火箭束和兩級火箭的雛型。後來在較長的時期內，低效能的黑火藥限制了固體火箭發動機的發展。第二次世界大戰時，固體火箭發動機在火箭炮和飛機助推器上得到了應用，但是固體火箭發動機在技術上的突破則發生在50年代中期。從1955年起直到70年代，固體火箭發動機在推進劑效能、材料和發動機結構設計等方面均有重大發展。推進劑由聚氨酯、聚丁二烯、交聯雙基發展到新型的端羥基聚丁二烯複合推進劑和硝酸酯增塑聚醚推進劑；殼體材料由高強度低合金鋼發展到有機纖維-環氧樹脂的複合材料，噴管喉部採用三向碳-碳複合材料;推力向量控制機構的設計由偏轉環、擺動噴管、二次噴射發展到全軸擺動的柔性噴管。在技術發展的基礎上，各國先後研製了導彈和運載火箭用的固體火箭發動機，中國於50年代末開始研製現代固體火箭發動機，並已成功地應用於探空火箭、航天器和運載火箭上。

特點和應用

與液體火箭發動機比較，固體火箭發動機的優點是：結構簡單，密度大，推進劑貯存在燃燒室內可以常備待用，能適應自旋狀態下工作，失重狀態下點火容易。它的缺點是：比衝較低，工作時間短，加速度大，不利於載人飛行，發動機工作對推進劑初溫較敏感，推力調節、多次起動和重複使用困難。固體火箭發動機適用於戰略導彈、戰術導彈、探空火箭和運載火箭等。

組成

固體火箭發動機由藥柱、 燃燒室、 噴管元件和點火裝置等組成。

（1）藥柱：用均質（雙基）或異質（複合、複合改性雙基）推進劑製成，裝填或直接澆鑄於燃燒室中。

（2）燃燒室：貯存藥柱並供其燃燒用的元件。燃燒室是火箭或導彈彈體的一部分，外部有連線裙或其他連線部件。發動機工作時，燃燒室承受高溫(2500～3550K)和高壓（106～2×107帕或10～200標準大氣壓）的作用，它通常用比強度高的金屬（高強度鋼和鈦合金等）或複合材料（玻璃纖維、 有機纖維-環氧樹脂）製成，並在殼體內壁貼上一層隔熱層。對於貼壁澆鑄藥柱的燃燒室，往往還在隔熱層固化後噴塗一薄層襯層。以增強隔熱層與藥柱間的粘接力。自由裝填藥柱的燃燒室還有擋藥板等固定裝置。

（3）噴管元件：它的作用是將燃燒產物的熱能轉換為射流的動能，產生推力。噴管有潛入式和非潛入式兩種結構。為了控制推力方向，噴管常和推力向量控制系統構成噴管元件。早期在固定噴管上採用機械偏流裝置或液體二次噴射系統，後來採用各種擺動噴管實現推力向量控制。為了提高高空工作時的噴管面積比，可採用可延伸的出口錐。固體火箭發動機噴管都是非冷卻的，內壁選用耐高溫或燒蝕材料，外殼與內壁之間的夾層選用隔熱材料。

（4）點火裝置：用於點燃藥柱，通常由電發火管和點火藥盒組成。點火藥為黑火藥或煙火劑。電發火管的電熱絲周圍填有少量熱敏藥，通電後由熱敏藥引燃點火藥，再點燃藥柱。點火裝置一般置於燃燒室頭部，也有置於藥柱中間或尾端的。為防止意外點火，通常在電發火管和點火藥盒之間裝有安全保險裝置。大型發動機的點火系統本身就是一個小型的固體火箭發動機，也稱點火發動機。