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空气呼吸的火箭如何工作

通过:Kevin Bonsor

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1998年试呼吸火箭发动机的试验。
照片提供美国宇航局

在传统的火箭发动机中,液体氧化剂和燃料被泵入燃烧室,在那里它们燃烧以产生高压和高速热气流。这些气体通过喷嘴流过,进一步加速它们(典型5,000至10,000英里/小时的退出速度),然后离开发动机。该过程为航天器提供推力。

如果您阅读了文章火箭发动机如何工作,那么你知道那个航天飞机需要143,000加仑的液氧,重量约为1,359,000磅。当空的时,穿梭机本身只有165,000磅,外部罐重量为78,100磅,两个固体火箭助推器每次重185,000磅。这总计613,000磅。当您添加燃料和氧化剂时,车辆的总重量跳至440万磅。

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NASA已经确定它可以轻松地将车辆的重量放在发射时,如果它们要脱离液体氧化剂,那么将迅速将车辆的重量放在速度为约310万磅。这仍然是一个沉重的车辆,但它意味着将车辆推向轨道的成本巨大降低。

那么,如果去除液体氧气,那么燃料不会燃烧并提供推力?您必须在传统火箭发动机的正常运行之外思考。当其名称表明时,它将从大气中使用呼吸火箭,而不是使用液体氧化剂,而不是使用液体氧化剂。然后将其与燃料结合起来以产生燃烧并提供推力。

呼吸火箭发动机,也称为a基于火箭的组合循环发动机,与a非常相似喷气发动机。在喷气发动机中,空气被压缩机吸入。然后,发动机压缩空气,将其与燃料结合起来,并燃烧产品,该产品扩展并提供推力。喷气发动机只能在其部件开始过热之前用于2或4 Mach 3或4。在超音速燃烧拉姆喷嘴或乱七八糟,空气入口在空气中抽取。当车速通过大气时,空气被减速和压缩。燃料被添加到超音速气流,其中两个混合和燃烧。最有可能与空气呼吸火箭一起使用的燃料包括液体氢或烃燃料。