火箭点燃是火箭发射过程中的关键步骤之一。以下将分析火箭是如何点燃的,并介绍液体火箭和固体火箭的点燃原理。
1. 火箭的载荷安装
在火箭点燃前,首先需要将需要发射的卫星、探测器或其他载荷安装到火箭上。这是确保将载荷准确送入太空的第一步。
2. 火箭燃料加注
将火箭燃料(液体燃料或固体燃料)加注到火箭的燃料舱中。液体火箭常使用液氧和液氢或液态石油为燃料,而固体火箭则通常使用固体燃料。
3. 火箭系统检查
对火箭的各个系统进行检查,以确保其正常运行。系统检查包括电气系统、推进系统和控制系统等,确保在点燃时所有系统处于良好的工作状态。
4. 液体火箭的点燃原理
液体火箭通常通过涡轮泵将燃料和氧化剂输送到燃烧室,并在混合后通过火花塞进行点燃。类似于家用汽油车,通过点燃混合物来产生燃烧和推力。
液体火箭使用的是自燃推进剂,将燃料和氧化剂混合后会自行发生剧烈的化学反应,并产生大量热能和燃烧产物。点火按钮的作用是打开涡轮泵的闸门,使其能够将燃料和氧化剂输送到燃烧室,然后通过火花塞点燃混合物。
5. 固体火箭的点燃原理
固体火箭使用的点燃原理与液体火箭有所不同。固体火箭通常使用自燃推进剂,即将燃料和氧化剂混合在一起后会自行燃烧,不需要外界点火。
固体火箭的点燃过程中,通过按下一个按钮打开燃料与氧化剂的闸门,使其两者混合并自行燃烧。这种自燃推进剂的燃料组合通常是肼类配上四氧化二氮等液态物质。
液态的肼类和四氧化二氮混合后,会发生剧烈的化学反应,放热并燃烧。所以在点火按钮被按下后,火箭的自燃推进剂会自行点燃,产生大量的热能和燃烧产物,从而推动火箭升空。
6. 点燃方式的差异
液体火箭和固体火箭的点燃方式存在一定差异。液体火箭通过点火塞点燃燃料和氧化剂的混合物,而固体火箭则通过按钮打开燃料和氧化剂的闸门,使其自行燃烧。
液体火箭的点燃过程较为复杂,需要涡轮泵的介入将燃料和氧化剂传输到燃烧室并点燃。而固体火箭的点燃过程较为简单,只需要按下按钮打开闸门即可触发自燃推进剂的燃烧。
7. 视频学习火箭升空的工作原理
下面的视频是LearnEngineering制作的动画,可以直观地学习火箭升空的工作原理。
在视频中可以看到,火箭燃料的种类包括液氧/汽油等。在燃烧室内,火箭燃料燃烧产生高温高压气体,并通过喷嘴加速排气到外界。这些气体形成的喷流产生推力,推动火箭升空。
在联盟号火箭这样的火箭中,使用了32个喷口。每个喷口通过点燃火把来点燃火箭的燃料,以保证火箭点燃的可靠性。
火箭点燃涉及载荷安装、燃料加注和系统检查等步骤。液体火箭通过涡轮泵将燃料和氧化剂输送到燃烧室,并通过火花塞点燃混合物。固体火箭使用自燃推进剂,无需外界点火。火箭点燃后,燃料和氧化剂混合产生化学反应,并产生热能和燃烧产物,从而产生推力推动火箭升空。