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中国长征九号项目 不仅仅是一款超重型火箭(21)

2023-03-16 来源:你乐谷
rd0120是苏联用在能源火箭的芯级上的大推力发动机,使用了一个预燃室 两个泵同轴的组合设计,这样的组合启动性能良好,并且可以把氢气泵放在预燃室和氧气泵之间,让高温的富燃氢气和氧气永远不发生接触,从而不需要向涡轮泵中充入大量氦气进行隔离就能持续稳定工作。
但是这种组合限制了氢氧比例的微调,容易造成部分燃料的不完全燃烧,比冲由同轴的涡轮泵固定,以后就很难再提高了。

中国长征九号项目 不仅仅是一款超重型火箭


可惜已经随着暴风雪号一起消逝了
3,单预燃室 双涡轮泵
上述的第1种和第2种路线曾被美国和苏联分别尝试过,技术已经各自达到了相当高的水平,中国的220吨氢氧发动机则选择了第3种路线:单预燃室 并连双泵。这种方案当然也有他自己的问题,那就是:预燃室的燃气分配问题。
氢气的混合燃烧是有一定比例的,这个比例分别由氢泵和氧泵的转速负责,然而氢氧发动机上不可能装一个变速器来调速,所以控制涡轮泵转速的最好方法,就是控制燃气的产生量。燃气多,转速就快,燃气少,转速就慢。
然而在这种方案中,氢气和氧气分配管道的大小是固定的。也就是说,前期确定一个大致的比例范围之后,后期就很难调节氢氧的混合比了,最终也会面临rd0120那样的情况,造成某些燃料未充分燃烧,无法继续提高比冲。如果强行调节燃气量,那氢泵和氧泵的工作状态就会互相干扰,最终陷入“面多加水,水多加面”的恶性循环。
而从中国的方案的示意图可以看出,为了解决两泵在燃气量调节时的相互干扰问题,中国的技术人员选择了另一条路:把氧泵后多余的氧气输送回泵前。

中国长征九号项目 不仅仅是一款超重型火箭


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