固液火箭（想象固液火箭）

液体火箭常用的燃烧剂是什么？想象一下固液火箭。

自从火箭发明以来，固体燃料火箭和液体燃料火箭之争就一直存在。

固体火箭是将燃料和氧化剂混合均匀后倒入一个完整的固体药柱中，实际上是一种慢燃 。固体火箭推力大，均匀致密的药柱对稳定工作至关重要，裂缝或缝隙都有可能造成熄火。更大的问题是推力很难调整。现在双推力的问题已经解决了，多次点火还是一个技术问题。

液体火箭将燃料和氧化剂分开储存，使用时注入燃烧室混合燃烧。燃烧固定在燃烧室内，推力可调，容易多次点火。液体火箭不仅机械系统复杂、笨重，而且存在一些独特的技术问题。例如，平稳可靠的点火是一个不小的挑战。火花点火容易受到局部混合不均匀的影响，火花持续时间短，容易造成点火不稳定。飞毛腿导弹点火时，由空气自燃的偏二甲肼被缓慢注入燃烧室。通过逐渐增加流量并保持足够的喷射时间，可以实现稳定可靠的点火。

比冲是推力与燃料消耗率的比值，单位为秒。比冲越高，单位燃料的推力越大。固体火箭比冲低，液体火箭比冲高。但实际上，液体火箭需要储罐、管道、泵、阀门和控制机构。该系统很重，需要很长时间准备发射。在相同载荷和射程条件下，固体火箭往往比液体火箭轻。而液体火箭的重量劣势随着火箭的增大而减小。系统重量更大的储罐重量与表面积成正比，但容量与体积成正比。随着坦克体积的增大，容量呈立方关系增大，而表面积只呈二次关系增大，所以火箭越大，重量劣势越小。再加上比冲，推力可以调节，可以多次点火。液体火箭在大型运载火箭中占有绝对优势。固体火箭多用于中小型战术导弹或发射前不便添加的潜射、空射战略导弹。

但仔细看，固体燃料能量高，液体氧化剂含氧量高。如果你能把两者结合起来，你就可以鱼与熊掌兼得。鱼和熊。s paw生活在平行宇宙中，想要两者兼得并不容易。多少年来，人们孜孜不倦地尝试，结果却很惨淡。台湾省基于NASA研究发射的固液火箭比冲比固体火箭还要差。

固液火箭的一个问题是如何有效地将液体氧化剂输送到固体燃料的燃烧表面。固体火箭表面燃烧有两种方式端部燃烧和内壁燃烧。烧脸就像烧火柴一样。药柱充满射弹燃烧室，从尾部燃烧。燃烧面随着燃料的消耗逐渐后退，直至耗尽。端面燃烧的装药填充率高，燃烧面积一致，推力均匀，但如遇药柱质量不均匀，燃烧会断断续续，甚至熄火。内壁燃烧的药柱为中空厚壁圆筒，圆筒内壁为燃烧面。这样粮食的填充率较低，但燃烧面大，不太可能因为粮食质量差而出现间歇燃烧甚至熄火的问题。问题是燃烧面积随着谷物的燃烧自然扩大，产生的气体越来越多，推力越来越大，不利于保持推力均匀。

内壁燃烧是固液火箭的自然选择。液体氧化剂流过内壁，与壁上的固体燃料一起燃烧。但随着固体燃料的消耗，内壁的孔径自然增大，壁面的增大需要增加氧化剂流量来维持合适的氧燃比。另一个问题是流向尾部时氧气不断被消耗，或者氧燃比随流动沿轴向减小，影响均匀性

另一种方式是返回端面燃烧，而是像蜂窝煤一样在颗粒中钻出多个长孔，液体氧化剂从孔中流向端面，在端面与固体燃料一起燃烧。这就避免了内壁燃烧的许多问题，但要保证氧气 回来了 固体燃料流出后在端面接触燃烧。

另一种 是将两者结合起来，使端面不再是直的，而是在每个氧化剂通道的出口处形成一个钟形空腔。氧气流出扩散时，自然与钟形腔面上的固体燃料接触，形成可靠的燃烧，钟形面就是燃烧面。燃烧时钟形面平行向前移动，逐渐消耗整粒。这需要对钟形表面的形成和移动进行非常高的控制。

，如果我们换个思路，采用两级燃烧，或许这些问题就迎刃而解了。

一是利用简单的固体火箭部分形成高温气体，但固体火箭部分燃料丰富，氧化剂少，所以固体火箭部分是贫氧燃烧，气体中仍含有大量未燃尽的燃料。高温贫氧气体注入燃烧室后，与液体氧化剂混合，进一步燃烧产生推力。固体火箭的技术已经成熟，贫氧固体推进剂只是配方问题，不存在不可克服的技术困难。在固定的燃烧室内与液体氧化剂混合，燃烧条件容易控制，不再存在传统固液火箭的液体氧化剂被输送到燃烧面的问题。

更大的优点是可以容易地调节液体氧化剂的流速。换句话说，贫氧气体的固定流量与液体氧化剂的可变流量相结合，可以节省使用量，甚至在稠密大气中直接使用空气；随着高度的增加，液体氧化剂的流量逐渐增加，直至完全被取代。这样可以大大节省所需氧化剂的重量，或者把原来用于氧化剂的重量转移到更多的燃料上，增加航程。

这也可以作为火箭冲压发动机的补充。 流星 中程空空导弹是利用固体火箭形成高温贫氧气体，然后进入冲压发动机，与吸入的空气混合产生推力。问题是冲压发动机对进气条件苛刻，而空空导弹的高度和攻角变化很大，难以保证可靠运行。可能有必要调整进气道以补偿不同的大气条件，从而导致重量和推力损失。利用液体氧化剂补充和维持稳定的工作状态，可以用简单高效的固定进气道解决冲压发动机的工作问题，并且可以在很大的高度范围内可靠工作。这实际上是一个固液火箭冲压发动机。

固液火箭可能会成为下一代导弹动力，DARPA正在研发的Opfires据说就是使用固液火箭发动机。如果用固液火箭冲压的之一级在大气层内加速，用固液火箭的第二级在大气层外进一步加速，那就好玩了。

固液混合火箭发射