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公司自設(shè)生產(chǎn)基地位于河北省霸州市廠房占地1500多平米，配備了全套的模型模具加工設(shè)備及流水裝配生產(chǎn)線。 秉承企業(yè)“傳承精工品質(zhì)”的核心理念，不斷吸納更多專業(yè)人才和成熟管理模式。
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航天火箭如何發(fā)射！
“5、4、3、2、1、點(diǎn)火，發(fā)射……”這都是火箭發(fā)射時(shí)，大家非常熟悉的口令?？墒怯袥](méi)有細(xì)想過(guò)，液體火箭這火究竟是怎么點(diǎn)的呢？
液體火箭的推進(jìn)劑在進(jìn)行燃燒反應(yīng)之前，通常需要經(jīng)歷一系列的燃燒熱身準(zhǔn)備過(guò)程：
STEP1噴注和霧化:通過(guò)擠壓工質(zhì)、貯箱壓力、液柱壓力或者渦輪泵把推進(jìn)劑通過(guò)推力室噴注器射出霧化
STEP2液滴加熱和蒸發(fā)
STEP3液相或氣相混合
STEP4點(diǎn)火
本篇主要講的點(diǎn)火過(guò)程。
整體來(lái)說(shuō)，雙組元推進(jìn)劑分為非自燃推進(jìn)劑和自燃推進(jìn)劑，采用不同的推進(jìn)劑組合，點(diǎn)火過(guò)程也會(huì)有所不同。下面稍作介紹。
一、干柴不需要烈火----自燃推進(jìn)劑
對(duì)于自燃推進(jìn)劑組合，由于液態(tài)燃料與氧化劑之間的液相混合將導(dǎo)致放熱的液相反應(yīng)而自動(dòng)著火，所以不需要點(diǎn)火裝置，肼全家（包含肼、一甲基肼、偏二甲肼、混肼）和四氧化二氮都是屬于這種類型。因此除了長(zhǎng)五、長(zhǎng)七外，我們?cè)贑CTV上看到的一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)按下去的紅色按鈕，直到生產(chǎn)橘紅色的火焰，并沒(méi)有任何點(diǎn)燃火花的意思……
二、艱難的說(shuō)服液氧煤油發(fā)生劇烈感情
對(duì)于非自燃推進(jìn)劑組合，點(diǎn)火就不是那么容易了，需要用點(diǎn)火裝置來(lái)點(diǎn)燃。液氧能強(qiáng)烈助燃，但是不可自燃！液氧和煤油接觸通常也不能自燃，如果兩種液體噴在一起，液氧的低溫讓煤油非常冷靜，引起煤油的冷卻并凝固。而且凝固的燃料和液氧的混合物對(duì)撞擊非常敏感，在加壓情況下常常容易轉(zhuǎn)為爆炸，怎么辦？？？
在這種情況下只能用初始點(diǎn)火熱源的高溫說(shuō)服他們產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)。而三乙基鋁是僅有的幾種能與低溫液氧接觸即能燃燒的物質(zhì)，所以它特別適合充當(dāng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火劑。
（一）脾氣暴躁的三乙基鋁：三乙基鋁常溫下是無(wú)色無(wú)味的液體，對(duì)沖擊和摩擦不敏感，與不銹鋼和鋁合金相處良好，但它與水或空氣接觸就發(fā)生劇烈的反應(yīng)。由于燃燒產(chǎn)生的氧化鋁是一種粘性固體，會(huì)堵塞細(xì)小的通道和孔，因此通常采用三乙基鋁（15%）摻混三乙基**（85%）的配方，與液氧一起反應(yīng)能夠提供滿意的點(diǎn)火延遲特性，同時(shí)產(chǎn)生的殘留物在可容忍范疇。
（二）順便說(shuō)說(shuō)三乙基硼：剛剛說(shuō)到的三乙基鋁-三乙基硼（TEA- TEB）引火系統(tǒng)，三乙基硼是三乙基鋁的“親戚”，也很易燃，在航空航天領(lǐng)域已經(jīng)使用了很長(zhǎng)一段時(shí)間，曾用于引燃SR- 71“黑鳥(niǎo)”偵察機(jī)上普惠J- 58發(fā)動(dòng)機(jī)的JP- 7燃料，JP-7是高燃點(diǎn)的燃料，普通發(fā)動(dòng)機(jī)根本點(diǎn)不著，J-58發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)后，要把這種助燃劑噴進(jìn)燃燒室與燃料混合后才能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。
（三）液氧煤油的點(diǎn)火： TEA- TEB作為啟動(dòng)燃料，它通常儲(chǔ)存在燃燒室前面燃油管道上的點(diǎn)火導(dǎo)管中，并用隔膜密封。液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，在壓力的作用下，隔膜破裂，啟動(dòng)燃料首先進(jìn)入燃燒室，與氧化劑一起自燃，然后主燃料和氧化劑被啟動(dòng)燃料和氧化劑的燃燒熱點(diǎn)燃。這種點(diǎn)火方式可以實(shí)現(xiàn)單次點(diǎn)火，美國(guó)土星5的F1、蘇聯(lián)的RD170等液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)均采用這種方式點(diǎn)火。對(duì)于多次啟動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，采用閥門(mén)控制啟動(dòng)燃料的加注實(shí)現(xiàn)多次啟動(dòng)，SpaceX的梅林1D發(fā)動(dòng)機(jī)就采用了可靠的TEA-TEB燃料加注控制實(shí)現(xiàn)了回收時(shí)的多次點(diǎn)火，這個(gè)大家在看Falcon9一級(jí)回收的時(shí)候可以稍加留意。
三、等等，這是真的有點(diǎn)----**實(shí)用主義，奇葩的32根大火柴的點(diǎn)火方式
肯定是毛子，對(duì)，確實(shí)是北極熊的**美學(xué)。
310噸的聯(lián)盟號(hào)火箭由四枚研發(fā)107和一枚研發(fā)108組成。每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)有四個(gè)燃燒室，外加12架小型飛機(jī)。這意味著在起飛過(guò)程中，總共需要同時(shí)點(diǎn)燃32個(gè)噴嘴。確保如此多的燃燒室同時(shí)被完美點(diǎn)燃不是一件簡(jiǎn)單的事情，而且很容易造成災(zāi)難性的爆炸。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，超級(jí)實(shí)用主義的蘇聯(lián)工程師發(fā)明了一種名為“火藥點(diǎn)火裝置（Pyrotechnic Ignition Device）”該裝置的主體(俄羅斯PZU)是一根丁字木棒，每根木棒的頂部安裝有一對(duì)雙保險(xiǎn)電爆炸管(電流通過(guò)電阻絲點(diǎn)燃點(diǎn)火粉)，在電爆炸管之間夾有一根用黃銅絲固定的彈簧作為點(diǎn)火傳感器。PZU配備了非常罕見(jiàn)和精彩的訓(xùn)練手冊(cè)。聯(lián)盟號(hào)火箭豎立在發(fā)射臺(tái)上后，技術(shù)人員從下方手動(dòng)將T形木棒插入每個(gè)燃燒室，20個(gè)“大火柴”插入20個(gè)主燃燒室，另外12個(gè)“小火柴”插入12個(gè)小型游泳機(jī)。，大大小小的棍子插入噴嘴的景象非常壯觀...雖然有點(diǎn)亂。當(dāng)這些引爆管在燃燒室中燃燒時(shí)，火焰會(huì)燃燒黃銅絲，彈簧會(huì)脫離外殼，從而斷開(kāi)電路(有點(diǎn)像捕鼠器)。三十二根火柴并聯(lián)在一起，如果燃燒后折斷了，它們都被點(diǎn)燃了。這是發(fā)射控制過(guò)程中產(chǎn)生的點(diǎn)火信號(hào)，它打開(kāi)推進(jìn)劑供應(yīng)管道上的閥門(mén)——簡(jiǎn)單而粗魯。當(dāng)然，脆弱的樹(shù)枝和電線在隨后的地獄之火中是“不朽的”。
令人驚訝的是，簡(jiǎn)單粗暴的方式已經(jīng)在數(shù)百枚火箭上工作了六十年，記載在案的僅有一次不靈光。真是高科技完敗于泥腿子！?。?/p>
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四、點(diǎn)火還需要接力----液氫液氧點(diǎn)火太難了
目前，液氫和液氧點(diǎn)火主要包括火藥點(diǎn)火器和電火花塞點(diǎn)火器。特立獨(dú)行的歐洲火藥點(diǎn)火器采用電雷管點(diǎn)燃低燃速固體炸藥，實(shí)現(xiàn)主推力室點(diǎn)火。HM7和HM60都使用這種點(diǎn)火器。而SSME/RD0120/H2在美國(guó)、蘇聯(lián)和日本使用電點(diǎn)火器。
（一）歐空局喜好的固體火藥點(diǎn)火：
低燃速固體裝藥由電爆管點(diǎn)燃(電流通過(guò)電阻絲點(diǎn)燃點(diǎn)火粉)，實(shí)現(xiàn)渦輪泵、主推力室、氣體發(fā)生器等的啟動(dòng)點(diǎn)火。火焰能量大，工作2-10秒，可靠性高。主要的缺點(diǎn)是它不能多次點(diǎn)燃。然而，美國(guó)、蘇聯(lián)和日本對(duì)固體火藥的點(diǎn)火方式并不樂(lè)觀。他們認(rèn)為火藥點(diǎn)火器有許多缺陷:
1、電爆管的電器組件需要有冗余度；
2、很多大的噴注器要分區(qū)，每個(gè)區(qū)塊都要有單獨(dú)的點(diǎn)火源；
3、火工品有苛刻的安全管理要求；
4、地面測(cè)試需要頻繁裝藥。
于是電點(diǎn)火裝置開(kāi)始了研發(fā)。
（二）星星電火花能否點(diǎn)燃？——美、蘇、日青睞的電火花塞點(diǎn)火器
電點(diǎn)火器有三種:高壓電容放電、低壓電容放電和感應(yīng)放電激勵(lì)器。J-2液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)采用高壓電容器放電，電壓超過(guò)27KV，每秒50次火花，每次火花360mJ，火花塞頭能量為100mJ。航天飛機(jī)的主發(fā)動(dòng)機(jī)SSME采用感應(yīng)激勵(lì)器，每秒鐘產(chǎn)生75個(gè)火花，能量為10.5焦耳..電火花可以直接點(diǎn)燃主燃燒室中的推進(jìn)劑，但對(duì)于J-2和SSME等燃燒室壓力較高的發(fā)動(dòng)機(jī)，很容易產(chǎn)生熄火現(xiàn)象。該怎么辦？
（三）火炬式電點(diǎn)火器接力放大：
電火花直接點(diǎn)火不僅不可靠，而且由于火焰淬熄和推進(jìn)劑積聚還可能引起爆炸，于是一種更可靠的火炬式電點(diǎn)火系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生?；鹁媸诫婞c(diǎn)火系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)完整的微型預(yù)燃室。少量的氫氧化物推進(jìn)劑(約0.1% ~ 0.3%)首先進(jìn)入點(diǎn)火器的燃燒室。火花點(diǎn)火后產(chǎn)生的火焰重新點(diǎn)燃主燃燒室中的推進(jìn)劑。當(dāng)燃燒室中的推進(jìn)劑被點(diǎn)燃時(shí)，點(diǎn)火系統(tǒng)關(guān)閉，點(diǎn)火器的燃燒室繼續(xù)工作，從而保持主燃燒室的可靠點(diǎn)火源(SSME/J-2/RL-10/RD0120/LE-7)。此外，還有更高科技的氣動(dòng)共振點(diǎn)火、爆轟波點(diǎn)火、激光點(diǎn)火等?？臻g有限，所以我們下次再談。??
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