混合式火箭
混合式火箭 ,是一種火箭推進器,其推進劑包含固態的燃料以及液態的氧化劑。和固態火箭、液態火箭同樣屬於化學火箭,具備能夠控制推力大小、成本相對低等特性,同時具備更高的安全性。許多公司及團隊都相繼投入相關研究,不過其比衝值仍待突破。
歷史
基本組成
混合式火箭主要由氧化劑供應系統、燃料、燃燒室及噴嘴組成。
- 氧化劑供應系統
- 液態的氧化劑經由閥件及管路注入至燃燒室中,提供氧化反應所需的氧化劑,這些管路、閥件以及其中所需的各式感測器統稱為氧化劑供應系統。多數情況下即使關閉推進器,在燃燒室內部的燃料冷卻之前,只要重新注入氧化劑就可以再次啟動推進器,不必重新啟動點火裝置。[4] 使用某些特定推進劑的混合式火箭引擎,搭配良好氧化劑供應系統控制的情況下,甚至不需要額外的點火裝置,而能做到燃燒室冷卻長達30分鐘後成功重新點火。與液態火箭相似的是,混合式火箭也能夠藉由調整氧化劑的流量來控制推力。[5] 這些特性顯示出混合式火箭可以應用於上層級進行精準入軌。
- 燃料與燃燒室
- 氧化劑與燃料混合及燃燒的空間稱為燃燒室,由於燃料是固態的,只有燃料的表面能接觸到氧化劑及發生燃燒反應,因此燃料與燃燒室通常位於同一空間。與固態火箭相似的是,燃燒室內的燃料可以製造成不同形狀以獲得不同燃燒表面積。
- 噴嘴
- 燃燒室內部產生的大量高溫氣體經過噴嘴,壓縮再膨脹的過程使熱能轉換為動能,推進器因而獲得推力。相較於液態火箭,混合式火箭的氧化劑可以不必經過預熱升溫,因此噴嘴上不用纏繞複雜的管路。然而這也象徵噴嘴沒有低溫氧化劑的冷卻,因此較要求耐熱。
參考資料
- April 1954 Popular Mechanics magazine pp. 81-85. 2016-10-23
- . 中央社. 19 Feb 2020.
- . 中央社. 26 Dec 2019.
- 20160929 ARRC Hybrid Rocket Engine Thrust Throttling Test (400N) 2016-10-24
- ARRC HTTP-3A H2O2/Thermoplastics Hybrid Rocket Engine Throttling and Re-ignition Hot-Fire Test 2019-12-27
- Demonstration of hybrid rocket motor with acrylic and gaseous oxygen 2016-10-24
- CANDY ROCKET PROJECT キャンディでハイブリッドロケットを飛ばせ! 2016-10-24
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