这个角度讲,戈达德也算是燃气发生器循环的先驱者了),不过由于戈达德所设计的燃气发生器采用的是富氧燃烧的方式,当时的技术水平又不足以解决高温富氧燃气所带来的氧化问题(这个问题即使放在今天也只有寥寥几个国家能搞得定),所以可怜的戈达德博士可谓刚刚跳出一个坑,又跳进了另一个更大坑,几次试验都不是很成功……
这里需要简单说明一下火箭发动机的两大循环方式:气压式循环和泵压式循环。
我们知道,不同于间歇式燃烧的往复式内燃机,液体火箭发动机的燃烧过程是连续的,也就是说火箭发动机工作时,其燃烧室内始终处于高温高压的状态。这就意味着想将推进剂送进燃烧室,就必须给推进剂施加一个压力,而且这个压力必须大大高于火箭发动机燃烧室的压力!于是一个关键性的问题就来了:如何给推进剂加压?
一个最容易想到的方法是让火箭推进剂储罐里的压力高于燃烧室压力,这样推进剂就会自动地从储罐向发动机燃烧室流动。
最开始时,由于火箭发动机燃烧室的压力很低,需要的推进剂流量也很小,研究者们只需要简单粗暴地依靠推进剂储罐本身的内部压力(可能还有推进剂本身的重力),就能将推进剂送进发动机燃烧室。
这个原理其实就像我们生活中常见的液化气钢瓶一样,由于液化气钢瓶内部的压力高达几十个大气压,而外界的压力却很低,所以液化气钢瓶仅仅依靠自身内部的压力,就可以将其所贮存的绝大部分燃气输送进我们的液化气灶。
上面这种依靠推进剂储罐自身压力将推进剂压入燃烧室的循环方式是一种最简单的气压式循环,我们可以将这种循环方式称为自压式循环,这种循环方式的的缺点显而易见,不仅加压能力非常有限,而且随着推进剂储罐内的推进剂的减少,储罐内的压力会随之急剧减小,当推进剂储罐内的压力和发动机燃烧室压力相等时,推进剂就无法再被送入发动机了,发动机工作也就随之停止了。
由于自压式循环的缺点太过明显,火箭研究者们很快就发明了一种效率更高的气压式循环,也就是我们所说的“挤压式循环”。
“挤压式循环”最大的进步之处在于,这种循环方式不再单纯依靠推进剂储罐本身的内部压力来给推进剂加压,而是在推进剂储罐之外设置了一个装着氮气或者惰性气体的高压气瓶,高压气瓶通过阀门和推进剂储罐相连。
挤压式循环发动机工作时,只需要将高压气瓶和推进剂储罐之间的阀门打开,高压气瓶中的高压气体就会流入推进剂储罐,使储罐内的压力升高,于是储罐中的推进剂就在高压气体的推挤下,被压进了发动机燃烧室。
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