1463158980 2024-12-22 08:28
导弹的心脏：导弹发动机概述
随着导弹技术的不断发展，海军舰艇上的主要武器逐渐由舰炮和鱼雷被舰载导弹所取代。在近年的几次海战中，舰载导弹显示了其巨大的威力。那么，导弹是如何飞行的呢？这离不开其核心部件——导弹发动机。
导弹发动机是导弹起飞并实现高速和远程飞行的动力源。它的主要功能有两个：一是使导弹从静止状态迅速达到一定的速度，并能按照预定的弹道飞行；二是确保导弹具有足够的射程，以便将战斗部准确送达预定目标。由于一台发动机难以同时完成这两个任务，因此，在舰艇（或陆地上）发射的导弹通常都配备两台或两台以上的发动机，这些发动机像接力赛跑一样，一个接一个地工作，共同将导弹送往预定的轨道和目标。
发动机的种类繁多，包括核能发动机、辐射能发动机和化学能发动机等。然而，目前在导弹上广泛使用的主要是化学能发动机。从工作原理上看，化学能发动机又可以分为火箭发动机和空气喷气发动机两类。其中，火箭发动机根据所使用的推进剂（燃烧剂和氧化剂的总和）的不同，又可以分为固体火箭发动机、液体火箭发动机和固液型火箭发动机。
固体火箭发动机是一种结构相对简单的发动机。它由燃烧室（又称发动机壳体）、推进剂药柱、点火器和喷管四部分组成。燃烧室是燃料燃烧的地方，外形类似一个有底无盖的圆柱形铁筒，通常由玻璃钢或高强度合金制成，以确保其重量轻、强度高且能承受高温。推进剂被做成棒状或管状，称为药柱，被放置在或浇注在壳体内。点火器类似于打火机，内装铝粉和过氯酸钾发火物质，通电后引燃并产生热燃气，再由热燃气点燃药柱。
喷管位于燃烧室后部，是产生推力的关键部件。它的形状多呈收敛-扩散形，中间最狭窄的部分称为喉部。由于喷管受到高温热燃气的冲刷，且没有冷却散热装置，因此通常在喷管内表面涂上一层能承受高温和冲击的材料。
固体火箭发动机利用反作用原理工作。药柱在燃烧室内燃烧时，会产生大量炽热高压燃气（将化学能转化为热能）。燃气膨胀后通过喷管向后排出。在喷管内流动时，燃气继续膨胀（将热能转化为动能），并以高速（可达几倍音速）喷出。由于燃烧室迫使燃气喷出，相当于给燃气一个作用力。根据牛顿第三定律，燃气也必定给燃烧室一个反作用力，这个反作用力就是推动导弹前进的原动力。
为了使发动机产生稳定的推力，必须确保药柱按一定的规律燃烧。目前，药柱多采用端面和侧面两种燃烧方法。通过专门的设计，可以使药柱燃烧表面积不随时间变化，从而确保产生的燃气量稳定，推力也就随之稳定。
尽管固体火箭发动机具有结构简单、维护方便和价格便宜等优点，但其“比冲”（每秒钟消耗一公斤推进剂所产生的推力）相对较低，且药柱性能受温度影响较大。例如，当温度过低时，药柱可能会产生裂纹，导致燃烧不稳定甚至爆炸。
综上所述，导弹发动机作为导弹的心脏，在导弹的飞行过程中发挥着至关重要的作用。随着技术的不断进步，未来导弹发动机的性能将会得到进一步提升，以满足更高、更远的飞行需求。