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几十年来,运载火箭技术取得的巨大成就,推动了中国卫星技术、载人航天技术和月球探测技术的发展。很多人都看了神舟十二号飞船的发射,那么你知道它是如何点火的吗?其实根据燃料的不同,火箭有很多种点火方式。
神舟十二号载人飞船利用的是长征二号F遥十二运载火箭发射的,该火箭的燃料是偏二甲肼,氧化剂是四氧化二氮。它是自燃推进剂的火箭,点火的方法是开启阀门让燃料流入涡轮泵,燃料和氧化剂相遇后自己就会点燃。。
液氧煤油发动机来说,点燃的方式是三乙基硼-三乙基铝,这种有机金属化合物一旦遇到氧气就会自燃,把这种物质装在发动机管路里,点火的时候敲碎就行。
美国的Merlin和我国的YF-100,战斗民族的RD-170/180都是这样点火的,看发射视频时暂停可以发现点火瞬间发动机发绿光,这就是含有硼的点火剂的燃烧三乙基硼燃烧发绿光。液氧煤油发动机需要的是航空煤油,这种火箭推进燃料是目前大推力火箭最钟爱的燃料之一,其优点在于无毒和高比冲,但对技术要求也比较苛刻。
另外,俄罗斯的联盟号这种比较早期而且便宜皮实的火箭发动机来说,点火方法是用木棍顶着一团包着电热丝的火药插进发动机喷管里边,每次都会献祭木棍……另外直接用一个火药棒来点火也是可行的,我们国家的YF-115火箭就是这么干的。
液体发动机点火是在内部燃烧室完成的,既要在燃烧室打个洞,又不能破坏结构强度,更不能在燃烧过程中被破坏。新中国第一颗卫星是用酒精点火,点火装置在喷嘴附近,后来逐渐改为电子点火。
目前液氢液氧发动机和液氧甲烷发动机常用的电火花点火,就像你家的燃气灶一样。但它的设计远远超出了火花塞的级别,形容为焊炬可能更合适些。
实际上点火装置是主喷注器设计的一部分,电火花塞产生火花同时周围的小孔喷出燃料产生小股火焰,继而外周的小孔加入喷射形成足够大的火焰,再点燃所有喷注孔喷出的燃料启动主燃烧室。
固体燃料的点燃一般是用一个电打火的火药棒,装在药柱的顶端,点燃时火药棒燃烧产生的火焰会通过整个药柱的内表面,均匀地点燃整个药柱。