航天器推进系统及其应用

第1章绪论
1.1推进分系统在航天器中的地位和作用
1.2推进系统的分类
1.3化学推进
1.4电推进
1.5新概念推进
第2章冷气推进系统（GPS）
2.1 概述
2.2稳压组件
2.3冷气推力器
2.4冷气推进系统发展趋势
第3章固体火箭发动机（SRM）
3.1概述
3.2基本组成
3.3 工作原理
3.4主要性能参数
3.5航天器固体火箭发动机的主要特点
3.6研究水平和关键技术
3.7工程设计方法
3.8航天器固体火箭发动机应用举例
3.9发展中遇到的问题与对策
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    固体火箭发动机以固体推进剂作为能源和工质，包括燃烧室、喷管和点火器三个基本组成部分。燃烧室既是储存固体推进剂的容器，又是固体推进剂在其中燃烧，由化学能转变为高温高压燃气热能的燃烧室，其壳体又是火箭和导弹壳体的一部分。喷管一般是由收敛段、喉部和扩张段组成的拉伐尔型喷管，它使燃烧室内高温高压燃气通过不断膨胀加速，把燃气热能转变成动能，以很高的速度从喷管排出而产生推力。点火装置是保证将燃烧室内推进剂安全可靠点燃的引燃装置。
     近几十年来，固体发动机技术取得了长足发展。复合固体推进剂从聚硫橡胶类发展到聚氨酯类、聚丁乙烯类；双基推进剂从可浇铸双基推进剂，发展到改性双基类、交联双基类，最终综合二者后推进剂发展成硝酸酯增塑聚醚推进剂（NEPE）。壳体材料从单一的金属材料发展到玻璃纤维/环氧树脂、有机纤维/环氧树脂、碳纤维/环氧树脂等多种复合材料。喷管喉衬材料从石墨发展到难熔金属、热解石墨和多维碳-碳复合材料。推力矢量控制从燃气舵发展到摆动喷管、液体二次喷射和全轴摆动柔性喷管等。
     固体发动机的特点是结构简单，工作可靠，体积小，使用方便，可立即点火，能长期储存，可用5-10年，加速性好，便于机动发射；但性能较低，比冲一般在2000-3000m/s之间，工作时间很短，推力调节和重复起动较困难。
     固体发动机在航天运载和航天器方面，特别是在导弹领域中得到广泛应用。据统计，世界各国的190种导弹中，157种采用了固体火箭发动机。
     中国的固体火箭发动机研制工作起步于1958年，经过几十年努力，技术水平有了很大提高和发展。
     液体火箭发动机使用液体推进剂作为能源和工质，由于其性能高，比冲一般在1800-4600m/s之间，工作可靠，推力可控性强，故现代大型运载火箭、航天飞机以及各种航天器（包括卫星、载人飞船、轨道器、空间探测器、空间站等）广泛用它作为主要的动力装置。
     按功能分，一类液体火箭发动机用于航天运载器和弹道导弹，包括主发动机、助推发动机、芯级发动机、上面级发动机、游动发动机等；另一类用于航天器主推进和辅助推进，包括远地点发动机、轨道机动发动机、姿态控制和轨道控制发动机等。
     液体火箭发动机按其使用推进剂组元数可分单组元、双组元和三组元发动机。单组元主要用于航天器辅助推进，双组元发动机占液体发动机的绝大多数，三组元发动机尚处于研制阶段。
     双组元发动机按其推进剂的性质不同，可分成可储存和不可储存推进剂发动机。可储存推进剂一般指四氧化二氮、硝酸、偏二甲肼、混肼50等，都是有毒的。不可储存推进剂一般为低温推进剂，如液氢、液氧等，都是无毒的。液氢-液氧发动机又叫低温推进剂发动机。液氧有时与煤油、酒精等组合。
     按其推进剂供应方式，液体火箭发动机可分为挤压式和泵压式供应系统发动机。挤压式结构简单，一般用在上面级和小推力发动机上。航天器上的单组元和双组元发动机多为小推力，这些发动机一般均采用挤压式供应系统。航天运载器和弹道导弹上液体火箭发动机都是大推力发动机，一般采用泵压式供应系统。

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