缺陷是小燃烧室,也叫“燃气发生器”内,因为不参与推进系统,有部分燃料被浪费了。
另外就是,在燃气发生器内发生的燃烧,叫“富燃燃烧”,也就是燃料比氧多的燃烧,因此燃烧非常不充分,会产生大量废气。
这些含有未完全燃烧燃料的废气,会由一根排气筒排到发动机外。
点燃的效果就是,主喷口呼呼冒火,排气筒冒黑烟。
这也就是梅林发动机会漏油的根本性原因。
而之所以采用富燃燃烧,主要是因为完全燃烧温度太高,高达两三千度。
一般材料的涡轮别说扛,能直接被吹化了。
那为啥不换一种材料
答曰有,但不适合造涡轮,否则转速上不去。
所以你看,这就是个水多了加面,面多了掺水的循环,最后都是要看怎么找到一个平衡点才好。
虽然开放式循环发动机非常稳定,但火箭这种高端货,还是要追求下极致效率。
如果有办法,把没有完全燃烧的富燃气体接回主燃烧室内,效率是不是就又提高了
答案自然是可以的,但有个问题。
开放式循环发动机的燃料,主要是煤油。
这玩意不完全燃烧,会产生结焦颗粒,很容易堵住喷口。
然后就是,轰隆
秒变大炮仗。
而如果让煤油燃料富氧燃烧,涡轮又扛不住。
大老苏曾经想过办法,用超高耐热合金,硬扛高温,但事实证明效果不咋地。
所以想要改进成封闭式循环,就得换燃料。
于是乎,采用液氢液氧的封闭式循环发动机,应运而生。
nasa大名鼎鼎的rs25发动机就是这种结构,学名叫“分级燃烧循环液氢液氧发动机”。
早期老米的航天飞机用的就是这种发动机。
rs25有两个小燃烧室,驱动不同功率的涡轮泵,分别抽取液氢和液氧。
但因为全都采用富燃,工作环境堪忧,涡轮性能几乎被压缩到了极致。
这就是它不适合作为可回收火箭发动机的原因,因为就算能回收,这俩涡轮机组也废废了,维护与更换成本太高了。
另外,氢的密度太低,有可能从细小的缝隙中泄漏出去。
一旦富燃的氢通过涡轮机的泵轴,泄漏到了液氧中,结局只能又是一片灿烂的烟火。
为此,科学家和工程师们,不得不设计一个复杂的密封装置。
所以即便rs25有着非常高的燃烧效率,但距离极致还有一定差距。
逼逼了这么多,终于轮到邱睿的构思了。
他既不想用会漏油的开放循环,也不想搞不适合回收的封闭式液氢液氧。
而是想要一步到位,直接上最高难度全流量分级燃烧循环发动机
这种发动机同样有两个小燃烧室,分别带动两个涡轮。
乍一看和rs25没啥区别,实际则不然。
两个小燃烧室,一个是富燃燃烧,另一个则是富氧燃烧。
富燃的带动燃料泵,富氧的带动液氧泵,再将废气同推进剂,一起注入主燃烧室内点燃。
关键点就在这里了,这种结构下,不再有从推进剂罐直接连通到主燃烧室的管道。
因而所有的燃料和氧化剂,都会通过两个小燃烧室,参与极度富燃与极度富氧反应中,可以让