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为什么长征五号芯一级尾焰是黄色的而助推器是蓝色的? 第1页

  

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如果发动机喷管使用烧蚀(就像载人飞船返回舱)冷却那氢氧火箭发动机尾焰也会发黄,喷气中夹带烧蚀材料剥离冲刷下发光的微粒,除了长征5号的YF-77外德尔塔4系列用的RS-68也是烧蚀冷却喷管的大推力氢氧火箭发动机。另外固体燃料火箭都是烧蚀冷却。

煤油火焰颜色问题也跟燃烧是否充分有关,燃烧不充分就会有碳粒在喷气中继续燃烧发光,燃烧充分就是蓝色。你看航空喷气发动机就是。

用烧蚀冷却喷管可以降低制造难度不用焊一大堆管子降低了造价,也提升了可靠性。缺点是增加发动机重量、也相对不利于重复使用,还降低了多机并联下的效率,毕竟没再生循环冷却耐热。

如果YF-77用再生循环冷却,长征5号的波折可能会更多。毕竟比液氮还冷好几十度的超低温液氢(20.28 开或者-252.87 °C)遇到喷气超过2500度(液体燃料火箭发动机燃烧温度通常在2220-3890开之间)轻松融化钢铁不在话下的超高温,在如此巨大到恐怖冰火两重天的温差和剧烈的振动下对制造工艺质量控制的难度可想而知,如果出问题又要折腾好久费力解决,估计现在火星车还没发空间站还没上。



SLS的前身战神5号原计划使用RS-68B,结果发现在多机并联和大型固体火箭助推器强烈的发热下喷管烧蚀层消耗太快,无法满足任务要求于是不得不改用推力更小、价格更昂贵的RS—25也就是航天飞机主发动机。

顺便说一下在RS-68基础上后来有面目全非深度发展型,叫RS-83,改为分级燃烧循环、再生循环冷却,像航天飞机主发动机一样兼顾海平面和高空,强调重复使用100次可靠性更高。可惜在发展原型阶段被取消了。海平面推力301.185吨,真空340.194吨,海平面比冲395,真空446。推力调节范围50-100%。

RS-83无论是在推力还是比冲上都吊打SpaceX的猛禽,同样也便于重复使用。




  

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