RocketAtlas

A4 发动机

挤压式乙醇

德国佩内明德陆军试验场首飞 1942

人类第一款大型泵压式液体火箭发动机,此后所有火箭发动机的原型。

单台推力
245 kN
真空比冲
239 s
燃烧室压力
15 bar
在用型号
1

这台发动机的喷管不是画出来的,是算出来的:由推力与燃烧室压力反算喉部面积,再按扩张比放大到出口。用 F-1 验算,这套算法给出的喉径、出口直径与喷管长度都与公开尺寸吻合。

换来了什么

  • 用 18 个杯状喷注头把燃烧分区,绕开了当时无法解决的大燃烧室燃烧不稳定问题
  • 涡轮泵由过氧化氢催化分解的蒸汽独立驱动,与主推进剂完全解耦,可以分别调试
  • 乙醇掺水降低燃烧温度(约 2,700 °C 而非煤油的 3,400 °C),让原始的再生冷却技术足以撑过 65 s
  • 战时德国缺石油但可用马铃薯发酵产乙醇——资源约束直接进入了技术方案

代价是什么

  • 比冲仅 203 s(海平面),掺进去的 25% 水纯粹是「用比冲换寿命」
  • 推力 245 kN,工作时间 65 s,能力极其有限
  • 过氧化氢系统是一整套额外的化学装置,笨重且危险

动力循环

挤压式

高压氦燃料氧化剂燃烧室

靠高压气体把推进剂挤入燃烧室。没有转动部件,但贮箱必须承受燃烧室压力,因而笨重。

读原理讲解

推进剂

乙醇 / 液氧

燃烧温度低、易冷却、可用农产品发酵获得;比冲很低,只在早期火箭上使用。

装在哪些火箭上