[科普中国]-混合式火箭发动机

混合式火箭发动机，是组合使用液体和固体推进剂的化学火箭发动机。由喷注器、燃烧室（内装药柱）、喷管、液体推进剂供应系统和贮箱等组成。混合推进剂火箭发动机的比冲和体积比冲介于液体和固体火箭发动机之间，它能够像液体火箭发动机那样进行推力调节，而且只需要一套液体管路、活门和附件，系统比较简单。但混合推进剂火箭发动机的燃速低，燃烧不均匀，效率低，仅适用于一些特殊任务的导弹，如靶弹等。其优点主要有安全性好、容易进行推力调节、易关机和重新启动、推进剂能量较高、环保型好、药柱稳定性好、温度敏感性低、经济性好。可应用于探空火箭、小型运载火箭、靶标与导弹、亚轨道飞行器及载人飞船、助推器及上面级和姿轨控系统的动力装置，应用前景十分广泛1。

简介混合式火箭发动机，是组合使用液体和固体推进剂的化学火箭发动机，它由喷注器、燃烧室（内装药柱）、喷管、液体推进剂供应系统和贮箱等组成。混合式火箭发动机的比冲和体积比冲介于液体和固体火箭发动机之间，它能够像液体火箭发动机那样进行推力调节，而且只需要一套液体管路、活门和附件，系统比较简单。但混合式火箭发动机的燃速低，燃烧不均匀，效率低，仅适用于一些特殊任务的导弹，如靶弹等。德国H.奥伯特曾于1929年尝试制造混合推进剂火箭。50年代美国研制过氧化氢和聚乙烯火箭发动机。1964年法国首先发射成功了采用混合式火箭发动机的气象火箭1。

类型由于液体火箭发动机和固体火箭发动机各有各的优缺点，所以科学家把它作结合起来，形成混合式火箭发动机。混合式火箭发动机（hybrid rocket motor）分为固液混合式和液固混合式两种。液固混合式发动机是燃烧剂为液体，氧化剂为固体，而固液混合式发动机正好与它相反。从性能上说，固液混合火箭发动机的比推力高于固体火箭发动机，低于高能液体发动机，与可贮存的液体发动机相当。从系统和结构来说，这种火箭发动机的优点是简单紧凑，缺点是燃烧效率低，推进剂混合比不易控制，调节推力时能量损失较大。

特点与应用混合式火箭发动机包含固体燃料和液体氧化剂、液体燃料加固体氧化剂等多种组合，其中固体燃料-液体氧化剂组合是国内外研究最多的典型固液混合火箭发动机，主要由液体氧化剂供给系统和发动机主体系统组成。固液混合火箭发动机的氧化剂主要有液氧液氟、液体一氧化二氮、过氧化氢和硝酸等，固体燃料主要包括聚合化合物和金属氢化物等。在这些燃料和氧化剂的基础上，可以组成不同的推进剂组合，达到不同的性能。由于燃料和氧化剂分别采用不同状态的物质。因而它的燃烧特性和单纯的固体或液体火箭发动机不同，这种不同的特性使固液混合火箭发动机具有一些不同的特点，其优点主要有安全性好、容易进行推力调节、易关机和重新启动、推进剂能量较高、环保型好、药柱稳定性好、温度敏感性低、经济性好。可应用于探空火箭、小型运载火箭、靶标与导弹、亚轨道飞行器及载人飞船、助推器及上面级和姿轨控系统的动力装置，应用前景十分广泛2。

发展概况固液混合火箭发动机已有80余年的研究历史。从20世纪30年代就有了试验性的研究，进入20世纪80年代中期，一方面由于商业竞争的日益激烈，低成本火箭的发展显得格外的重要。另一方面，1986年1月28日挑战者号和1986年4月18日大力神，3型运载火箭的固体助推器出现故障引起爆炸，这也引起了NASA的注意，试图用固液推进剂来代替单一的固体推进剂，从而使固液混合火箭发动机的研究日益增强。国内外通过理论分析，数值仿真和试验研究等方法对固液混合火箭发动机的燃烧稳定性，燃烧安全性，点火可靠性及燃料燃速规律等关键技术开展了大量研究及技术攻关，并在此基础上进行了广泛的固液混合火箭发动机应用研究。

固液混合火箭发动机的主要应用包括探空火箭、小型运载火箭、靶标与导弹、亚轨道飞行器及载人飞船、助推器及上面级和姿轨控系统的动力装置。应用最早的是前苏联设计并发射的GRID-9探空火箭，影响最大的是美国维珍公司的SpaceShipOne太空船一号亚轨道载人飞船，在世界范围内极大地增强了对固液推进技术的信心，有力地推进了固液推进技术的发展，开展最多的是各类固液探空火箭的研制1。

本词条内容贡献者为:

杨晓红 - 副教授 - 西南大学