火药|火药为什么要用刀来切?( 二 )



火药|火药为什么要用刀来切?
推进剂按照状态分为液体推进剂和固体推进剂两大类 。

火药|火药为什么要用刀来切?
图源:作者整理

火药|火药为什么要用刀来切?
固体推进剂
【火药|火药为什么要用刀来切?】这固体推进剂确实挺有意思 。
通常放鞭炮 , 都是从下往上沿着一条线点燃的 。 咱们看火箭细细长长的 , 会不会觉得火箭里面的燃料也是从下向上燃烧的呢?

火药|火药为什么要用刀来切?
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错了!
固体推进剂的燃烧 , 是由内向外的 。

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图源:srm喉衬用c/c复合材料的研究和应用现状
如果药柱是简单的圆柱筒形状 , 在由内向外燃烧时 , 一开始的燃烧面积小 , 越往后燃烧面积越大 。 这就会导致一开始的推力小 , 后面推力越来越大 。 而火箭随着燃料燃烧越来越轻 , 应该是一开始推力大 , 后面推力渐渐减小 。
这就成为了一对矛盾 。 但是这难不住智慧的设计师们 。
实际的推进剂药柱 , 会做成星形等特殊形状 , 这样就能够让一开始燃烧的面积变大 , 推力更强 。

火药|火药为什么要用刀来切?
图源:http://www.baiven.com/baike/223/302554.html

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图源:溜溜车薪公众号
推进剂药柱不仅可以设计二维结构 , 还可以设计三维结构 。 星形、雪花晶体形等复杂的几何形状 , 决定了不同的燃烧截面 , 可以控制推进剂的燃烧参数 。 截面形状不同 , 燃烧的时间、快慢、瞬时推力都是不一样的 。
在《诗》中父亲的工作 , 大概就是推进剂药柱的设计师 。

火药|火药为什么要用刀来切?
雕刻火药
正是因为要精准控制推进剂药柱的形状 , 这就使得推进剂药柱的加工过程变得非常关键 。
推进剂药柱的加工 , 简单来说就是要先做出药柱的模具 , 再将混合好的浆状燃料倒入模具当中 。 浇筑完成后要静置一段时间 , 让浆状物形成挤压 , 从而将浇筑过程中带进的空气挤出去 。

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