火药|《我和我的父辈》中的火药为什么要用刀来切？他们被称为雕刻火药的诗人( 二 )_雕刻刀

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02固体推进剂
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？
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。

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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。
03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。
药柱浇铸完成、静置排气后，要进入到低温烘烤使其固化。温度太高容易引起药柱自燃，并且烘烤温度太高会让药柱内外固化不均匀，产生细微的拉裂裂纹。所以必须要低温才能让药柱内外受热均匀，在同一时间固化。
然而，浇筑这个工艺本身就具有一定的缺陷——依赖自流平性。最终的浇注面，无论是形貌还是尺寸，都不可能控制得非常精确。因此，就需要对燃烧面进行精细的加工，才能满足设计要求。
虽然我们总是在讲雕刻火药，但并不是所有的固体燃料火箭发动机全都需要人工雕刻塑形的， 99%的固体火箭发动机会采用机械加工的方式进行生产。
看到这里，大家可能会觉得奇怪，能用机器加工的话，既避免了危险，又不浪费人力，那为什么还需要火药雕刻师呢？

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