火箭工作環境

火箭從總裝出廠到完成飛行任務的整個過程中所遇到的各種環境。按其來源分為自然環境和誘導環境。按其工作程式可分為地面環境、發射與飛行環境和再入環境。環境條件是火箭設計的依據之一。

詳細介紹

地面環境

火箭從出廠、運輸、貯存到發射，首先遇到的是溫度、濕度、降雨、雷電等自然環境。高溫能使絕緣和密封材料老化；低溫會使材料變脆、液體結冰、潤滑劑變稠或凝固；高溫高濕易使材料腐蝕，降低絕緣材料的性能；乾燥使有機材料變脆、易燃，引起靜電荷積聚，增加分子污染；雷暴會干擾電子設備；鹽霧會腐蝕材料；沙塵使火箭表面磨蝕；黴菌使有機物霉化變質、電氣元件短路等。其次是運輸環境，主要為振動和衝擊。水運中的振動來源於動力系統和水動力的作用，振動加速度 a≈1g，振動頻率 f<100赫；空運的振動(a≈8g，f=10～1000赫)來自跑道的粗糙度、飛機動力裝置、空氣動力和聲場的作用；公路運輸的振動(a<3g，f=1～300赫)來自路面的不平度、汽車發動機的振動和噪聲等；鐵路運輸的振動（a<2g，f<50赫）來自路基的不平度、鐵軌間隙和車輪的不對稱度。衝擊是振動的特殊情況，作用時間短，來自路面的不平度、運輸工具的起動和剎車等。

發射與飛行環境

從火箭點火起飛到彈道飛行所經歷的環境。它包括熱、噪聲、振動、衝擊和過載環境。火箭飛行時的氣動加熱、儀器工作產生的熱量、發動機火焰對火箭尾部的溫度反射和低溫推進劑等會形成惡劣的熱環境，影響儀器的正常工作和材料的性能。由跨音速氣動力噪聲(f=100赫～20千赫)和發動機噪聲（f=100赫～10千赫）造成的噪聲環境，在火箭外表面形成的聲壓可達150～157分貝，它能使蒙皮壁板產生很大的局部振動，使某些儀器設備性能衰退或發生故障，嚴重時造成結構疲勞。發動機推力脈動、級間分離、發動機點火和關機、火工品爆炸產生的衝擊會導致火箭和太空飛行器的電子器件、機械裝置的結構損傷或破壞。火箭各系統耦合的不穩定振動，如液體火箭的縱向耦合振動（加速度可達17g，頻率5～60赫）會嚴重地影響火箭性能，甚至導致飛行失敗。火箭在關機前加速度很高，箭上的結構、設備和人因慣性力而受到很大的過載，出現超重現象（人和設備變“重”了，施加於支撐體的載荷也相應增大，通常用無因次量過載係數n──重力加速度g的倍數來表示過載的大小）。大的過載（有些飛彈高達30g，衛星運載火箭達十幾個g）會在結構中產生很大的應力，還嚴重影響火箭的制導精度和可靠性。航天員承受過載的能力有限（見超重生理效應），載人太空飛行器運載火箭的最大過載必須限制在一定範圍內。火箭無動力飛行時處在失重狀態，需要防止液體推進劑飄浮。

再入環境

火箭頭部再入大氣會遇到極其嚴重的氣動加熱（見高速彈頭氣動特性）、燒蝕（見燒蝕防熱）和黑障（見黑障區）。還受到制動過載、開傘衝擊和著陸衝擊的作用，因此內部儀器和試驗物都需要有隔振和緩衝裝置。水面濺落的頭部還受到水面的衝擊和海水滲入。（見飛行器環境工程）