基本介紹
- 中文名：火箭結構
- 外文名：Rocket structure
- 定義：火箭各個受力和支承構件的總成
- 基本組成：蒙皮、縱向和橫向的加強件
- 形狀：薄壁圓柱殼體
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箭體簡介
火箭結構，即火箭各個受力和支承構件的總成。它的作用是安裝連線有效載荷、儀器設備和動力裝置，貯存推進劑，承受地面操作和飛行中的外力，維持良好的氣動外形，保持火箭的完整性。火箭的結構基本上是一個薄壁圓柱殼體，由蒙皮、縱向和橫向的加強件構成。
液體火箭結構示意圖
液體火箭結構示意圖液體火箭
結構一般由頭部、頭部整流罩、氧化劑貯箱和燃料（燃燒劑）貯箱、儀器艙、級間段、發動機推力結構、尾艙等部分組成，需要分離的部位有分離連線裝置。
固體火箭
發動機結構由前封頭、外殼、裝藥、噴管裝置和後封頭等部分組成。封頭、外殼和噴管裝置構成發動機燃燒室，固體推進劑在其中燃燒。燃燒室能承受1～20兆帕（約10～200大氣壓）高壓和 2500～3500K高溫，並具有足夠的動強度。前封頭上通常裝有點火裝置。前封頭是薄壁結構，用金屬製成，形狀有球形、橢球形或環-球形。大型固體火箭發動機常分段製造，靠增加段數獲得所需的推力，外殼為薄壁殼體，用合金鋼、鋁合金、複合材料製成。外殼內壁有浸膠石棉布隔熱層。外殼外表面也塗有很薄的隔熱層，以減小氣動加熱的影響。噴管裝置（單噴管或多噴管）固定或鉸接在火箭發動機後封頭上，在控制系統操縱下使燃氣流偏轉，產生控制力矩。噴管裝置在高溫條件下工作，經受燃燒產物的強烈侵蝕，需要採用耐熱材料。
固體火箭結構示意圖
固體火箭結構示意圖早期火箭有較大的鰭狀穩定面和控制面，後來靠改變火箭發動機噴出的燃氣流的方向來穩定和控制火箭飛行，箭體上的鰭狀面漸被取消。火箭的總體結構安排（又稱部位安排）是在方案設計階段確定的（見火箭設計）。
性能指標
火箭結構性能的一個重要標誌是結構係數 λ，可表示為：λ=G/(G0-G1)，式中G 為第n級火箭的結構重量，G0為第n級火箭的起飛重量，G1為第n級火箭的有效載荷。對於大小和類型相同的火箭，結構係數λ越小，表示結構設計水平越高。火箭推進方式不同，其工作原理和系統組成相差很大，主要結構也有所不同，例如核火箭在結構上以及材料的套用上需要考慮核防護、核污染、高溫冷卻等要求。
長征二號火箭
長征2F運載火箭是在長征2E運載火箭基礎上，按照發射載人飛船的要求，以提高可靠性確保全全性為目標研製的運載火箭。長征2F火箭採用兩級半構型，由4個助推器、芯一級、芯二級、飛船整流罩、逃逸塔組成，是國內目前長度最長、起飛質量最大的運載火箭。全長58.3米，芯級直徑3.35米，起飛質量479噸。
長征2F運載火箭
長征2F運載火箭逃逸塔：全長8.35米，由頭錐、配重段、4台俯仰偏航發動機、1台分離發動機、1台逃逸主發動機和尾裙組成。
整流罩：分為上下兩部分，上部整流罩是逃逸飛行器結構的一部分，由前錐段、前柱段構成，在其外部裝有4台FG-59、2台GF-5固體發動機。下部整流罩由後柱段和倒錐段組成。
芯二級：全長15.1米，直徑3.35米，採用1台推力為75噸的DaFY21-2液體火箭發動機（主發動機）和1台帶4個小噴管的遊動發動機DaFY22-1，主發動機噴管固定不動，遊動發動機噴管可作單向擺動，最大擺角60度，以控制箭體飛行姿態。
芯一級：全長28.5米，直徑3.35米，採用1台由4台75噸液體火箭發動機並聯而成的DaFY10-1型發動機，4個噴管可在伺服機構帶動下單向擺動以控制火箭的飛行姿態，噴管最大擺動角為10度，上部是裝有液體四氧化二氮的氧化劑箱，下部是裝有液體偏二甲苯的燃料箱。
助推器：全長16米，直徑2.25米。長征2F火箭共綁有4個助推器，每個助推器配有1台DaFY5-2型液體火箭發動機，推力75噸，噴管固定不擺。上部是裝有液體四氧化二氮的氧化劑箱，下部是裝有液體偏二甲肼的燃料箱。
