固体火箭发动机为什么能叫做发动机?固体火箭就一个空心圆柱管在底部开个洞,再往里面塞推进剂就行了.这也叫发动机?一个机械部件都没有!（矢量喷口不算进发动机里吧,再说许多短程导弹

Question

固体火箭发动机为什么能叫做发动机?
固体火箭就一个空心圆柱管在底部开个洞,再往里面塞推进剂就行了.这也叫发动机?一个机械部件都没有!（矢量喷口不算进发动机里吧,再说许多短程导弹根本就没有矢量喷口,就一圆柱）
平民都会造固体火箭（米国青年都是玩固体火箭的,把火箭射到几百米或上千米高空,牛B点的射到大气层边缘了,而且NASA或国防部居然不管）,但为什么说固体火箭技术难度大过液体火箭?

Answer 1

固体发动机要做出来是很容易的,但要做好就很难了.
飞到大气层边缘没什么难的,一般气象站用的探空火箭随随便便就能打到几十公里高.一般的防雹火箭或人工降雨火箭达到10来公里也很容易.几百米高度也就是大号烟花的水平而已.
你要造出用于运载火箭甚至洲际导弹的固体火箭发动机来没有举国之力的投入和几十年的研究想都别想.
就说哪点比液体难吧.
首先是控制.
液体火箭最大的优势就是推力好控制,几个阀门就搞定了.但固体火箭仍然是要控制推力的,怎么控制呢?只能是控制燃烧面积,燃烧面积大,推力就大,燃烧面积小,推力就小.因此,为了确保火箭在不同阶段能够产生不同的推力,需要精确设计和制造药柱的形状.连带造成的问题还有点火和关机的问题,运载火箭和弹道导弹上的固体火箭发动机都必须具备在没有烧完之前就停止燃烧的能力.这些都远比液体火箭复杂.
就说RPG吧,你说“不就是一个开了小洞的管子”,但你知不知道,这个洞是通到底的.RPG的整个药柱就是一个管子.燃烧是在管子的内壁,也就是那个洞里面,这个洞越烧越大,燃烧面越来越大,推力越来越大,这就属于典型的增面积燃烧.那么它怎么点火?在药柱的最前面有一个点火药包,它爆炸后产生的高温气体沿着药柱中间的孔喷出来然后点燃燃烧面.
结构与质量比
质量比就是燃料质量和整个火箭质量的总和.火箭并不是做得越大飞得越远,如果燃料相同,10吨的火箭装8吨的燃料和100吨的火箭装80吨的燃料能够达到的末速度其实是一样的.液体火箭一方面比冲比固体火箭高得多,另一方面液体火箭只需要一个相对很小的燃烧室来承受高温高压,而不像固体火箭需要整个箭体来承受高温高压.因此固体火箭提高质量比的需求和难度远远高于液体火箭.而质量比的提高又限制于结构设计水平和材料水平.
对于RPG来说速度本来就不是很快,所以质量比不是很重要,但对于火箭和导弹来说,要想飞得更高更远,就必须极大的提高质量比.质量比提高两三个百分点,导弹的射程可能会成倍的提高.
比冲和稳定性
固体火箭的质量比是有极限的,目前已经提高到90%以上,再提高一个百分点都难于上青天.所以就需要提高比冲.然而高比冲有两个限制,第一是要提高燃烧室压力,提高燃烧室压力就会提高对结构的要求,就会造成质量比下降.第二是高比冲的燃料就是高能量的燃料,它的燃烧过程也就越来越接近于爆炸,但我们又不能真的让燃料失控爆炸.液体燃料是分开储存的,自然不存在失控的问题,而固体燃料可是混合在一起的.所以固体燃料的比冲提高远远比液体燃料困难.因而目前液体燃料的比冲也远远大于固体燃料.影响比冲的还有一个喷管的问题,对于专业机构来说,拉瓦尔喷管是很简单的,但对于业余人士来说也不是那么简单了.
总的来说,固体火箭在速度很慢,射程很短的时候这些技术难度都体现不出来,但是如果我们要发射卫星或者洲际导弹,那么难度就大了去了.业余人士玩的就是那种技术含量不大的固体火箭.
举个例子说,如果火箭的质量比为0.80,比冲为200秒,那么理论上它的末速度可以达到800米每秒,飞行高度可以达到32公里,射程六七十公里,如果质量比提高到0.85,射高和射程都能够提高一倍.但如果质量比提高到0.92,比冲270秒,那么它的末速度就能达到3105米每秒.射高达到500公里以上,射程超过1000公里了.一般人玩的,大概就是前一种的水平,而后一种固体火箭,显然不是一般人玩得出来的.