固体火箭发动机的特点

1. 优点

固体火箭发动机之所以得到广泛应用， 并在各类战术、 战略导弹的动力装置中出现固体化的趋势， 是由于固体火箭发动机具有以下优点：

（1） 结构简单， 工作可靠性高。

结构简单是固体火箭发动机最主要的优点。 与其他采用直接反作用原理的喷气推进装置相比， 固体火箭发动机的零部件数量最少。 与液体火箭发动机相比不需要专门的贮箱、 复杂的输送系统、 调节系统和喷注系统。 除了推力矢量控制装置外， 几乎没有活动的零部件。

任何一个系统的整体可靠性等于各个零部件可靠性的乘积。 固体火箭发动机由于零部件少， 且几乎没有活动的零件， 因此可以具有很高的可靠性。 统计资料表明， 在15000次各种型号的固体火箭发动机试验中， 可靠性高达98.14％。

（2） 维护操作简单， 快速反应能力强。

固体推进剂装药成型后能长期贮存于发动机中， 因而采用固体火箭发动机的火箭和导弹总是处于待发状态， 只需进行简单操作就可发射。 而液体火箭发动机发射前需对气路、 液路、 电路等系统进行全面检查， 有的大型火箭还需在现场加注液体推进剂。 在平时维护保养方面， 固体火箭发动机也十分方便。

由于操作简便， 采用固体火箭发动机的火箭与导弹发射准备时间短、 进入和撤出发射阵地的时间短， 运动机动性和火力机动性强， 具有很强的快速反应能力。

（3） 火力急袭性强。

以固体火箭发动机为动力的火箭武器 （火箭弹） 可以采用多管发射装置发射。 目前中口径无控火箭炮每门可装备20～40管， 小口径火箭炮的发射管数则可多达114管。 火箭炮在1s或数秒时间内的一次齐射， 可对敌目标形成极大的火力密度， 因此， 固体火箭武器是地面压制兵器的重要组成部分。

（4） 固体推进剂密度高。

由于推进剂密度高， 因而可以缩小固体火箭的体积， 减小火箭发动机的结构质量， 从而提高飞行速度。 固体火箭的这一优点在相当程度上抵消了比冲较低的不足， 特别是在小型近程火箭上效果更为明显。

2. 缺点

固体火箭发动机也存在一些不足之处， 在发展和应用中有待进一步改进。 固体火箭发动机的缺点主要表现为以下几个方面：

（1） 能量较低。

比冲是固体推进剂的主要能量指标， 比冲低是固体火箭发动机的最主要缺点。 目前无论双基推进剂、 复合推进剂还是改性双基推进剂， 其比冲均在1960～2700N s／kg。 估计在短时期内固体火箭推进剂的比冲很难超过3000N s／kg， 而液体火箭发动机的比冲目前已超过4500N s／kg。

（2） 工作时间较短。

固体火箭发动机的工作时间主要受到两方面的限制： 一是受热部件无冷却措施， 在高温、 高压和高流速工作条件下， 虽然可采用耐热材料和各种热防护措施， 但工作时间仍受到较大的限制； 二是受装药尺寸的限制。 固体推进剂的燃烧速度是一定的， 工作时间越长需要的装药尺寸越大。 由于固体火箭发动机的工作时间不能太长， 因此最适宜完成短工作时间、大推力的推进任务。 固体火箭发动机的最短工作时间可按毫秒计， 长的可达几十秒至几百秒。

（3） 发动机的推力可调性差。

早期的固体推进系统点火后是不能根据需要改变推力的大小和方向的， 也难以像液体火箭发动机那样实现多次停车和多次启动。 现在这种状况已有所改善， 如采用燃烧室卸压和向内喷水的方法使推力中止， 向喷管内喷射液体或采用其他方法控制推力矢量， 采用喷入自燃液体等方法使发动机再次点燃启动， 等等。 但是， 要获得这样的可调性其结构上的复杂程度要比液体火箭发动机或固液混合火箭发动机大得多。

（4） 发动机工作压强较高。

固体火箭推进剂完全燃烧所需的临界压强较高，有的推进剂所需临界压强高达6～7MPa；同时， 固体推进剂的高燃烧效率需要在很高的压强下才能发挥出来， 一般需要10MPa以上。高工作压强增加了燃烧室的强度负荷， 导致飞行器的消极质量较大。