火箭发射原理 2023年火箭发射

当倒数结束，点火按钮被按下的时候，火箭究竟是怎么被点燃的呢？

这个问题，你不挖还好，一挖，发现全是奇葩。

有的根本就不会点火，而有的则是划根火柴去点火的，下面咱们就来聊聊。

先说第一种，不用点火的火箭，它使用的，是一类称之为自燃推进剂的燃料组合，通常就是肼类配上四氧化二氮了。

这两种液态的物质只要混合到一起，就会发生剧烈的化学反应，放热进而燃烧。所以点燃它们，一点都不用外界操心，那个按下去的红色按钮，只是做成了像是在点火的样子，实际上，半点火花都没有，就是把闸门打开，让两个炙热的灵魂彼此奔向对方而已。

我们在看长2、长3发射时，它喷出来的橘红色火焰，就是这种推进剂混合自燃后的结果了。由于肼类和四氧化二氮都有毒，所以这种火箭也被我们叫做“毒发”。

好了，第二种火箭，液氧煤油，你把它俩混合到一起，不来点烈火，人家是不会擦出感情的，所以点火，就得要上点心了。

但是，想要让超低温的液氧与煤油碰到一起燃烧而不是爆炸，却并不是那么容易。 液氧的低温会引起煤油的冷却并凝固，而凝固的燃料和液氧的混合物对撞击非常敏感，在加压情况下常常直接升级为爆炸了，对一开始研究它们的实验人员非常不友好。怎么办？

在这儿呢，东西方的路数就开始分化了。美国人坚定不移的选择了技术路线，而苏联则转头向着古老的智慧取经去了。

先说美国那边，他们发现， 有些金属有机化合物，比如三乙基铝，二乙基锌，三乙基硼等，只要暴露在空气当中就能自燃发火了，要是遇上液氧就更不得了了。于是咱们只需要在发动机的管路内，备上一个装有上述引火剂的玻璃小管，打碎即可保证点火，简单可靠，当然，是一次性的。

猎鹰9号上面的梅林1D发动机稍微就复杂一点了，得把玻璃管换成由阀门控制的引火剂加注系统，才能实现多次点火，不过也算简单。

但这些到了苏联人眼里，都太复杂啦！不就是点个火嘛，直接上火柴，或者说，火把就得了。

是的，直到现在，把宇航员送上国际空间站的联盟号火箭，都是用火把点燃的。不可思议吧！

但苏联人其实是有苦衷的。咱们来看联盟火箭的屁股，它的中间是装在芯一级上，有4个主喷口，4个小喷口的RD-108发动机。四周是装在4个助推器上，又各有4个主喷口，2个小喷口的RD-107发动机。加起来就是20个主喷口和12个小喷口，一共32个喷口。

那么请问，如何保证这32个喷口在发出点火指令的一瞬间，准确无误的同时点燃？

用更加灵敏的传感器？用更为先进的信号系统？还是，用更加智能的计算机算法？嗨，想多了吧，只需要点燃32个火把，把它们放进32个喷口里，让它们先在这儿燃一会儿，再打开推进剂的阀门，不就完全同步了吗。

苏联工程师称这种方式为“烟火点火装置”，PZU，是上个世纪50年代为了点燃世界上第一枚洲际弹道导弹R-7发明的。既然联盟号诞生自R-7，这种点火方式，也就顺其自然的被继承了过来。

它是这么操作的。在联盟号被安装到发射台上后，技术人员会通过在发射台下方的通道桥，手动的去将一根根倒 T 形的木棍插入每个燃烧室里面。20 根大木棍插进了主燃烧室，12 根小木棍插进了转向发动机的小燃烧室，而且，它们都必须是取材于上好的白桦树才行。

在每根棍子的顶部，都有一对高温装药，在高温装药之间连着一根用弹簧夹着的黄铜线，起短路发热点火的作用。来自点火装置和传感器的电线沿着倒T形的木棍向下延伸到一个插座，在那里它们被插入到发射控制网络。

当这些火柴在燃烧室内被点燃时，它们的火焰会切断黄铜线，弹簧将松开的一端拉开，从而断开电路。这就让发射控制台上亮起了一个点火信号。只有当发射控制系统确认 32 个燃烧室中的每一个燃烧室的信号都亮起后，他们才会打开推进剂供应管线上的阀门，使火箭真正点火，确保了绝对的同步。

而至于那些大火柴的命运嘛，当然就被付之一炬了。这也是为什么我们从来都不知道这个秘密的原因了。

尽管这听起来太反直觉，启动代表人类科技巅峰的火箭居然用的是这么low的方法，但它真的异常可靠，已经兢兢业业的运行了70年，送了数百枚火箭上天呀。而且，即使真出了问题，也还有别人比拟不了的优势。

2016年3月12日， 一枚联盟运载火箭矗立在哈萨克斯坦拜科努尔发射场第31号工位，准备进行发射。然而，当点火按钮被按下23秒后，火箭却一点反应都没有。此时的发射大厅，却响起了指挥员的声音：发射终止，推迟到明天在进行发射。

What！发射按钮都被按下了那么久，而且明明有的喷口下面已经冒起了烟，居然都能被安全终止掉，这也太不可思议了吧。

原来，是32根木棍中意外熄灭了一根，还没有轮到推进剂上场呢，当然可以随时喊停。而且，还能迅速修复，不就是换根火柴的事吗。

果然，3月13日，就在上次事故的24小时不到里，这枚联盟火箭成功发射了。

这要是换作其他一些使用复杂点火系统的火箭，是不太可能做到的。

我们得感谢这次事故，否则，苏联人的黑科技，不知道还要保密到什么时候。

最后，咱不是还有氢氧火箭吗。

那个，火柴就点不燃了，要靠固体火药或者电火花。你看航天飞机主发动机启动的慢镜头，就充分说明了，星星之火可以燎原。

好了，视频也给你准备在这里了