推力的影响因素

由式 （6-32） 和式 （6-34）， 可将推力表示成

因此，影响火箭发动机推力大小的因素有三个，即推力系数CF、特征速度c∗和喷管质量流率 。

1.推力系数CF

推力系数可以表征燃气在喷管中膨胀的完善程度。 燃气在喷管中膨胀越充分， 能量转换效率越高，CF就越大，推力也越大。当喷管处于最佳膨胀状态时，推力系数以及所对应的推力也达到最大值。

小型野战火箭发动机或在低空工作的发动机， 因受结构、 成本以及喷管流动损失等因素的限制，喷管扩张比不能太大或太小，一般取为ζe＝2.0～2.6，因此推力系数的大小被限制在一定范围内，通常为CF＝1.5～1.6。

2. 特征速度c∗

特征速度c∗表征推进剂的能量大小及其在燃烧过程中的转换效率。推进剂能量越高，燃烧越完善，能量转换效率就越高，则c∗越大，推力也越大。具体而言，推进剂燃烧温度T0越高，燃烧产物平均摩尔质量M越小，则推进剂的火药力f0＝RT0＝R0T0／M越大，因而推力也越大。

对于给定的推进剂，特征速度c∗基本是一个定值。在目前常用的固体火箭推进剂中，双基推进剂的特征速度c∗一般在1400m／s左右， 复合推进剂和改性双基推进剂一般在1500～1600m／s， 某些新型高能推进剂也只能达到1600m／s左右。 因此， 一旦选择了推进剂，特征速度c∗就是一个确定的值。射程近、要求无烟或少烟的火箭可选择c∗较低的双基推进剂，而远程火箭一般选择c∗较高的复合推进剂或新型高能推进剂。

3.质量流率

如前所述， 推力系数和特征速度在很大程度上被限制在一定范围内， 因而对推力的改变是有限的。欲大幅度调整发动机推力，主要还是依靠选择恰当的喷管质量流率 。

对于发动机内的定常或准定常流动，喷管质量流率 等于燃烧室中的燃气生成量 b。由燃气生成量公式 （5-63）， 可知

其中，推进剂密度ρp的变化范围有限，一般在1600～1800kg／m3，而推进剂燃速r 和装药燃烧面积Ab则可在较大范围内变化。所以，改变燃速 和装药燃烧面积Ab是调节推力的主要方法， 特别是后者， 采用端燃、 侧燃、 单根、 多根以及星孔等装药药型， 可以在保持发动机直径不变的条件下使装药燃烧面积在很大范围内变化， 因而能够大幅度地调整推力水平。

为便于理解和掌握推力公式之间的联系， 将火箭发动机常用的推力公式汇总于表6-2中。

表6－2 火箭发动机常用推力公式