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航天火箭如何發射！
“5、4、3、2、1、點火，發射……”這都是火箭發射時，大家非常熟悉的口令。可是有沒有細想過，液體火箭這火究竟是怎么點的呢？
液體火箭的推進劑在進行燃燒反應之前，通常需要經歷一系列的燃燒熱身準備過程：
STEP1噴注和霧化:通過擠壓工質、貯箱壓力、液柱壓力或者渦輪泵把推進劑通過推力室噴注器射出霧化
STEP2液滴加熱和蒸發
STEP3液相或氣相混合
STEP4點火
本篇主要講的點火過程。
整體來說，雙組元推進劑分為非自燃推進劑和自燃推進劑，采用不同的推進劑組合，點火過程也會有所不同。下面稍作介紹。
一、干柴不需要烈火----自燃推進劑
對于自燃推進劑組合，由于液態燃料與氧化劑之間的液相混合將導致放熱的液相反應而自動著火，所以不需要點火裝置，肼全家（包含肼、一甲基肼、偏二甲肼、混肼）和四氧化二氮都是屬于這種類型。因此除了長五、長七外，我們在CCTV上看到的一級發動機點火時按下去的紅色按鈕，直到生產橘紅色的火焰，并沒有任何點燃火花的意思……
二、艱難的說服液氧煤油發生劇烈感情
對于非自燃推進劑組合，點火就不是那么容易了，需要用點火裝置來點燃。液氧能強烈助燃，但是不可自燃！液氧和煤油接觸通常也不能自燃，如果兩種液體噴在一起，液氧的低溫讓煤油非常冷靜，引起煤油的冷卻并凝固。而且凝固的燃料和液氧的混合物對撞擊非常敏感，在加壓情況下常常容易轉為爆炸，怎么辦？？？
在這種情況下只能用初始點火熱源的高溫說服他們產生劇烈的化學反應。而三乙基鋁是僅有的幾種能與低溫液氧接觸即能燃燒的物質，所以它特別適合充當火箭發動機的點火劑。
（一）脾氣暴躁的三乙基鋁：三乙基鋁常溫下是無色無味的液體，對沖擊和摩擦不敏感，與不銹鋼和鋁合金相處良好，但它與水或空氣接觸就發生劇烈的反應。由于燃燒產生的氧化鋁是一種粘性固體，會堵塞細小的通道和孔，因此通常采用三乙基鋁（15%）摻混三乙基**（85%）的配方，與液氧一起反應能夠提供滿意的點火延遲特性，同時產生的殘留物在可容忍范疇。
（二）順便說說三乙基硼：剛剛說到的三乙基鋁-三乙基硼（TEA- TEB）引火系統，三乙基硼是三乙基鋁的“親戚”，也很易燃，在航空航天領域已經使用了很長一段時間，曾用于引燃SR- 71“黑鳥”偵察機上普惠J- 58發動機的JP- 7燃料，JP-7是高燃點的燃料，普通發動機根本點不著，J-58發動機在啟動后，要把這種助燃劑噴進燃燒室與燃料混合后才能實現點火。
（三）液氧煤油的點火： TEA- TEB作為啟動燃料，它通常儲存在燃燒室前面燃油管道上的點火導管中，并用隔膜密封。液氧煤油發動機啟動時，在壓力的作用下，隔膜破裂，啟動燃料首先進入燃燒室，與氧化劑一起自燃，然后主燃料和氧化劑被啟動燃料和氧化劑的燃燒熱點燃。這種點火方式可以實現單次點火，美國土星5的F1、蘇聯的RD170等液氧煤油發動機均采用這種方式點火。對于多次啟動的發動機，采用閥門控制啟動燃料的加注實現多次啟動，SpaceX的梅林1D發動機就采用了可靠的TEA-TEB燃料加注控制實現了回收時的多次點火，這個大家在看Falcon9一級回收的時候可以稍加留意。
三、等等，這是真的有點----**實用主義，奇葩的32根大火柴的點火方式
肯定是毛子，對，確實是北極熊的**美學。
310噸的聯盟號火箭由四枚研發107和一枚研發108組成。每臺發動機有四個燃燒室，外加12架小型飛機。這意味著在起飛過程中，總共需要同時點燃32個噴嘴。確保如此多的燃燒室同時被完美點燃不是一件簡單的事情，而且很容易造成災難性的爆炸。
為了解決這個問題，超級實用主義的蘇聯工程師發明了一種名為“火藥點火裝置（Pyrotechnic Ignition Device）”該裝置的主體(俄羅斯PZU)是一根丁字木棒，每根木棒的頂部安裝有一對雙保險電爆炸管(電流通過電阻絲點燃點火粉)，在電爆炸管之間夾有一根用黃銅絲固定的彈簧作為點火傳感器。PZU配備了非常罕見和精彩的訓練手冊。聯盟號火箭豎立在發射臺上后，技術人員從下方手動將T形木棒插入每個燃燒室，20個“大火柴”插入20個主燃燒室，另外12個“小火柴”插入12個小型游泳機。，大大小小的棍子插入噴嘴的景象非常壯觀...雖然有點亂。當這些引爆管在燃燒室中燃燒時，火焰會燃燒黃銅絲，彈簧會脫離外殼，從而斷開電路(有點像捕鼠器)。三十二根火柴并聯在一起，如果燃燒后折斷了，它們都被點燃了。這是發射控制過程中產生的點火信號，它打開推進劑供應管道上的閥門——簡單而粗魯。當然，脆弱的樹枝和電線在隨后的地獄之火中是“不朽的”。
令人驚訝的是，簡單粗暴的方式已經在數百枚火箭上工作了六十年，記載在案的僅有一次不靈光。真是高科技完敗于泥腿子！！！
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四、點火還需要接力----液氫液氧點火太難了
目前，液氫和液氧點火主要包括火藥點火器和電火花塞點火器。特立獨行的歐洲火藥點火器采用電雷管點燃低燃速固體炸藥，實現主推力室點火。HM7和HM60都使用這種點火器。而SSME/RD0120/H2在美國、蘇聯和日本使用電點火器。
（一）歐空局喜好的固體火藥點火：
低燃速固體裝藥由電爆管點燃(電流通過電阻絲點燃點火粉)，實現渦輪泵、主推力室、氣體發生器等的啟動點火。火焰能量大，工作2-10秒，可靠性高。主要的缺點是它不能多次點燃。然而，美國、蘇聯和日本對固體火藥的點火方式并不樂觀。他們認為火藥點火器有許多缺陷:
1、電爆管的電器組件需要有冗余度；
2、很多大的噴注器要分區，每個區塊都要有單獨的點火源；
3、火工品有苛刻的安全管理要求；
4、地面測試需要頻繁裝藥。
于是電點火裝置開始了研發。
（二）星星電火花能否點燃？——美、蘇、日青睞的電火花塞點火器
電點火器有三種:高壓電容放電、低壓電容放電和感應放電激勵器。J-2液氫液氧發動機采用高壓電容器放電，電壓超過27KV，每秒50次火花，每次火花360mJ，火花塞頭能量為100mJ。航天飛機的主發動機SSME采用感應激勵器，每秒鐘產生75個火花，能量為10.5焦耳..電火花可以直接點燃主燃燒室中的推進劑，但對于J-2和SSME等燃燒室壓力較高的發動機，很容易產生熄火現象。該怎么辦？
（三）火炬式電點火器接力放大：
電火花直接點火不僅不可靠，而且由于火焰淬熄和推進劑積聚還可能引起爆炸，于是一種更可靠的火炬式電點火系統應運而生。火炬式電點火系統實際上是一個完整的微型預燃室。少量的氫氧化物推進劑(約0.1% ~ 0.3%)首先進入點火器的燃燒室。火花點火后產生的火焰重新點燃主燃燒室中的推進劑。當燃燒室中的推進劑被點燃時，點火系統關閉，點火器的燃燒室繼續工作，從而保持主燃燒室的可靠點火源(SSME/J-2/RL-10/RD0120/LE-7)。此外，還有更高科技的氣動共振點火、爆轟波點火、激光點火等。空間有限，所以我們下次再談。??
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