【火箭的燃料都有哪些?】

1、液氧/汽油——第一枚液体火箭发动机的燃料
1926年3月16日,戈达德在马萨诸塞州的奥本成功发射了历史上首枚液体燃料火箭。这枚火箭采用液氧/汽油作为推进剂,总长约3米,发动机长0.6米,它的下方连接了两个串向推进剂贮箱,用两个长约1.5米的细管将液氧和汽油高压挤压到燃烧室中。3月16日,戈达德和妻子以及两个助手在沃德农场进行了世界上第一枚液体火箭的发射试验,虽然仅飞行了12.5米高、56.4米远,历时2.5秒,但这是人类第一枚液体火箭。

2、液氧/酒精的V2——希特勒孤注一掷的战争武器
V-2火箭的发动机使用液氧/酒精作为推进剂,推力可达2.5吨,采用液膜冷却和再生冷却的方法对推力室进行冷却,采用由高锰酸钠催化过氧化氢分解生成的高温气流来驱动涡轮泵进行泵压式增压输送推进剂。使用酒精,可以利用酒精的较高的汽化时吸热,使得冷却推力室的再生冷却方式有效。汽油/酒精和氧(尤其是气态氧)取材方便,成本较低,缺点是比冲低。

3、冷战的宠儿——剧毒肼燃料
发动机采用液氢、液氧,或者氧化剂采用的液氧的组元,这类燃料都有个蒸发的问题。因此贮箱不能完全封闭,否则随着温度上升,低温液体会不断蒸发成气体会导致内部压力过大而爆炸。实际上液氢和液氧都是在发射倒计时前才现场注入火箭内的,从那时起燃料罐就开始不断漏气泄压,一直补加燃料,补充挥发掉的部分(火箭发射时看到冒雾的原因)。如果军事用途的战备火箭军采用这种方式,那无论是从日常管理、安全性(防静电)、费用上都难以保证的。

从战备要求更高的军用火箭的实用需求出发,初期的火箭发动机多采用常温下稳定的肼、一甲基肼(MMH)、偏二甲肼(UDMH)、混肼(50%肼50%偏二甲肼),氧化剂采用硝酸或N₂O₄。

(一)肼燃料:Hydrazine,剧毒,但肼的沸点为113.5℃,常温下液态,这是吸引科学家的一面。肼在在催化剂帮助下分解成氨气和氮气并放热,如果控制氨解离成氮和氢的吸热反应,最高可以得到1650K的燃气温度,通常作为小推力姿态控制发动机,在推力10N左右的微型发动机上用肼是最合适不过。航天飞机辅助动力单元的涡轮泵也采用了肼燃料燃气发生器,每台仅40公斤重,功率135马力。不过肼本身的热稳定性还比较差。

(二)偏二甲肼燃料:UDMH,同样剧毒,采用硝酸或N₂O₄等作氧化剂,有较宽的液态温度范围和较高的能量特性,有更便捷的军事用途,但比冲一般,作为巅峰质子火箭发动机RD-253,真空比冲也仅310S.由于氧化剂N₂O₄为红棕色,因此发射的时候出现橙红色是其明显特征。

(三)一甲基肼:MMH,姿态控制专用,沸点87.5℃,冰点-52℃,与氧化剂N₂O₄接触能自燃,能够多次启动。MMH+N₂O₄双组元大推力,解决了过氧化氢,或者肼催化、电热分解姿态控制发动机燃料比冲小、推力小的缺陷。航天飞机轨道机动系统(OMS)的AJ10-190发动机,安装在垂尾两侧,合计推力达到53.4千牛。X37B也采用了这种燃料用于变轨。

(四)混肼50:别名航空肼Aerozine50,是肼和偏二甲肼(UDMH)的50/50重量份混合物,上世纪50年代末由美国通用航空喷气公司研制,高能,广泛用作火箭燃料,混肼比肼更稳定,比单纯UDMH具有更高的密度和沸点,提高了安全性,并允许用作发动机中的循环冷却,采用四氧化二氮作为氧化剂。在大力神火箭LR87均采用。

4、液氧煤油——成本低廉的环保燃料
煤油突出特点是成本低,无毒环保,性能较高, 和液氧在一起成为最佳拍档,代表发动机有F1、RD170/180、spaceX的Merlin系列发动机。存在的不足是:比冲347秒较氢氧的457秒差距非常大;煤油燃烧会因为硫含量存在不同程度积碳影响重复使用;煤油作为冷却剂,受到结焦温度低的限制。目前通过分级富氧燃烧、提高燃烧室压力已经逼近理论极限。苏联甚至在极短的时间内通过在火箭的燃料箱中冷却煤油,实现了更高的密度。

5、液氢液氧——火箭燃料的皇冠
因为我国长征五号主发动机推进剂便是液氢液氧,因为-252℃液氢和-183℃液氧的贮存状态,长征五号又被称作“冰箭”。齐奥尔科夫斯基提出液体推进剂比固体推进剂能提供更多能量,并提出液氧/液氢是用于航天飞行的最佳推进剂。液氢液氧燃料缺点:液氢密度小,所需贮箱体积大;液氢超低温,极易蒸发和逃逸,储箱保温外壳的重量占比高;优点是比冲高达457S、无积碳、无污染,是多级火箭上面级的最佳选择。冷战期间,美苏在大推力液氢液氧发动机的研制上都有突破,迄今为止SSME和RD-0120依然是优秀发动机代表。冷战后,回归理性、注重效益,采用燃气发生器循环的RS68则是世界上目前推力最大的氢氧发动机,海平面推力达到30吨,真空推力达到34吨。

6、液氧甲烷燃料——星际旅行特款
甲烷搭配液氧很多方面表现稳定:
(一)比冲较高:比冲365秒。

(二)基本无积碳:甲烷结焦温度为950K,煤油结焦温度为560K,基本可以避免烃类燃料使用过程中的积碳和结焦。

(三)导热性好,同时易于多次启动和变推力调节。

但由于综合性能不如高压补燃循环的液氧煤油、比冲效能不如液氢液氧,虽然早就做了大量的研发和测试,但一直未被重视,直到星际旅行概念的兴起。

星际旅行要求发动机能够重复长时间使用、燃料就地取材的需求,液氧甲烷的优势明显。甲烷沸点为-161度,液氧沸点为-183度,两种理想工作温度更接近空间环境温度,理论上更易实现推进剂的空间长期贮存,属于空间可以贮存推进剂。而且由于温区接近,两种推进剂贮存及保温可以采用同样的方案和工艺手段,利于简化系统,贮箱可以共底,贮箱间无需特殊的绝热,简化贮箱设计,减轻结构质量。spaceX的RAPTOR目前已经缩比试车成功,燃烧室室压30MPa,真空推力350T。

7、其他另类的液体火箭燃料
液氟/液氢是比冲最高的双组元推进剂,达到480S,苏联采用研发了RD-350,用于UR700的上面级,3台推力350吨。但由于氟和氟化物有很高的毒性,应用过程中问题很大,至今未被应用在飞行器上。美国洛克达因公司在上世纪60年代,利用RL-10换FO2(二氧化氟)/CH4燃料,也研制了比冲为417s的发动机,同样也因为安全问题未采用。

也有在液氢/液氧推进剂中,添加轻金属(锂、铍或者锂、铍的氢化物),轻金属和氧化剂反应,产生高温,不过毒性、费用都要考虑考虑。
(直观学机械)

#航天# #航天[超话]# #火箭# #火箭[超话]# #燃料# #火箭燃料# #火箭发动机#

#jk日常[超话]##jk互fo站[超话]##卷/花/啾/酱#
从卷+观 的姐妹里 啾②个宝贝 梦境家的手打领带一条 (2.19)
(卷>50) 加啾 梦境家格裙一条
【2020年终总结】
入坑小小的半年,拍了一些简单的repo,工作比较忙,拍图比较少,也不是特别熟练,明年要更努力的摸索。
最重要的是认识了很多超级友好又貌美的姐妹[泪]
新的一年祝大家更美腻[害羞]

不想给wb送钱的手动置顶

是唐水哦。
目前从海外到了另一个海外。
wb日常转发草,极少几率会有摸鱼。
可能会发自己翻译的模组,不过纯跑团人可以不用fo我,相关内容不多。

☆es
算是回坑,目前主玩日服(虽然也没多认真打)。
司推,有点同担拒否,非cp粉非梦女,诚信单推人。
knp,最强的是Knights!

☆i7
陆推,七瀬陆是天使!
我永远喜欢フレフレ!
主要吃17,97,45,千百。可逆。

也可以找我聊这些关键词:诡秘/跑团/drb/动森/辉告/电锯人/oc/还有想不起来的
lof:唐水今天吃糖糖了吗,现在已经基本荒废。
毛象:cmizu13,日常自言自语,只会回fo熟人。
[可怜]欢迎来玩


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • 现场魏大爷对网格员说道:“谢谢你帮我们解决了出行的问题,而且通过这件事,我和邻居家以前有过的一些不开心也都顺带着解开了,真的太感谢了!后续我和他的女朋友对了一下
  • ”站在路边孤苦伶仃格格不入的孙少主:“.....切”“我也可以啊!”孙少主穿来的第三句话:“好像...是..是挺水的...”孙少主穿来的第四句话:“啧”孙少主穿
  • 每次的旅游后遗症都好强 感觉回来之后心里就一直空荡荡的 真的很赞同那句话见朋友就是吸氧 真的好喜欢那些气场和我合得来的朋友们 我真的好爱她们 和她们在一起我真的
  • 旅行之所以最舒服,大概就是因为到了陌生的地方,可以完全的自由的、做自己。丽江是安放灵魂的地方,傍晚的篝火晚会、巷子里唱着后来的年轻人们,当下都是开心且激动的。
  • 就,这个团每个人都很棒~上次那个键盘也是早大,才大二~Kingo的会有时间就传~~真的感谢这么好的对盘!我大概只看他的Band set,大概是因为喜欢The V
  • 沿着徐霞客的足迹,行走在古神道上,一路欣赏丰富的人文景观,尽情呼吸山林里的清新空气,感受扑面而来的山风,好不惬意。这里依青山临碧水,抬头仰望天柱峰,俯瞰太和楼…
  • ”无论是人与人之间的关系,还是做事情都是纯粹而又美好的,没有过多的顾虑考量一天下来的思考就是时间过得的确很快还有就是希望自己要永远保持初心,永保童真#阳光信用#
  • #任嘉伦[超话]#┏╮/╱ ╰╮✺◟◞✺ᰔᩚ̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶0411任嘉伦✺◟◞✺ ╱/╰┛═✺═✺═══☙̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶ R J L══
  • 超预期搬家服务团队 400-025-0251李师傅 15371027791超樾移居 打造诚信品牌 让您放心体验 经常#口腔溃疡#怎么办?4、注意生活规律性和营养
  • 生辰八字预测财运1、测八字财运的入门方法想用生辰八字来预测财运,先要了解生辰八字中的十神,为了方便大家理解而不混淆,下面只举十神财来讲解,官杀、食神、伤官、劫
  • 我也推荐大家可以尝试一下,在它上选择适合自己的快递公司,享受便宜、便利的寄送快递经验。八戒惠递公众号小程序帮助我找到了一家性价比高、服务好的快递公司,让我感到非
  • 机灵多谋元仲辛,从前的他没有朋友,所以为了哥哥他可以付出一切,现在的他没有了哥哥,但有了一群可以为了他付出一切的朋友;独立果敢赵简,不屈服于封建礼教,追求自己想
  • “是的,孕期撸猫听起来很可怕,其实养猫和弓形虫感染是弱相关的哦。大家不是说猫有弓形虫嘛,我怕对胎儿不好。
  • 因此,在挑选头车时,首先要考虑的是跟新郎新娘的五行相吻合的国度的车。准新郎八字喜金,准新娘五行八字喜火,如果以男方为主,则婚车的头车应选择美系车,诸如:林肯、凯
  • 内部价名单、以及四大金刚的水平和风格、帮你不踩雷……化妆师 摄影师 摄像师 主持人 乐队资源内部名单已经整理好、涉及每个行业的前10名……文字里能说的就这些了、
  • 喜欢他的声音,是边江大大配的哦,很苏~已经和他天台散心加留心许愿了,喜欢这么浪漫的剧情设计。》这位哒姐半夜发收书没有标价格,我去找她第一句,我这边10r一本出全
  •  しかし地獄と極楽との間は、何万里となくございますから、いくら焦あせって見た所で、容易に上へは出られません。 するとその地獄の底に、犍陀多かんだたと云う男が一人
  • 宋妤欢转头看着他,唇角勾起一抹公式化的笑:“没什么,我们快去吧,到了午饭的点那里人很多。书名:《厉云川宋妤欢》主角:《厉云川宋妤欢》全文请到公『众』号【一阳文学
  • 4年前,因为一些事情,整个人的精神垮了,脾气性格大变,看不到未来,看得见的只有生死。其一,可以让独居老人有个交流唠嗑的地方,晚年生活不至于孤独凄凉。
  • [泪][泪]​今日份点歌有最好的一天有步步开心哈哈差一点点就相信啦!“刻在我心底的名字忘記了時間這回事既然決定愛上一次就一輩子希望讓這世界靜止想念才不會變得奢侈