液體推進劑
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什麼是液體推進劑[1]
液體推進劑是指液體火箭發動機的能源和工質,具有易燃、易爆危險性,其性能的優劣直接影響發動機及火箭的性能。
液體推進劑的分類和特點[2]
大體來說,液體推進劑可分為單組元和雙組元兩類。單組元推進劑自身含有燃料和氧化劑兩種成分,經過加熱可以分解並燃燒。它可以是一種液體物質,也可以是一種互相溶解的多成分液體混合物,常用的有硝酸酯化合物、過氧化氫等。雙組元推進劑包括液體氧化劑和液體可燃物,它們在燃燒前分開貯備。常用的氧化劑有硝酸、雙氧水、四氧化二氮、液氧等;可燃物有偏二甲肼、一甲肼、混肼、煤油、液氫等。燃燒時將兩種液體分別註入火箭發動機的燃燒室中。近年來的研究表明,氟氧化合物單組元推進劑,氟-氫、氟-氨雙組元推進劑發展前途很大。與固體推進劑相比,液體推進劑的能量高,實際比沖在低溫時可達440秒。液體發動機的優點是可重覆使用,成本低廉,性能調節簡易,控制精度高;缺點是設備複雜。因此,世界各國發射近地軌道衛星、通信衛星、偵察衛星、星際探測器和星際飛船往往採用的大推力運載火箭,都以使用液體推進劑為主。當然,從優勢互補出發,多級運載火箭下麵級多採用液體發動機,上面級則多採用固體發動機。由於液體推進劑難以長期貯存,因此戰術與戰略導彈現今幾乎全部採用固體火箭發動機。
我國液體推進劑的發展對策[3]
1.國內液體推進劑專業領域存在的問題
(1)缺乏專門系統的研究機構
國外對液體推進劑專業的系統研究非常重視,以美國為例,在NASA有路易斯飛行推進試驗所,美國各兵種都有液體火箭推進實驗室,在一些大學和兵工廠也有液體推進劑專業,比較出名的有:美國海軍航空試驗站、皮卡蒂尼兵工廠液體火箭推進實驗室、美國海軍武器中心(NWC),LOS, ALMAS實驗室等。
國內在推進劑研究方面,固體推進劑專業研究在不斷發展,如國內的研究單位有:北京理工大學、南京理工大學等。固體推進劑的專業研究非常活躍,固體推進劑中的能量劑、偶聯劑、粘接劑、配方、工藝等研究不斷有新的發展。相比之下,液體推進劑的研究非常萎縮,只有極少數單位的少數人進行間斷的研究工作,專業研究和專業交流尚未系統的展開。整個液體推進劑專業發展基本處於停滯不前的局面,與國外的差距不斷加大。
(2)缺乏系統的液體推進劑試製、生產企業
對於液體推進劑中有些燃料和氧化劑是普通的化學產品,如LO2, LH2,肪類、低濃度H2O2,HNO3等它的試製生產無需系統的專門企業,但是對於那些用量不大,且需特殊合成加工和配製愉液體推進劑,如硝酸脫類推進劑、硝酸醋類推進劑、高濃度的H202, N204等,發達國家都有相應的企業進行試製和生產,如美國的Picatinny兵工廠、美國空軍所屬的馬西森化學公司、NASA的卡勒里化學公司、反作用發動機公司化學研究所、NASA的路易斯飛行推進實驗室等都具有液體推進劑試製生產能力。我國在液體推進劑試製及生產工藝的研究很少,且處於低水平、臨時性、零散的非系統狀態。
(3)缺乏從事液體推進劑研究的專業人才隊伍
美國著名液體推進劑專家JD Clark在《液體火箭推進劑史證》一書中提到,美國在1970~980年期間專門從事液體推進及研究的專家和技術人員有200多人,現在雖無有關權威數字,但是隨著美國宇航事業的快速發展,美國液體推進劑研究人員可能會超過240多人。相比之下,我國液體推進劑研究的專業技術人員很少,有關專家更是屈指可數。
2.液體推進及專業發展的思路
總體設想:借鑒美國、俄羅斯等發達國家的經驗,結合國內實際。圍繞拉長軍品產業鏈的指導思想,建立和發展液體推進劑專業。
具體設想:
(1)立足現有化工技術人才和基礎條件,加強技術培訓和技術人員再教育,形成液體推進劑專業的人才隊伍。
(2)緊密結合發動機設計試驗需要,逐步開展液體推進劑及相關產品研製,建立推進劑及相關產品的試製生產基地。
(3)高度關註國外液體推進劑最新研究動態,開展前瞻性的基礎和應用基礎預先研究,創建和拓展液體推進劑研究專業領域。
- ↑ 賀芳,方濤,李亞裕,米鎮濤.新型綠色液體推進劑研究進展[J].火炸葯學報,2006(4)
- ↑ 液體推進劑主要有哪些.中國數字科技館
- ↑ 符全軍.液體推進劑的現狀及未來發展趨勢[J].火箭推進,2004(1)