爱问知识人 爱问教育 医院库

火箭发射的主要燃料是什么?

首页

火箭发射的主要燃料是什么?

火箭在发射时的主要燃料是什么?发展的前景如何?

提交回答
好评回答
  • 2011-10-06 12:16:17
      发射卫星的火箭燃料要体积小,重量轻,但发出的热量要大,这样才能减轻火箭的重量,使卫星快速地送上轨道。液体燃料放出的能量大,产生的推力也大;而且这种燃料比较容易控制,燃烧时间较长,因此,发射卫星的火箭大都采用液体燃料。
      
      液体火箭发动机是指液体推进剂的化学火箭发动机。
      氧化剂和燃烧剂必须储存在不同的储箱中。液体火箭发动机一般由推力室、推进剂供应系统、发动机控制系统组成。推力室是将液体推进剂的化学能转变成推进力的重要组件。它由推进剂喷嘴、燃烧室、喷管组件等组成。推进剂通过喷注器注入燃烧室,经雾化,蒸发,混合和燃烧等过成生成燃烧产物,以高速(25O0一5000米/秒)从喷管中冲出而产生推力。
      燃烧室内压力可达2O0大气压(约20OMPa)、温度300O~400O℃,故需要冷却。推进剂供应系统的功用是按要求的流量和压力向燃烧室输送推进剂。按输送方式不同,有挤压式(气压式)和泵压式两类供应系统。挤压式供应系统是利用高压气体经减压器减压后(氧化剂、燃烧剂的流量是*减压器调定的压力控制)进入氧化剂、燃烧剂贮箱,将其分别挤压到燃烧室中。
      挤压式供应系统只用于小推力发动机。大推力发动机则用泵压式供应系统,这种系统是用液压泵输送推进剂。发动机控制系统的功用是对发动机的工作程序和工作参数进行调节和控制。工作程序包括发动机起动、工作。关机三个阶段,这一过程是按预定程序自动进行的。工作参数主要指推力大小、推进剂的混合比。
      液体火箭发动机的优点是比冲高(25O~5OO秒),推力范围大(单台推力在1克力~700吨力)、能反复起动、能控制推力大小、工作时间较长等。      液体火箭的推进剂,其中比较常用的有:四氧化二氮-肼类(偏二甲肼,一甲基肼,肼),液氧-煤油,液氢-液氧等。
      ;四氧化二氮-肼类推进剂被广泛使用,特点是可存储,并且四氧化二氮和肼接触后可以自燃,可*性高。四氧化二氮-肼类最早用于战略导弹,后来也用于航天的运载火箭。苏联的SS-7,现役的SS-18,SS-19,美国的大力神,中国的长征1,2,3型火箭,俄罗斯的质子火箭,阿利亚娜1,2,3,4型火箭都在下面级使用了四氧化二氮-肼类推进剂。
      ;四氧化二氮-肼类的比冲还可以,约230秒左右,各国新一代的运载火箭都不再使用。四氧化二氮是强氧化剂,偏二甲肼是强还原剂,它们的分子一经接触就会发生剧烈的化学反应,放热而着火燃烧。燃料虽具有良好的比冲性能(Isp约300s)和自燃特性,但它们的毒性较高。
            谈先进的液氧(煤油)火箭发动机张贵田,航天技术是现代科学技术中发展最快的尖端技术之一,是一个国家科学技术水平和国民经济实力的综合反映,是一个国家科学技术水平的重要标志,亦是综合国力的象征。航天技术高度综合集中了许多基础科学和新技术,如数学、近代力学、自动控制、电子计算机、真空与低温技术等,它的发展促进了一大批基础科学和现代技术的发展,如新材料、空间物理、航天医学、生命科学等。
      航天技术的发展、宇宙环境的应用导致了一系列出乎意料的技术革新。当今,一些发达国家正在以大空间概念设计国民经济未来发展的蓝图,把航天技术产业作为未来发展的一个战略重点,认为它是发展各类高新技术产业的领头技术,它能带动一大批高新技术产业其它基础产业的发展,推动和促进新工艺、新材料、新能源等技术的进步,航天技术对国民经济的发展将起到“加速器”和“倍增器”的作用。
            航天科技工业的发展对推动解决我国面临的人口与资源、环境与灾害、通信与交通、教育与文化等重大社会问题起到了其它任何技术和产品不可替代的作用。同时,航天技术对国家的国防建设具有极其重要的意义,这一点已得到共识。目前战略战术导弹、卫星导航定位、军事测绘侦察、作战指挥和通信等方面广泛应用于国防建设,并取得了显著效果。
      宇宙空间是现代军事竟争的制高点,航天技术与防御技术已很难分开,这在战略威慑和现代化战争中表现得尤为显著。      航天技术能够产生巨大社会效益和经济效益的主要途径是通过应用卫星来实现的,而运载火箭扮演着极其重要的角色。在近40年的发展中,我国航天科技工业依*自己的力量,研制成功了长征系列运载火箭,达到了全型谱的运载能力,并已成功将我国自行研制的通信、返回式遥感、气象等应用卫星送到静止、近地和太阳同步等不同的轨道,而且先后成功地为西德、澳大利亚、瑞典、法国、美国等国家发射卫星或其它有效载荷。
      我国的长征火箭成为世界发射市场的主要运载工具之一,昂首阔步地进行国际商业发射市场,使中国航天在国际航天界占有一席之地,并享有较高声誉,显示了社会主义中国的综合实力。      虽然我国航天技术取得了巨大的成就,引起了世人的瞩目,但是应该清醒地认识到我们的不足。
      目前,我国现有的长征系列运载火箭是在战略武器的基础上演变延用而来的,其推进剂(偏二甲肼/四氧化二氮)毒性大、污染严重、价格高、性能低,其不足是很明显的。美国、法国、前苏联等航天大国对于推进剂的毒性和污染问题高度重视。美国从1970年就禁止在本土上生产偏二甲肼,法国阿里安火箭所用的偏二甲肼一直从苏联购买,而且不在本土上发射(在法属圭亚那库鲁航天发射中心发射);原苏联解体之前曾下令禁止使用偏二甲肼。
      随着全世界对环境保护的日益重视,很可能在不久的将来全世界禁止生产使用偏二甲肼作为火箭推进剂。因为偏二甲肼毒性较大,损害人体的肝脏。尤其是四氧化二氮/偏二甲肼的燃烧产物,对人体损害更大,并较为严重地污染环境。从事使用该种推进剂发动机试验的工作人员中60%有不同程度的肝病,普遍转氨酶高。
      由于组织火箭发射时,由于N2O4泄漏已引起几次伤亡事故,后果比较严重。      长征运载火箭是当今世界可*性、技术稳定性最好的运载火箭之一,但是近几年来,长征火箭发射时有失利,并造成了不同程度的人员伤亡,其推进剂毒性大和污染严重问题已引起了我国各级领导的高度重视,也增加了参试人员的恐惧感。
      虽然发射失利未引起十分严重的后果,但参试人员“死里逃生”、“后怕”的感觉仍然十分强烈。这给组织发射带来了一定的困难。同时,由于推进剂价格偏高增加发射成本,进而使得长征火箭在国际发射市场中价格竞争力不甚明显,也是一个比较突出的问题。如何提高运载火箭可*性,降低发射成本,增强竞争力,是加速我国运载火箭产业化进程的关键所在。
            要想有先进的运载火箭,首先必须要有先进的动力系统——火箭发动机。火箭发动机是运载火箭的心脏,它的先进性突出表现在低成本、无污染、高可*、高性能、使用安全、操作方便。液氧/煤油火箭发动机作为运载动力装置的优越性在于:一是煤油作为常温推进剂,使用极为方便,安全性好,而甲烷、丙烷、液氢为低温推进剂,不好贮存,运输、加注和操作都不方便,泄漏后易起火爆炸,特别是液氢很容易泄漏。
      二是煤油价格便宜,每千克煤油的价格只有液氢的1/100和偏二甲肼的1/30,可以较大幅度地降低发动机的研制成本和运载火箭的发射费用。发射一颗20T低轨道的有效载荷,如用液氢/液氧和四氧化二氮/偏二甲肼组成的二级半方案推进剂费需3000万元,而用全液氧/煤油方案只需推进剂费100万元。
      三是液氧/煤油组合密度比冲高,是理想的下面级(助推级和芯一级)发动机,稍作改进之后亦可作为比较理想的上面级发动机。四是我国煤油资源丰富,贮量极大,可满足长远的需要。      我国克拉玛依油田开采的煤油是低凝点环烷基中质原油,完全符合火箭推进剂用煤油标准,现已查明贮量在5亿吨以上,按每年200万吨开采量计算,可连续开采50年以上,同时我国黑虎山、辽河、胜利等油田符合要求的原油贮量也是丰富的。
      经各种研究试验和两次液氧/煤油发动机热试车的成功,充分说明了国产煤油能完全满足使用要求。五是使用液氧/煤油发动机可完全消除四氧化二氮/偏二甲肼有毒且污染环境的严重不足。六是液氧/煤油发动机可实现运载火箭模块化积木式设计,可用不同组合完成不同载荷的发射任务,能形成我国新一代运载火箭系列。
      上述诸优点体现了先进动力系统的要求和研制方向。经过近10年关于大型运载火箭和天地往返运输系统动力系统的技术论证、研究及关键技术攻关,国家决定研制液氧/煤油高压补燃发动机,并已列入“863”计划。这无疑是提高我国航天技术水平的重大举措,更是加速我国运载火箭产业化进程的英明之举 四氧化二氮 四氧化二氮,分子式为N2O4,无色的气体,强氧化剂,为重要的火箭推进剂之一。
      剧毒,且有腐蚀性。易分解为二氧化氮为红棕色的气体,具有神经麻醉的毒性。 基本资料    四氧化二氮(分子式:N2O4)   [英]Nitrogen Dioxide   [别]四氧化氮   [缩]SYHE   氮和氧的化合物,具有强烈氧化性,常被用于作为火箭推进剂组分中的氧化剂。
         【性质】 N2O4是由二氧化氮叠合而成。其固体和液体及气体均无色。随着温度升高,二氧化氮增多,颜色加深,由褐色到赤红色。在大气压下,N2O4的沸点为21。2℃,熔点-11。2℃。液体N2O4的密度在-10℃时为1。512kg/m3。由于N2O4的分子成对称结构,故较为稳定。
      溶于水、二硫化碳等。但其与水只是有限的互溶。0℃时,有含量为47%和98%(质量)的两层液体,掺和的临界温度为67℃,此时不再分层,液体中N2O4的含量为89%(质量)。易与水反应生成等摩尔硝酸和亚硝酸混合物。当温度升高,亚硝酸分解为硝酸和氧化氮。
      是强氧化剂。其与氨混合,在低温下发生爆炸。N2O4与许多有机溶剂如酯、醚、酮、腈形成分子加合物。液体N2O4腐蚀某些金属(碱金属、碱土金属、锌、镉和汞等),生成金属盐,放出一氧化氮。   【火灾危险】   不会燃烧, 但有助燃性, 具强氧化性, 如接触碳, 磷和硫有助燃作用   【处置方法】   干砂, 二氧化碳, 不可用水(遇水生成硝酸和亚硝酸, 腐蚀性更强 物理外观   四氧化二氮剧毒,且有腐蚀性。
      其分子量为92。011,冰点-11。23°C,沸点21。5°C,蒸汽压96kPa(20°C时)。纯四氧化二氮是无色的,但通常见到的制成品是黄褐色高密度液体,这是由于其中混有二氧化氮。 编辑本段分子结构   分子结构 N原子以sp2杂化轨道成键,分子为平面形分子。
         N2O4可以有两个二氧化氮分子化合而成。二氧化氮分子的中心原子N的2s电子中有一个被激发到Pz轨道,再采取sp2杂化,分别与两个氧原子(采取sp杂化)形成一个σ键;氮的Pz轨道中的两个电子和两个氧原子的Pz轨道中的一个电子形成三原子四电子π键;每两个二氧化氮分子中的氮原子的未成键的sp2杂化轨道重叠,形成σ键,从而形成一个N2O4分子。
      综上所述,每个N2O4分子中存在5个σ键,2个三原子四电子π键形成的1个六原子八电子的大π键,分子的形状与乙烯类似。 化学性质   四氧化二氮与二氧化氮按下面的方程式相互转化:    N2O4 ==2NO2 (可逆)   当温度升高时,反应向生成二氧化氮的方向进行;所以实际上四氧化二氮成品都是与二氧化氮的平衡态混合物。
      四氧化二氮与水反应生成硝酸和亚硝酸:   N2O4 + H2O ==HNO2 + HNO3   工业上制取四氧化二氮的方法是氨的催化氧化。 主要用途   液态四氧化二氮的密度为1443kg/m³,能与许多燃料自燃,是一种优良的氧化剂。
      但它的液态温度范围很窄,极易凝固和蒸发。常温下的四氧化二氮处于不断汽化的状态之中。悬浮于空气中的四氧化二氮减压立刻分解为二氧化氮气体。二氧化氮气体为棕红色,有神经麻醉性毒性。   四氧化二氮是最重要的火箭推进剂之一。因为比较容易保持在液态,它主要用于组成可贮存液体推进剂。
      四氧化二氮在早期的液体燃料洲际导弹(洲际导弹必须能够随时发射,其推进剂要求可以长期贮存而不是临时加注)中被广泛应用,如美国的大力神式洲际导弹。四氧化二氮可以与许多火箭燃料组成双组元自燃推进剂:四氧化二氮/混肼、四氧化二氮/偏二甲肼、四氧化二氮/一甲基肼等。
      最常见的组合是四氧化二氮/偏二甲肼,苏联的质子号运载火箭和中国的长征二号运载火箭应用的就是这种组合。美国大力神-3运载火箭采用的是四氧化二氮/混肼50   用作制造硝酸、无水金属盐和硝基配位络合物的原料。在有机化学中用作氧化剂、硝化剂和丙烯酸酯聚合的抑制剂。
      在军事工业中,用作制取炸药。   纯N2O4无色,在常温下部分离解为NO2,为红棕色液体。沸点21。15℃。凝固点-11。23℃。密度(20℃)1。446g/cm3。属强氧化剂,与胺、肼等接触能自燃。从直接合成法生产浓硝酸的流程中取得气体NO2,进行冷凝和蒸馏后制得液体N2O4。
      为最常用的可贮存氧化剂之一,常与肼类燃料组成双组元液体推进剂,用于发射通讯卫星、战略导弹等的运载火箭中。   偏二甲肼和四氧化二氮反应方程:C2H8N2 + 2N2O4=2CO2 + 4H2O + 3N2 。

    家***

    2011-10-06 12:16:17

其他答案

    2011-10-06 15:29:06
  • 四氧化二氮-肼类(偏二甲肼,一甲基肼,肼),液氧-煤油,液氢-液氧

    2***

    2011-10-06 15:29:06

  • 2011-10-06 15:17:45
  •     目前发射运载火箭时的燃料和氧化剂,主要有:
      液氢液氧。氢是所有元素中最活泼的,要控制好液氢燃烧的难度极高。所以液态氢一般不作为第一、二级火箭的燃料来使用,避免低空发射时爆炸的事故。多用作高空航行中高能末级火箭推进剂。
      液体燃烧剂常用“肼”(H2NNH2)。
      肼是一类含氮的化合物,是一种有毒、有腐蚀性的油状液体。运载火箭的第一、第二级燃料多数采用偏二甲肼和四氧化二氮的“二元推进剂”。但偏二甲肼毒性较大,损害人体的肝脏。尤其是四氧化二氮/偏二甲肼的燃烧产物,对人体损害更大,并严重污染环境,在灌注操作中非常危险。
      另外偏二甲肼有腐蚀性,一旦错过了火箭发射的“气象时间窗”一段时间后,就必须更换火箭箭体。偏二甲肼也是目前世界上最普遍使用的火箭燃料。   固体火箭发动机是使用固体推进剂的化学火箭发动机。固体推进剂有聚氨酯、聚丁二烯、端羟基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚等。
      固体火箭发动机与液体火箭发动机相比较,具有结构简单,推进剂密度大,推进剂可以储存在燃烧到中常备待用和操纵方便可靠等优点。缺点是“比冲”小(也叫比推力,是发动机推力与每秒消耗推进剂重量的比值,单位为秒)。固体火箭发动机比冲在250~300秒,工作时间短,加速度大导致推力不易控制,重复起动困难,从而不利于载人飞行。
         固体火箭发动机主要用作火箭弹、导弹和探空火箭的发动机,以及航天器发射和飞机起飞的助推发动机。   我国正在研制新一代无污染、大推力火箭发动机:120吨推力液氧煤油常温发动机和50吨推力液氢液氧低温发动机。120吨液氧煤油发动机具有推力大,比冲高的特点;50吨液氢液氧发动机具有无污染、高性能的优点。
         采用新型燃料的火箭发动机具有明显的优点。首先,煤油作为常温推进剂,使用极为方便、安全性好,而甲烷、丙烷、液氢是低温推进剂,不好贮存,运输、加注和操作都不方便,泄漏后易起火爆炸;其次,煤油价格便宜,每千克煤油的价格只有偏二甲肼的1/30,可以较大幅度地降低发动机的研制成本和运载火箭的发射费用。
      发射一颗20吨重的低轨道卫星,如用四氧化二氮/偏二甲肼组成的二级半方案,推进剂费需3000万元,而用全液氧/煤油方案只需100万元;第三,液氧/煤油组合密度比冲高,是理想的助推级发动机燃料;第四,我国煤油资源丰富、贮量极大,可满足长远的需要;最后,使用液氧/煤油发动机可完全消除四氧化二氮/偏二甲胼有毒且污染环境的严重不足。
      

    2***

    2011-10-06 15:17:45

  • 2011-10-06 14:47:45
  • 偏二甲肼和四氧化二氮

    2***

    2011-10-06 14:47:45

  • 2011-10-06 12:33:20
  • 早期使用的是液氢和液氧。但是推力不够。后来使用肼(N2H4)和四氧化二氮(N2O4),但是有毒。
    最新的燃料是什么,应该是每个国家的机密。

    逍***

    2011-10-06 12:33:20

  • 2011-10-06 12:14:24
  • 那不是随便可以生产的。你问这问题有点不沾边

    直***

    2011-10-06 12:14:24

类似问题

换一换
  • 工程技术科学 相关知识

  • 教育培训
  • 教育科学
  • 教育考试

相关推荐

  • 开奶茶店需要什么

    要有经营场所,办理工商登记(办理卫生许可),如果觉得有必要还要到税务局买定额发票,不过奶茶店一般人家...

    酒类/饮品

  • 关于公司为员工租房的问题

    你好 公司为员工租房,属于一种福利,不应该缴纳个人所得税的 租赁协议应该公司与房主统一签订

    房地产

  • 三人成虎的故事 转载

    说的太好了 !我们自己要把握好.

    股票

  • 喝酒对乙肝疫苗注射有没有影响

    这个大可不必担心,喝完酒后人体的肝功能在16小时内,可以完全分解人体中的酒精。但是,建议少喝酒,注意...

    生活常识

  • 笔记本电脑永远是解决笔记本故障的卡片屏幕...

    有时,我们的笔记本电脑总是卡住了。我们怎样才能解决这个问题可能有很多不太熟悉的网友。现在让我们告诉你...

    电脑/网络

  • xp电脑显示屏调节屏幕亮度怎么调节_XP...

    XP电脑显示屏亮度调节怎么操作 1、直接在XP系统桌面空白处右键选择属性打开【显示属性】程序。 2、...

    电脑/网络

  • 计算机不能重新启动所有时间重新启动如何解...

    关于计算机不能重启和重启的问题,我相信很多网民以前见过。我们如何解决这个问题这里有一点告诉你,计算机...

    电脑/网络

  • 如果笔记本不能上网,我该怎么办

    也许有些网友对笔记本电脑无法上网的问题了解不多。现在让我们向你介绍一下笔记本电脑不能上网的原因以及如...

    电脑/网络

  • 现在移民需要多少钱(留学移民要多少钱)

    在众多的热门移民国家中,能够同时满足速度快,要求简单且有法案支持的移民国家,目前就只有马耳他,希腊,...

    电脑/网络

  • 高迪安集团公司的实力怎么样?

    高迪安(英文:GOLDIAN,前身:金大元集团),是一个综合性企业集团,致力于真爱人文事业的发展,旗...

    管理学

  • 有人了解高迪安集团这个公司吗?

    高迪安(英文:GOLDIAN,前身:金大元集团),是一个综合性企业集团,成立以来致力于真爱人文事业的...

    产业信息

  • 高迪安集团旗下的人工智能产业发展好吗?

    高迪安集团旗下的元梦智能科技公司,是一家致力于打造以数字智能人为核心的人工智能交互系统,并集研发、生...

    产业信息

  • 高迪安这个公司现在旗下现在主要有哪些产业...

    高迪安旗下产业比较多,涵盖地产、教育、珠宝、智能、金融、互联、健康等多个领域。集团从地产起步,开发了...

    产业信息

  • 高迪安之前开发的第一个新房是哪个楼盘?

    位于浦东川沙的金钟苑,后续集团开发了享誉海内外的上海地标性楼盘——香梅花园。

    购房置业

  • 可以自制火箭燃料吗?

    1、大部分廉价航空模型火箭用的都是黑火药,简单廉价,也没有什么可以被恐怖分子利用的危险。 好点的,用...

  • 发射卫星的火箭是用什么来做燃料的.

    目前都用液态氢做燃料。

  • 发射卫星的火箭用什么做燃料?大概有多少重...

      1950年代美国研制成功氧化氢和聚乙烯作为火箭发动机的混合推进剂。1964年法国首先发射成功采用...

  • 嫦娥一号运载火箭都是液体燃料吗?

    都是液体燃料 长征3号甲火箭,第一,二级使用偏二甲肼和四氧化二氮,第三级使用液态氢和液态氧 东方红3...

  • 太空没有空气火箭燃料如何燃烧?

    火箭燃料包括燃烧剂和氧化剂,都是配对组合的,用不着空气参与 比如: 甲基肼和四氧化二氮,燃烧剂是甲基...

  • 火箭的燃料是什么

    火箭燃料发展历史按火箭的第一级燃料分代为4代 第1代: 火药,就象节日放的冲天炮,人工降雨用的小火箭...

  • 火箭燃料燃烧的________能转化为飞...

    火箭燃料燃烧的___化学能_____能转化为飞船的机械能

  • 发射人造卫星的火箭用什么样的燃料?

      1950年代,美国研制成功氧化氢和聚乙烯作为火箭发动机的混合推进剂。1964年法国首先发射成功采...

  • 固体燃料和液体燃料火箭哪个先进?

      各有各的特点。   固体火箭的优点:结构简单;可靠性高;推力大(相比于液体发动机更容易把推力做大...

  • 火箭靠什么燃料进行飞行的?

    笼统来说,火箭使用的都是化学燃料,从形态上分有液体和固体两大类。 液体燃料有酒精、煤油、液氢、偏二甲...

正在加载...
最新资料 推荐信息 热门专题 热点推荐
  • 1-20
  • 21-40
  • 41-60
  • 61-80
  • 81-100
  • 101-120
  • 121-140
  • 141-160
  • 161-180
  • 181-200
  • 1-20
  • 21-40
  • 41-60
  • 61-80
  • 81-100
  • 101-120
  • 121-140
  • 141-160
  • 161-180
  • 181-200
  • 1-20
  • 21-40
  • 41-60
  • 61-80
  • 81-100
  • 101-120
  • 121-140
  • 141-160
  • 161-180
  • 181-200
  • 1-20
  • 21-40
  • 41-60
  • 61-80
  • 81-100
  • 101-120
  • 121-140
  • 141-160
  • 161-180
  • 181-200

热点检索

  • 1-20
  • 21-40
  • 41-60
  • 61-80
  • 81-100
  • 101-120
  • 121-140
  • 141-160
  • 161-180
  • 181-200
返回
顶部
帮助 意见
反馈

确定举报此问题

举报原因(必选):