火箭的火焰和新一代环保型火箭发动机

人民网记者许秀华

2007年06月11日07:40  来源:人民网科技

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  来基地之前,我那尚不满5岁的儿子棋棋一定让我替他带一个“为什么”给“那些做火箭的人”。他的“为什么”是:“为什么汽车开得再快,也不会冒火,火箭上天的时候就得喷火呢?”

  于是,到基地后,我就四处寻找“那些做火箭的人”。

  敲了几位采访对象的房门,都不见动静后,见到一个敞开的屋门,我们就走进去和里面的人聊了起来。他们正巧来自航天推进技术研究院(西安),我于是采访了长征三号甲火箭一、二级发动机技术负责人韩俊峰。

  韩俊峰介绍说,常温发动机,也就是一、二级发动机使用两种推进剂,一种是氧化剂四氧化二氮,一种是燃料偏二甲肼。对于长三甲这种三级火箭来说,三级发动机是采用液氢和液氧作燃料的低温发动机。

  火箭的动力主要来自于推进剂产生的反作用力。在发动机内部的推力室内,偏二甲肼和四氧化二氮两种气体混合后,自动燃烧,产生高达3000℃的高温,其中四氧化二氮以180千克/秒,偏二甲肼以90千克/秒的速率,在体积膨大后加速喷出,因此在火箭的尾部形成了燃烧的火焰。

  由于四氧化二氮会挥发分解为二氧化氮,二氧化氮经人体呼入后,遇水会变成硝酸腐蚀人的呼吸道;而偏二甲肼则不仅会加速人体维生素B6的代谢,造成人体维生素B6的匮乏,还会对人体肝脏产生一定的毒害作用,引发中毒性肝炎。

  在2012年我国火箭推进系统将采用新型环保燃料,新一代的大推力火箭可以产生高达120吨的推力,而目前的火箭推力一般在75吨左右。新型的火箭燃料将采用煤油――液氧,与现在的燃料混合即燃烧不同的是,新型的环保燃料需要化学点火过程,新型环保燃料产生的温度更高,火焰为白色。

  除煤油――液氧组合外,新一代环保燃料还将采用液氢和液氧作为燃料。

  新型的环保燃料比目前的火箭发动机燃料成本更低,目前已经成功进行连续400秒试车,即可以保证长达8分钟的火箭推力。

  新一代的环保火箭最大能将25吨的有效载荷送入近地轨道,即便向远离地球达36000公里的地球同步轨道执行发射任务,其最大运载能力也达14吨,达到国际主流运载火箭水平。

  由于新型环保燃料会产生100-200Mpa 的巨大压力,因此对推力室的要求较高,还有一些技术难关有待攻克。(人民网西昌卫星发射中心5月31日电)

(责编:张文君)
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