火箭推进剂

合集下载

火箭推力原理

火箭推力原理

火箭推力原理火箭推力原理是指火箭在发射过程中产生的推力的物理原理。

火箭作为一种航天器,是太空探索和载人航天的重要工具。

理解火箭推力原理对于火箭的设计和运行至关重要。

本文将详细介绍火箭的推力原理、相关理论和应用。

一、火箭推进剂火箭推进剂是产生推力的关键因素之一。

一般来说,火箭推进剂可以是化学燃料,也可以是其他形式的能量储存介质。

化学燃料的常见形式包括固体燃料和液体燃料。

固体燃料是由氧化剂和燃料混合而成的,它们被固定在铝壳体中,并点燃产生推进剂。

液体燃料则是将氧化剂和燃料储存在不同的容器中,通过喷射和混合来产生推进剂。

固体燃料有较低的复杂性和成本,而液体燃料则具有更高的灵活性和可调控性。

二、火箭工作原理火箭推力的产生基于牛顿第三定律:对于每一个作用力,都存在一个同大小但方向相反的反作用力。

火箭的推进剂喷出速度很大,从而产生一个反向的推力,推动火箭向前运动。

火箭发射过程中具体的工作原理如下:1. 着火点火:火箭点火后,点燃推进剂。

2. 排气膨胀:推进剂燃烧产生的气体被排放到火箭的喷嘴中,进而从喷嘴中喷出。

3. 导向控制:火箭通过角动量守恒原理来控制喷气方向。

通过喷射口和喷气方向之间的角度,可以控制火箭的姿态,实现飞行轨迹调整。

4. 推进剂消耗:推进剂的燃烧会逐渐消耗。

燃料的质量减少会减小火箭的总质量,从而提高火箭的速度和运动能力。

三、火箭推力方程火箭推力的大小由推力方程决定。

推力方程基于流体动力学原理,它可以用数学形式表示为:F = (m点火 - m燃尽) * v喷其中,F代表火箭的推力,m点火代表火箭在点火前的总质量,m燃尽代表火箭在燃料完全燃烧后的质量,v喷代表推进剂从喷嘴中喷出的速度。

从推力方程可以看出,推力的大小取决于两个因素:推进剂的喷射速度和推进剂消耗的速度。

因此,为了增加火箭的推力,可以采取以下策略:1. 提高推进剂的喷射速度:可以通过改变喷嘴形状和尺寸,或使用更高能量含量的推进剂来达到这一目的。

高一化学火箭推进剂知识点

高一化学火箭推进剂知识点

高一化学火箭推进剂知识点火箭推进剂是火箭发射过程中所使用的燃料和氧化剂的总称,是火箭发射过程中最重要的组成部分。

它们通过燃烧反应产生大量的高温气体,推动火箭向前飞行。

火箭推进剂可以分为固体推进剂和液体推进剂两类,下面将详细介绍这些知识点。

1. 固体推进剂固体推进剂是由固体燃料和氧化剂组成的推进剂。

固体推进剂具有结构简单、储存方便等特点,在火箭发射中被广泛应用。

(1)固体燃料:固体燃料是固体推进剂中的能量来源。

常见的固体燃料有硝化棉、硝化甘油等。

固体燃料一般为颗粒状或块状,具有一定的稳定性和可燃性。

(2)氧化剂:氧化剂是固体推进剂中与燃料一起进行燃烧反应的物质。

常见的氧化剂有硝酸铵、高氯酸铵等。

氧化剂通常能够为燃料提供足够的氧气,使其能够充分燃烧。

2. 液体推进剂液体推进剂是由液体燃料和液体氧化剂组成的推进剂。

由于液体燃料和液体氧化剂的物理性质较固体推进剂更加复杂,液体推进剂相对固体推进剂来说具有效率高、推力大等优点。

(1)液体燃料:液体燃料是液体推进剂中的能量来源。

常见的液体燃料有液氢、液氧等。

液体燃料具有较高的燃烧效率和能量密度。

(2)液体氧化剂:液体氧化剂是液体推进剂中与燃料一起进行燃烧反应的物质。

常见的液体氧化剂有液氧、高浓度硝酸等。

液体氧化剂能够为燃料提供丰富的氧气,使得燃烧反应更为充分。

3. 火箭推进剂的选择在选择火箭推进剂时,需要考虑多个因素,包括推力需求、航天器重量、尺寸限制、安全性等。

不同的推进剂在性能、成本和操作上存在差异,需要根据具体需求和情况进行选择。

4. 火箭推进剂的燃烧反应火箭推进剂的燃烧反应是推动火箭运行的关键过程。

燃烧反应产生的高温气体通过喷射口排出,产生反作用力推动火箭向前飞行。

燃烧反应的速率和能量释放量对火箭的性能有直接影响。

5. 火箭推进剂与环境火箭推进剂的燃烧反应会产生大量废气和废渣,对环境造成一定的影响。

为了减少环境污染,需要对火箭推进剂进行合理的设计和处理,确保尽量降低对环境的影响。

长征五号运载火箭推进剂化学式

长征五号运载火箭推进剂化学式

长征五号运载火箭推进剂化学式长征五号运载火箭是我国新一代重型运载火箭,由中国空间技术研究院研制。

推进剂是火箭发动机所使用的化学燃料,能够为火箭提供巨大的推力。

长征五号运载火箭所使用的推进剂包括液氧、液氢和半硝酸。

下面将分别介绍这几种推进剂的化学式及相关参考内容。

1. 液氧:液氧是一种官能团含有两个氧原子的化合物。

化学式为O2。

液氧是一种无色、无臭、无味、非常不稳定的氧气液体。

液氧在长征五号火箭中的主要作用是与燃料进行氧化反应,释放大量的能量,提供推力。

液氧在火箭发射之前需以低温冷却至液态,确保其稳定性。

相关参考内容:- 《火箭推进技术手册》:该手册详细介绍了液氧的性质、制备方法、储存技术等方面的内容,并对液氧在火箭推进系统中的应用进行了深入的分析。

- 《航天装备手册》:该手册介绍了国内外航天装备的技术参数和性能特点,其中包括对液氧和其他推进剂在火箭上的应用进行了详细的介绍。

2. 液氢:液氢是一种氢原子形成的化合物。

化学式为H2。

液氢是一种无色、无味、无毒的气体,在低温下可以冷却至液态。

液氢在长征五号火箭中的主要作用是与液氧发生氧化反应,释放巨大的能量,并且由于其成分单一,燃烧后没有杂质,能够充分地发挥火箭发动机的性能。

相关参考内容:- 《超纯液氢技术手册》:该手册介绍了超纯液氢的制备、储存和运输技术,对液氢在航天装备中的应用进行了详细讨论。

- 《推进剂工程手册》:该手册系统地介绍了不同类型的推进剂的性能参数和应用技术,其中包括了液氢在火箭发动机中的应用情况。

3. 半硝酸:半硝酸是一种硝酸根离子与水合氢离子形成的化合物。

化学式为HNO3·H2O。

半硝酸是一种无色液体,具有强氧化性。

半硝酸在长征五号火箭中主要用作推进剂的助燃剂。

通过与燃料发生化学反应,能够进一步提高燃烧温度,增加推进剂的能量释放。

相关参考内容:- 《化学工程手册》:该手册对不同化学品的性质、制备方法、应用技术进行了全面的介绍,其中包括了半硝酸的制备方法和相关应用技术。

n2o4作为火箭推进剂的化学方程式

n2o4作为火箭推进剂的化学方程式

n2o4作为火箭推进剂的化学方程式二氧化氮(N2O4)是一种重要的火箭推进剂。

它在发动机中燃烧时会释放出大量的能量,从而推动火箭飞行。

本文将从化学方程式、性质、制备方法和应用等方面详细介绍N2O4作为火箭推进剂的相关知识。

首先,我们来看一下N2O4的化学方程式。

N2O4的化学式是N2O4,表示分子中含有2个氮原子和4个氧原子。

在火箭的燃烧过程中,N2O4会和燃料发生反应,产生大量的热量和气体。

下面是N2O4作为火箭推进剂的化学方程式:N2O4 -> 2NO2 + ΔH这个方程式表示N2O4在燃烧过程中分解为两个亚硝酰基(NO2)分子,并释放出能量。

这个反应是一个放热反应,也就是说燃烧过程中产生的热量能够提供火箭推进力。

接下来,我们来了解一下N2O4的性质。

N2O4是一种无色液体,在常温常压下非常稳定。

它的分子结构是一个四边形,氮原子位于正方形的两个对角线上,氧原子位于另外两个对角线上。

N2O4的密度比空气大,可以被压缩成液体储存,这对于火箭发射来说非常重要。

此外,N2O4在低温下会转变为棕黄色或红色的固体,这是因为它会聚合形成两个分子结合在一起的二聚体(N2O4)2。

N2O4的制备方法比较简单。

一种常用的方法是通过在空气中加热硝酸钠(NaNO3)和硝酸钾(KNO3),生成氧化亚氮(NO)气体,然后将氧化亚氮和氧气(O2)在催化剂作用下通过火焰反应生成N2O4,并通过冷凝装置将其收集起来。

这种方法由于使用了硝酸钠和硝酸钾等常见材料,操作简单且成本较低,因此被广泛应用于实际生产中。

N2O4作为火箭推进剂具有许多优点。

首先,它的燃烧产物是二氧化氮(NO2),无毒无害,对环境污染较小。

其次,N2O4具有高燃烧热值和高推力,能够提供大量的推进力。

此外,N2O4的密度较大,能够被压缩成液体,减少了存储和运输的空间。

此外,N2O4还可以与其他燃料如液氢、煤油等混合使用,进一步提高火箭的性能。

N2O4作为火箭推进剂在航天事业中得到了广泛的应用。

火箭推进剂的发展史ppt课件

火箭推进剂的发展史ppt课件
第二节 反应热的计算
第2课时 火箭推进剂的发展史
素养目标
1、通过对不同时期使用的火箭推进剂的分析,强化热化学反应方 程式的正确书写。能从键能及物质能量的角度认识化学反应中能量 变化的本质,并能根据化学键键能计算反应热或已知反应热求键能。 能够熟练运用盖斯定律解决热化学问题。
2、以火箭推进剂的变迁引发思考,提出燃料选择的问题,通过分 析、归纳解决化学反应热的相关问题,体会应用化学知识解决航空 科技中的实际问题。通过对火箭推进剂性能的讨论,建立综合分析 解决问题的思维模型,树立科学发展观。
课堂小结
练习与应用
某次发射火箭,用N2H4(肼)在NO2中燃烧,生成N2、液态H2O。 已知:
N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)
ΔH1=+67.2kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) ΔH2=-534kJ/mol
请写出发射火箭反应的热化学方程式。
解:
2N2H4(g)+ 2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l) △H3
反应Ⅰ: 2H₂O(l)+SO₂(g)+I₂(s)=2HI(aq)+H₂SO₄(aq) ΔH=-
151kJ/mol
反反应应ⅢⅡ: :2HI(aq)=H₂(g)+I₂(s)
ΔH=+110kJ/mol
思考与讨论
资料:液氢效率高,但存在很多安全问题和技术 问题;肼类物质的毒性是一大弊端。
而液氧、甲烷火箭发动性能好、比冲高、资源 丰富、成本低、无毒、无污染、使用维护方便, 代表了航天动力技术发展的方向。
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

长征五号运载火箭推进剂化学式

长征五号运载火箭推进剂化学式

长征五号运载火箭是中国载人航天工程的重要组成部分,它是我国第一种使用液氢、液氧作为推进剂的大型运载火箭。

推进剂是火箭发动机的重要组成部分,它是产生推力的主要原料,因此推进剂的化学式对于火箭的性能和性质具有重要影响。

长征五号运载火箭的液氢推进剂的化学式是H2,液氢是高能燃料之一,具有高比冲、高火焰温度和高推力等特点。

液氢燃烧的化学反应方程式为: 2H2 + O2→2H2O 液氢燃烧产生的终产物是水,因此燃烧后不会产生不利于环境的废气和固体残留物。

长征五号运载火箭的液氧推进剂的化学式是O2,液氧也是高能燃料之一,具有高比冲、高推力和高燃烧速度等特点。

液氧燃烧的化学反应方程式为:2O2 →2O + 辐射O + O2 → O3 O3 + O2 → 2O2 液氧燃烧产生氧原子和臭氧等活性物质,活性物质的存在会对火箭发动机内部的材料和结构造成腐蚀和损害,因此火箭发动机的设计和制造需要考虑防腐蚀和防损害措施。

长征五号运载火箭的推进剂是液氢和液氧的混合物,液氢与液氧的混合比例为1:5。

液氢和液氧的混合燃烧产生的气体是水蒸气,没有固体残留物和有害气体的产生。

液氢和液氧是非常纯净的燃料和氧化剂,其主要制备方式是通过气体的气体液化技术得到。

液氢和液氧的液化过程需要使用低温和高压,因此在生产和储存过程中需要特殊的设备和工艺。

液氢和液氧的储存过程需要考虑低温和高压的要求,以及安全性和稳定性。

液氢需要通过高效制冷系统来保持低温,液氧需要通过一系列的防火和防爆措施来确保其安全性。

同时,液氢和液氧的污染和杂质对于火箭发动机性能的影响也需要引起重视。

总之,长征五号运载火箭的液氢和液氧推进剂化学式分别为H2和O2。

液氢和液氧具有高能、高效、环保等优点,但在生产、储存和使用过程中也存在一系列的工艺和安全技术要求,这些也是我国载人航天工程和航天事业的发展壮大所面临的挑战。

火箭推进剂技术的发展现状及趋势

火箭推进剂技术的发展现状及趋势

火箭推进剂技术的发展现状及趋势随着科技的进步和人类对探索外层空间的渴望,火箭推进剂技术作为航天领域的核心技术之一,一直备受关注。

本文将探讨火箭推进剂技术的发展现状以及未来的趋势。

一、火箭推进剂技术的发展现状1. 传统推进剂技术传统火箭推进剂技术主要依赖化学能源,如固体火箭推进剂和液体火箭推进剂。

固体火箭推进剂由氧化剂和燃料混合而成,可以存储在火箭中,并在点火时燃烧产生大量热能和气体推力。

液体火箭推进剂则是通过将液体氧化剂和燃料储存在火箭中,点火后通过喷射喷管中混合燃烧产生推力。

2. 新型推进剂技术新型推进剂技术是指相对于传统推进剂而言的创新技术,其目的是提高推进剂的性能和可持续性。

例如,高能量密度推进剂,如氢氧推进剂,可以提供更高的燃烧效率和推力比,并减少对地球环境的污染。

与此同时,新型推进剂技术还包括利用非化学能源的推进剂,如核能推进剂和电力推进剂,它们的出现使得火箭技术的应用范围更加广泛。

二、火箭推进剂技术的发展趋势1. 提高推进剂性能未来火箭推进剂技术的一个主要趋势是提高推进剂的性能,使其能够更有效地将火箭送入太空。

需要提高推进剂的比冲和密度,以实现更高的速度和负载能力。

此外,还需要提高推进剂的燃烧效率和可控性,以提供更稳定和精确的推力。

2. 环境友好型推进剂的研发传统推进剂往往会产生一定的污染物,对环境造成不可忽视的影响。

因此,未来的趋势是开发更环境友好的推进剂。

例如,氢氧推进剂不会产生二氧化碳等温室气体和大气污染物,是一种可持续发展的选择。

此外,电力推进剂也是一个潜力巨大的领域,其使用可再生能源作为动力源,减少对自然资源的消耗。

3. 推进剂的自主研发能力火箭推进剂的自主研发能力是航天技术发展的重要组成部分。

随着国家对航天事业的重视和投资的增加,国内的科研机构将有更多的资源和机会进行推进剂技术的研究与创新,提高自主创新和核心技术的能力。

4. 研究新型推进剂技术除了传统推进剂技术的发展,未来也需要研究和探索新型推进剂技术。

火箭推进剂的组成与反应机理

火箭推进剂的组成与反应机理

火箭推进剂的组成与反应机理随着科技的发展,人类越来越能够探索宇宙,而火箭技术则是人类探险的必要手段之一。

火箭的推进剂是其能够完成太空探索任务的关键。

那么,火箭推进剂的组成是什么,如何发生反应呢?下面就让我们详细了解一下。

1. 火箭推进剂的组成一般来说,火箭推进剂主要由燃料和氧化剂两部分组成。

其中燃料一般为液体或固体物质,而氧化剂则是一种化学物质,用于补充燃料燃烧所需要的氧气。

在液体火箭中,燃料和氧化剂都是储存在燃料箱和氧化剂箱中,通过管道输送到火箭发动机中。

而在固体火箭中,固体燃料和氧化剂则已经混合在一起,形成一个所谓的燃料颗粒。

不同类型的火箭推进剂主要的差异在于所使用的燃料和氧化剂不同。

例如,常见的液体火箭燃料有液氢、液氧、甲烷等,而氧化剂则主要为液氧。

2. 燃料与氧化剂之间的反应机理当燃料和氧化剂混合在一起之后,就可以开始发生燃烧反应。

这种反应主要有两种类型:超音速燃焰和亚音速燃焰。

超音速燃焰主要发生在高速爆轰燃烧的情况下。

在这种情况下,燃料和氧化剂之间的反应速率非常快,甚至超过了音速,因此会产生一个膨胀波并放出能量。

这就是高速爆轰燃烧所需要的前提。

而亚音速燃焰则发生在缓慢燃烧的情况下,它的反应速率则低于音速。

这种燃烧过程比较稳定,适合于长时间的稳定燃烧。

无论是哪种类型的反应,其本质都是由典型的氧化还原反应构成的。

具体来说,当燃料和氧化剂混合后,经过一系列反应,形成了一些高能的化学键,这些键随后通过产生高温和高压来释放出来,从而推动火箭发动机。

在燃烧过程中,燃料和氧化剂之间发生的是氧化还原反应。

以甲烷和液氧为例,它们之间反应的化学方程式如下:C H4 + 2O2 → CO2 + 2H2O在这个反应式中,液氧是氧化剂,甲烷则是燃料。

将它们混合在一起后,通过燃烧得到了气体的CO2和H2O。

总结火箭推进剂是宇宙探索的重要手段之一。

其主要由燃料和氧化剂组成,通过燃烧得到高能的化学键,从而推动火箭发动机前进。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

火箭推进剂ROCKET PROPULSION姓名:***学号:**********序号:138所在院系:求是学院姓名:陆元超学号:3120100714 序号: 138 所在院系:求是学院摘要:火箭是由中国人发明的,中国是古代火箭的故乡。

由中国古代科学家最早运用火药燃气反作用力原理创制的火箭,在当代科学精英的手中发展成为运载飞船升空的大力神,这是我们每个炎黄子孙都引以为自豪的辉煌成就。

火箭(rocket)是以热气流高速向后喷出,利用产生的反作用力向前运动的喷气推进装置。

它自身携带燃烧剂与氧化剂,不依赖空气中的氧助燃,既可在大气中,又可在外层空间飞行。

现代火箭可作为快速远距离运输工具,可以用来发射卫星和投送武器战斗部(弹头),也可以用来推动飞机。

作为现代战争和航天的最主要的工具与武器的之一,研究火箭就等于研究增强国家综合国力的方法。

同时研究火箭的关键之一——火箭推进剂也就在其中起着无法比拟的重要作用。

因此对火箭推进剂的研究就是及其关键的了。

当然火箭推进剂的研究也起着是火箭打击精度提高以及提高火箭的飞行速度和飞行里程。

1.火箭推进剂的介绍● 1.1火箭推进剂的概念:又称“火箭燃料”或“火箭发射药”。

是用来给火箭提供动力、为火箭或导弹提供燃料、通常情况是化学物质的高能可燃性物质。

● 1.2火箭推进剂的原理与组成:火箭推进剂一般以某种形式大量存储在推进剂容器里,反应过后的大量气体产物被用来从火箭发动机以流体喷射物的形式射出,依据牛顿第三定律为物理原理,以产生推力作为推进。

燃料推进剂往往与氧化剂推进剂燃烧产生大量非常热的气体。

这些气体膨胀并从喷嘴喷出,不断加速,从火箭底部冲出产生推力直到火箭达到极高的速度。

例如肼的燃烧:N2H4+O2=N2+2H2O,产物都是气体。

有时推进剂不会燃烧,但可以从外部加热都达到更好的效果。

对于较小的推进器,使用压缩气体通过推进喷嘴喷出以推动飞船。

推进剂的主要组成分为氧化剂和燃烧剂,其中还有催化剂和纯化剂。

当然随着科技的进步也出现了一些特殊的推进剂。

例如,离子推进剂,核能推进剂。

1.3火箭推进剂的分类(包括优缺点):按照物理形态:有液体推进剂,固体推进剂和混合型推进剂。

还有一些比如惰性推进剂,离子推进剂也用于火箭上。

按化学性质分有无机推进剂,有机推进剂。

这里只从物理形态进行讨论。

1.3.1液体推进剂:液体推进剂的燃料和氧化剂都是液态的保存在火箭的燃料箱中的。

可分为单元和二元两类。

单元推进剂可以是一种液体物质,也可以是一种互相溶解的多成分液体混合物;二元推进剂包括液体氧化剂和液体可燃物,它们在燃烧前分开贮备。

优点:比冲较高(比冲是指单位重量推进剂所产生的总冲量,以I tp=IW p,其中Wp——燃烧掉的推进剂质量),工作时间较长,发动机可重复使用,成本低廉,精度高;缺点:发射前要加注,通常情况都有剧毒,设备复杂。

1.3.2固体推进剂:固体推进剂由9油灰或橡胶状的可燃材料构成,是燃料和氧化剂的混合体。

当然,固体推进剂有很多种,例如:双基推进剂(由高分子炸药和爆炸性溶剂,再混入少量附加物溶解塑化而制成的)、复合推进剂(由充分粉碎的无机氧化剂,和被用作燃料的高分子胶粘剂均匀包覆,并加少量附加物而组成聚集态为异相)、复合双基推进剂(介于双基和复合中间类型的火药)。

优点:结构简单,操作简便,工作可靠,成本较低,使用安全,旋转稳定;缺点:比冲较低,推力向量不易控制,工作时间短,稳定燃烧的临界压力高等。

1.3.3混合型推进剂:此种火箭推进剂中既有固体推进剂,又有液体推进剂,是一种为了弥补对方缺点而加大优势互补的推进剂。

其中,是用固体的燃料而用液体的氧化剂(此类暂时使用较少,但其中的过氯酸铵加铍和液氧有发展前途)。

1.3.4惰性推进剂:此类推进剂来自非化学能源或来自外部的能源。

例如太阳能,空气,水等。

这种推进剂节能环保,但同时性能较低。

1.3.5离子推进剂:其原理是将气体电离,然后用电力场将带电的粒子加速喷出,以其反作用力推动火箭。

这种推进剂最为经济,比冲远大于其他类型的推进剂,但也有缺点它的推力很小,需要长时间加速,只能在真空环境下。

● 1.4火箭推进剂的特点:高的热值以获得高的比推力,低的燃烧产物分子量,高的单位体积燃烧热以减小火箭尺寸,高的燃烧产物比热,燃烧产物应处于气态以保证热能有效地转化为动能,高的自燃温度以防意外着火,化学和物理的稳定性高,足够的对机械冲击的稳定性,不易突然爆炸。

;⑨经济成本低、原料来源丰富;⑩若为固体推进剂,还应有良好的力学性质,有较大的抗拉强度和延伸率● 1.5火箭推进剂的现状:在当今的种种推进剂系统中,只有少数具有高性能的特征的。

其中,液体推进剂主要是硝基类氧化剂(四氧化二氮,红发烟硝酸)和肼类燃烧剂(偏二甲肼,混肼):例如:混肼-50(类似煤油)作燃烧剂,四氧化氮作氧化剂(这也是当今最普遍的液体推进剂),液氢做燃料,液氧做氧化剂。

这种组合是当前最有潜力的组合(但由于储存问题不能大量使用)。

固体推进剂主要向高能化方向研究,例如:高能量密度材料,超高能量密度复合材料。

同时,也向金属燃烧剂(例如:硼,铝,三氢化铝等)和含能粘合剂体系(例如含能粘合剂,含能增塑剂)方向研究。

2.火箭推进剂的起源与发展● 2.1起初的火箭推进剂:20世纪初前,最早的火箭推进剂是固体推进剂,即黑药。

黑药是木炭,硫磺和硝酸钾的混合物。

这种组合从开始以来很少有所改变。

最初是粉末状的,后来变为粒状。

1930年后,英、德两国将此类双基火药挤压成管。

1926年第一枚使用液氧和煤油二元推进剂的液体火箭发射成功。

● 2.2火箭推进剂的发展:在发展过程中由于各自的特点导致液体推进剂主要用于运载火箭,而固体推进剂主要用于战略火箭。

2.2.1运载火箭:50年代,苏联发射第一个人造地球卫星,仍使用液氧和煤油。

60年代的阿波罗土星计划,这些大推力火箭有些使用液氧、液氢、四氧化二氮和混肼的液体推进剂。

70年代后,使用液体推进剂发射各种类型的空间飞行器,并把单元推进剂用于空间姿态控制。

1984年,我国的长征三号采用液氧/液氢推进剂系统。

2.2.2战略火箭:固体推进剂:二战期间M-13火箭筒成功采用了双基推进剂,同时,美国研究成功了由过氯酸钾和沥青组成的固体复合推进剂,极大推动了固体火箭的发展。

中国也于1958年制造了复合双基推进剂,主要组分是硝化棉、硝化甘油、过氯酸铵和铝粉等。

50年代,创用高分子聚氨酯等和1962年创用端羟基聚丁二烯,制成固体推进剂。

20世纪80年代以后,产生了系列高能物质,包括粘合剂,氧化剂,增塑剂和添加剂等。

近年来,固体推进剂主要向高能化方向研制。

液体推进剂::在1942年V-2火箭使用液氧和酒精二元推进剂。

70年代后,使用液体推进剂装备远射程大弹头的战略导弹3.火箭推进剂在现代军事和航天上的应用●军事:军事战略火箭现在国际上通常情况下会用高能固体推进剂发射。

●航空:在发射运载火箭时通常会使用多级火箭的方法,因此,从各方面考虑一般会使用固体推进剂作为一级火箭的燃料,而二、三级火箭通常不使用固体推进剂,只是用液体推进剂。

还有宇宙飞船中用的燃料也通常用液体推进剂。

4.中国的运载火箭推进剂的发展历程及未来发展发展历程:我国自从1955年钱学森归国就开始研究火箭及火箭推进剂。

1970年,长征一号使用了硝酸-27s+偏二甲肼的液体推进剂;1971年长征一号D使用了硝酸-27s+偏二甲肼;四氧化二氮+偏二甲肼的液体推进剂;1974~1999年长征二号系列、1972年风暴一号和长征四号系列火箭使用了四氧化二氮+偏二甲肼的液体推进剂;1984~2008年长征三号系列使用了四氧化二氮+偏二甲肼;液氧+液氢的液体推进剂。

未来发展:在开发中的长征五号火箭液氧+煤油;液氧+液氢的液体推进剂;在开发中的长征六、七号将用液氧+煤油液体推进剂为燃料;以及正在论证中的长征九、十一号将用液氧+煤油作为燃料。

长征火箭系列5.常用的火箭推进剂5.1液体推进剂:(1)燃烧效率很高多用于航天飞机及运载火箭末级昂贵、不易储存的液氢(燃料)液氧(氧化剂)。

(2)燃烧效率一般多用于中型火箭价格适中、较易储存的肼-50(燃料)四氧化二氮(氧化剂)。

(3)燃烧效率一般多用于火箭第一级价格适中、不易储存的RP-1高精炼煤油(燃料)液氧(氧化剂)。

(4)燃烧效率一般自燃、多用于卫星价格相对便宜、腐蚀性极强的肼(燃料)四氧化二氮(氧化剂)。

(5)过氧化氢(H2O2)是一种主要用来提供氧化剂及助燃剂的液体材料,由于产物是水(H2O)非常绿色环保。

5.2固体推进剂:双基/AP/HMX/AL、聚氯乙烯/AP、聚氯乙烯/AP/AL、聚硫橡胶/AP、聚硫橡胶/AP/AL、聚氨酯/AP/AL、PBAN/AP/AL、PBAA/AP/AL、HMX/AP/AL (其中AP指的是一种含氧量较高的高氯酸胺又叫过氯酸胺、AL指的是铝、PBAN 指的是聚丁二烯-丙烯腈、PBAA指的是聚丁二烯丙烯酸共聚物推进剂、HMX指的是奥克托金)。

6.结论与前景6.1结论:在对火箭推进剂研究中,实际上就是国家间的最强武器和未来战略之间的博弈。

无论从过去和当下的经验看来这无疑都是成立的。

实际上火箭推进剂就是火箭的核心,人们在研究火箭推进剂就是研究火箭。

研究如何提高火箭的打击精度、打击范围、飞行速度以及实用性和降低火箭的负载、成本。

同时,考虑到材料的可用性以及丰富度。

6.2前景:在未来的战场将主要是在太空,而想进入太空首先要有火箭,这也决定了火箭推进剂在未来的巨大作用。

如果研究出好的火箭推进剂等于研究出好的、高性能的火箭,从而拿到在太空战场上的主导权,也就占尽优势,获得最大的利益。

因此火箭推进剂的前景是非常好的!然而从现在火箭推进剂发展的趋势来看,主要有以下几个研究的热点。

1、液氢液氧:这种推进剂具有很高的比冲且燃烧产物清洁无污染。

但目前主要在其储存方面和制备方面存在问题。

我们相信未来定有新的高效储存方法以及类似太阳能发制备。

2、离子推进剂:此种推进剂推力小,但相信为阿里肯定能大放异彩。

3、自由基:这在现在只是一种猜想,若能够研制出来将会大大加快火箭的速度和降低火箭的成本。

在研制中要考虑产生自由基的方法,自由基浓缩的程度,用和方法保存很久,自由基如何按可控速度和有效方式安全化合等问题。

4、原子核推进:这种推进剂是建立在核聚变和核裂变基础上的,就是将原子核的能量利用起来。

效率高且技术成熟后花费低。

在研制过程中要考虑核炉和反应的控制等问题。

5、高能固体复合推进剂:这种推进剂也是研究的热点。

6、光子推进:这是一种从理论上现在成立的推进剂,此类推进剂效率极高、工作流体以光速排出。

参考文献(1)周汉权《单组元液体火箭发动机设计和研究》航天科技图书出版社(2)董师颜孙思诚张兆良徐万赋《固体火箭发动机原理》中国科学出版社(3)张斌毛根旺王赫王天宝刘超高能复合固体推进剂的研究进展《材料导报:综述篇》 2009年4月(上)第23卷第4期(4)王恒生张国军程艳婷杨振华固体推进剂中新型含能材料研究进展《华工科技》 2012,20(1):76—80 SCIENCE﹠TECHNOLOGY IN CHEMICAL INDUSTRY(5)F.A.华伦《火箭推进剂》国防科技出版社(6)(美国)B.克特(美国)D.S.埃佛雷德张清译《火箭推进剂手册》国防工业出版社(7)中国科学技术情报研究所《火箭推进剂讲话》化学工业出版社(8)(苏联)A.B.谢列金光华译《液体火箭推进剂》国防工业出版社(9)研究生:万方导师:谭玉山、王裕文复合固体火箭推进剂燃面层温度场测试及其热辐射的红外研究西安交通大学硕士学位论文(10)M.E.列兹尼科夫著周静方译航空和火箭燃料及润滑材料中国工业出版社。

相关文档
最新文档