推力达吨级!
我国载人登月火箭主发动机试车连续成功!
自我国宣布将在年前实现国人登月,先是登月初步方案公布,这次登月的火箭又传来了好消息。
不得不说,我国的载人登月计划更是令人期待了。
那么,这次登月火箭带来了哪些好消息呢?
据我国航天局消息,7月22日下午,我国载人登月火箭主发动机在航天科技集团六院凤州实验区试车,本次试车验证了发动机飞行任务剖面,为发动机技术状态固化、产品技术基线确立、可靠性提升提供了有力支撑。
而且此次试车的发动机采用先进的液氧煤油作为燃料,由现役长征五号等新一代运载火箭使用的大推力液氧煤油发动机改进迭代而来,推力达到吨级。
长征十号运载火箭的奔月轨道运载能力能达到27吨,是长征五号运载火箭的三倍左右!
好家伙,这真是一个好消息啊!
而且最近朱雀二号遥二运载火箭也是成功发射,成为了世界上首枚入轨的液氧甲烷火箭。
我国航天领域最近真可谓是喜事连连啊。
说到这里,可能有人也注意到了,这两次火箭发射的燃料不同。
其实我们都知道,火箭发动机燃料有固体燃料和液体燃料。
而对于液氧煤油和液氧甲烷,一个是传统燃料,一个是新型燃料,甲烷到底是怎么蜕变成火箭发动机燃料的?
甲烷蜕变
其实说到甲烷,我们都知道天然气中的主要成分就是它。
随着天然气逐渐普及,天然气在能源交易占比也越来越大:年,受限于液化技术等,全球天然气贸易量仅有30亿立方米;到了年,这个数字已经超过1万亿立方米。
而且天然气,具有燃烧效率高、环保、成本低、易制取等优点,其中作为主要成分的甲烷,就引起了火箭发动机科研人员的注意。
那么用甲烷作为火箭燃料到底行不行?
其实,一些优质的天然气经过液化处理后,都不必进行额外提纯,就可以直接作为火箭发动机的燃料使用。
而且用甲烷作为火箭发动机燃料,也不是现在才开始的。
作为德国火箭先驱,约翰内斯·温克勒在早在年3月就主持发射了人类第一枚液氧甲烷火箭——“休克尔-温克勒一号”,但是可惜的是该火箭只飞到了约60米高度。
之后直到20世纪60年代,美国航天企业才开始进行含甲烷火箭燃料实用化的早期探索。
而我国也紧随其后,在20世纪80年代,也开展了含甲烷火箭燃料发动机的预究工作。
而且我们先后进行了甲烷、丙烷的电传热试验和推力室点火试验,取得了初步成果,众多航天动力研究单位积累了大量研究成果和经验,为液氧甲烷发动机飞天打下了坚实基础。
直到21世纪20年代,经历长时间的技术沉淀后,液氧甲烷发动机终于抵达实用化阶段的“门槛”。
之后就到前不久,我国蓝箭航天自主研发的新型液氧甲烷火箭——朱雀二号遥二运载火箭,在我国酒泉卫星发射中心发射升空,成为全球首枚入轨的液氧甲烷火箭。
那么,液氧甲烷作为火箭燃料有哪些优势呢?
推进剂性能:对比液氧煤油各有优劣。
在密度上,相同设计条件下,液氧甲烷的组合密度比液氧煤油低20%左右,意味着液态甲烷的能量密度不如液氧煤油。
而在比冲上,甲烷的理论比冲值比煤油略高3%,但比冲很容易受到诸如发动机循环方式等因素影响,因此煤油与甲烷的比冲可以说是基本相同的。
在冷却效果上,甲烷综合冷却能力是煤油的3倍以上,并且作为含碳燃料,不易结焦积碳。
发动机维护性:如今可回收复用火箭成为大势所趋,所以液态甲烷燃料更有优势,像是液氧煤油,在返回后,还得清洗,而液态甲烷为强挥发性燃料,所以大大减轻了后期维护工作。
火箭储箱等结构设计:液氧作为氧化剂,沸点约为零下摄氏度,甲烷作为还原剂,沸点约为零下摄氏度,两者较为接近,远远不像液氧和液氢那样沸点温差悬殊。
因此,选择清洁燃料时,液氧甲烷火箭便于使用低温推进剂共底储箱,从而有效降低储箱重量,缩短长度,促使火箭箭体减重,增强运载能力,还可以弥补在组合密度上的劣势。
而且甲烷的可挥发性强,因此储箱可以采用自生增压设计,进一步助力高效减重。
所以,根据这些优势,我们就可以看出,液氧甲烷是非常适合可回收复用火箭技术的发展潮流。
其不仅是作为火箭燃料,还是作为人们日常使用能源,更是说明了我们的生活与我国航天事业息息相关。
而且,不只甲烷这种日常使用的能源可以用于航天,航天领域的东西也可以用于大众。
为什么这么说呢?
我们从太空食品就可以看出。
太空食品
年,作为太空食品的太空方便餐被列入我国战略性新兴产业目录,年被推向大众。
那么为什么要将其推向大众呢?
其实和甲烷燃料一样,都是其本身具有一定优势。
作为太空这种特殊领域使用的食品,很多人对其印象可能就停留在和压缩饼干差不多。
其实两者看似一样,其中可是大不相同。
就拿其所含能量来说吧,我们人体每日摄入能量不能超过KJ,否则就会导致肥胖等问题。
对此,太空方便餐则是精准调整所含能量,将每日摄入的能量值控制在标准之内。
就像液氧甲烷燃料一样,甲烷燃料是促使火箭箭体减重,增强运载能力,还可以弥补在组合密度上的劣势。
而太空方便餐不仅为人体减轻过多能量造成的负担,避免肥胖问题,还弥补了能量摄入不足的缺口,帮助人体营养均衡。
就这,还不用说其能量持久、方便携带等优点。
所以,就是因为这些优势,太空方便餐才会被大众所接受。
不仅在媒体上我们能看到它,在我们爬山、露营、钓鱼这种社会活动中也能看见它的身影。
其实这就和甲烷一样,太空方便餐既能够作为大众生活食品,也能够作为航天领域食品。
两者都能在不同的领域发挥自身价值,为了我国的发展做出贡献。
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