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化學火箭,液體火箭的燃料有哪些

  • 化學
  • 2024-07-08

化學火箭?1、化學火箭發動機 化學火箭發動機利用推進劑的化學能,在燃燒室中進行化學反應,產生高溫、高壓燃氣,高速氣流向后噴出,產生反作用推力,由燃燒室、噴管以及液體推進劑供應系統或固體推進劑裝藥組成。所用的推進劑包括燃燒劑和氧化劑,它們既是能源又是工質。2、那么,化學火箭?一起來了解一下吧。

光子火箭

目前所用的化學火箭,其燃料分為固體燃料和液體燃料兩大類。

固體燃料的鼻祖就是中國的火藥——黑火藥,或簡稱BP

看得菊花發緊

固體燃料的發展歷程是伴隨著化學工業發展歷程而進行的。其中過程相當復雜,限于篇幅不在此贅述。但總的方向是:不斷提高比沖(采用更高能的燃燒劑和氧化劑);提高工藝性和穩定性(使燃料做成的藥柱具有容易成型、更佳的密封性、更好的環境因素耐受性和壽命等);以及更低的成本。采用固體燃料的火箭結構見下圖

典型結構

固體助推器的分段藥柱結構

至于液體燃料,坦白來說它本身并沒有發生過什么革命性的進步。在馮 布勞恩的時代,人們就知道液氫+液氧可以獲得最高的比沖,但當時的結構材料無法滿足液氫的貯存溫度和強度要求,而且也不夠輕(液氫的密度很低,結構重量太大的話會抵消其比沖優勢)。

而液氧煤油作為低成本+無毒的火箭液體燃料方案,在二戰末期就已經進入實用狀態,此后的發展不過是火箭結構包括發動機本身性能的不斷進步而已。

美國航天飛機的方案很極端。它的固體助推器采用過的是高氯酸銨(氧化劑,占69.6% 質量),鋁(燃料,16%),鐵氧化物(催化劑,0.4%),聚合物(如PBAN和HTPB,作粘合劑,次級燃料,12.04%),環氧樹脂(固化劑,1.96%)組成。

自制小火箭可以飛

固體火箭發動機的燃料是固體推進劑。

固體火箭發動機屬于化學火箭發動機,用固態物質(能源和工質)作為推進劑。固體推進劑點燃后在燃燒室中燃燒,產生高溫高壓的燃氣,即把化學能轉化為熱能;燃氣經噴管膨脹加速,熱能轉化為動能,以極高的速度從噴管排出從而產生推力推動火箭或導彈向前飛行。

固體推進劑由油灰或橡膠狀的可燃材料構成,是燃料和氧化劑的混合體。固體火箭的箭體與液體火箭的箭體差別不大,但內部沒有推進劑儲存箱,而是把整個火箭體的內部從上到下裝滿固體推進劑。

擴展資料

固體火箭發動機的固體推進劑的進步點:

1、與液體推進劑相比,固體推進劑最大的優勢在于它可以在室溫下儲存。

2、使用固體推進劑的發動機不需要其它復雜的部件,而液體推進劑的發動機要求有專門的設備來控制液體注入燃燒室。

3、固體推進劑的燃燒不容易控制,在燃料沒有燒完的情況下,很難實現發動機的關閉,因此不具備多次點火的能力。早期的固體火箭基本都是一次燃燒,但隨著技術的發展,現在已經出現多次點火的固體火箭。

參考資料來源:百度百科-固體火箭發動機

百度百科-固體推進劑

化學小火箭

“固體燃料火箭”有兩種形式:一種是直接用特制火炸藥做燃料的(一旦點火就不可調控的),比如一般的火箭炮和肩射火箭、包括一些短程導彈之類,就是用這種火箭(最簡單的火箭)!

還有一種是固體燃料與液氧分開(可控固體燃料火箭),這種就比較高科技了!

化學火箭的安全性

火箭發動機專業的在讀本科生來給你解答嘍——下面的內容是我們教科書上的,我給你縮寫一下:

一. 雙基推進劑

以硝化纖維素作為基體,由硝化甘油作為溶劑將其溶解,塑化,形成均勻的膠體結構。其中:

1. 硝化纖維素 又稱硝化棉,學名纖維素硝酸酯,由棉纖維或木纖維在與硝酸“硝化”而成

2. 硝化纖維素 學名丙三醇三硝酸酯,由丙三醇(甘油)與硝酸“硝化”而成

3. 其它添加劑 助溶劑,增塑劑,化學安定劑,燃燒穩定劑和燃燒調速劑,工藝添加劑

二. 復合推進劑

由氧化劑,金屬燃料,和高分子粘結劑組成

1. 氧化劑最常用的是:過氯酸銨,其他的有過氯酸鉀、鈉、鋰,硝酸銨、鉀、鈉、鋰

2. 金屬燃料 最常用的是鋁,其他的有氫,碳,鋰,鈹,硼,鎂……

3. 粘結劑使氧化劑和金屬燃料等固體粒子粘結在一起成為彈性基體,并提供C,H等燃料元素。有聚氯乙烯,聚氨酯,聚丁二烯等

4. 固化劑 使上述的東西成為固體

5. 增塑劑 降低粘度,增加流動性,改善力學性能

說點題外話,固體燃料很危險的!!

剛做成時是可以流動的,趁機趕快澆注(即灌入火箭殼體內),然后燃料就固化,粘住了,和火箭連成一體了。

如果澆注有問題,比如留了氣泡,就要一點一點的把已經固化的燃料塊敲下來,掌握不好分寸就會爆炸的!!

真得很佩服那些在一線工作的工人師傅。

小火箭中醋和蘇打的比例

固體模型火箭發動機常用的三種推進劑:KNDX:硝酸鉀(KNO3)與葡萄糖(DX)的混合物;KNSU:硝酸鉀(KNO3)與蔗糖(SU)的混合物;KNSB:硝酸鉀(KNO3)與山梨醇(SB)的混合。

三種燃料均可使用熱熔法制作。

固體模型火箭發動機屬于化學火箭發動機,用固態物質作為推進劑。固體推進劑點然后在燃燒室里燃燒,產生高溫高壓的燃氣,把化學能轉化為熱能;燃氣經噴管膨脹加速,熱能轉為動能,以極高的速度從噴管排出從而產生升力推動模型火箭向前飛行。

注:模型火箭發動機制作過程比較危險,請做好必要防護措施。

擴展資料:

基本機構組成:推進劑藥柱,噴管,殼體以及燃氣通道

常用制作方法:重結晶法或熱熔法 (重結晶法熬制燃料優點較多,燃料顆粒的均勻程度高,燃速比也高)。

工具/原料

水,葡萄糖,白糖,硝酸鉀,酒精燈,蒸發皿,天平/電子稱

比例:dx:su:kno3=16:24:60

制作注意事項:

1、單一的推進劑或多或少都有一些缺點,比如KNSU可塑性較差(秘密增速配方5020膠水),而KNDX燃點比較低,所以SU:DX經常是6:4混合。這種配比能提高燃速,可塑性較強,制備也比較安全。

以上就是化學火箭的全部內容,電火箭已經在空間推進領域有所應用。后兩類發動機比沖遠高于化學火箭。化學火箭發動機主要由燃燒室和噴管組成,化學推進劑既是能源也是工質,它在燃燒室內將化學能轉化為熱能,生成高溫燃氣經噴管膨脹加速,將熱能轉化為氣流動能,以高速(1500~5000米/秒)從噴管排出,產生推力。

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