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火箭燃料燃烧的化学方程式,火箭燃料这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
1、火箭燃料 随着火箭时代的来临,液化气体的位置一下就提升到新的吸引人的高度。
2、火箭需要极端快速的化学反应来产生巨大的能量,最方便的燃料形式就是液态的易燃混合物,例如酒精或煤油和液态氧。
3、氧或某种可取代氧的氧化剂,必须在任何情况下皆能被火箭携带,因为当火箭一离开大气层时,就再也得不到天然氧气的供给了。
4、而且携带的氧必须是液态,这是因为液态比气态密度大,而且液态氧压人燃料槽的量比气态的多。
5、于是液态氧已成为火箭上十分重要的东西。
6、 燃料和氧化剂混合物的效率由比冲量来量度。
7、比冲量就是火箭发动机的推力(公斤力)与其喷出质点每秒重量流量(公斤/秒)的比值。
8、对于煤油和氧的混合物,其比冲量等于242。
9、因为火箭可携带的有效负载取决于比冲量,所以人们渴望寻找最佳燃料组成。
10、从这一观点看,最佳液态燃料是液态氢。
11、与液态氧混合,它可以产生大约等于350的比冲量。
12、如果液态臭氧或液态氟用以代替氧,那么比冲量可提高到大约370。
13、 某些轻金属,例如锂、硼、镁、铝,尤其是铍,它们与氧结合,可释放出比氢更多的能量。
14、但是,其中一些金属是稀少的,并在燃烧时都包含有技术的困难——冒烟、氧化物沉积等等。
15、 还有起自身氧化剂作用的固态燃料(像火药是第一种火箭推进燃料,但更加有效)。
16、因为它们不需要分开供应氧化剂,而仅需要由一种推进燃料来组成,这种燃料称为单推进燃料。
17、还需要氧化剂的燃料是双推进燃料。
18、革推进燃料容易储存与掌握,燃烧快速但可控制。
19、主要困难可能在于如何发展单推进燃料,使其比冲量接近双推进燃料。
20、 另一种可能就是使用朗缪尔在他的喷灯中用过的原子氢;已经计算出氢原子再结合成分子所放出的能量,可使火箭发动机产生超过1300的比冲量。
21、主要的问题是如何储存原子氢,到目前最有可能的希望似乎是在氢的自由原子形成之后,马上给予极快速、极彻底的冷却。
22、美国国家标准局的研究似乎指出,如果在极低温度下,把自由氢原子俘获在固态物质——比方冻结的氧或氩中,那样最好保存。
23、比方说,如果我们一推按钮,就能让冻结的气体开始变热而蒸发,那么氢原子会释放出来重新结合。
24、即使这类固体所能囚锢的自由氢原子仅占其重量的10%,这种燃料也将比现在我们所有的任何一种燃料都好。
25、但是,温度当然必须确实很低——远比液态氢的温度低。
26、这些固体需要保持在一272℃左右,仅仅比绝对零度高1度。
27、 在另一方面,完全存在着驱动离子向后的可能性(而不是燃烧燃料的排出气体)。
28、微小质量的单个离子将产生极小的冲量,但可持续很长时期。
29、借助化学燃料的强烈而短寿命的力先将飞船送入轨道,然后在实质上并无摩擦力的空间介质中,飞船在离子长时期冲击的推动下。
30、缓慢加速到近于光速的速度。
31、研究这种离子驱动最好的物质是铯,它很容易失掉电子而形成铯离子。
32、于是可以设置一个电场来加速铯离子并射出火箭喷口。
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