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目前常见的「火箭燃料」有哪几种,各类燃料的优劣有哪些?

2024-07-17 19:57 发布

探索火箭燃料的秘密:各类燃料的性能与优缺点

在航天技术的飞速发展中,各类火箭燃料扮演着关键的角色。液体火箭发动机作为主流选择,通常采用双组元结构,由还原剂和氧化剂组成。如液氢液氧发动机,凭借其极高的真空比冲,如455s(真空)和390s(标准大气压),被誉为性能之王。然而,它也面临着存储条件苛刻和体积庞大的挑战,如长征5号(昵称“胖五”)就是典型例子。

液氧煤油是另一种常见的燃料,性价比高,但性能相比液氢液氧略逊一筹,其真空比冲通常在360s左右。尽管它比重高,存储条件较好,但煤油的积碳问题可能影响重复使用。猎鹰9号就采用了煤油作为动力源,如安加拉和质子火箭系列。

四氧化二氮+偏二甲肼组合的火箭,如长征2F,曾是近地轨道运载能力的强大武器,但随着新型火箭的出现,它们的使用已相对减少。而将这种火箭与氢氧发动机结合,如长征3号B,可以显著提升高轨运力。

液氧甲烷作为液氧煤油的升级版,解决了积碳问题和存储条件,目前虽未实现商业化,但被视为未来发展趋势。SpaceX等公司正在积极探索这一领域。

尽管液氢液氟和液氢液氟+锂等三组元推进剂具有极高的比冲,但它们的设计复杂性、成本及安全性问题限制了其实际应用。例如,液氢液氟的515s真空比冲令人咋舌,但其高昂的成本和技术挑战使得实际应用遥不可及。

综上,每种火箭燃料都有其独特的优势和限制,工程师们在选择时需权衡性能、成本、可操作性和安全性等因素。随着技术的不断进步,我们期待更多的创新燃料能推动航天事业的突破。

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