長征五號火箭成功發射,提供90%推力的液氫和液氧,究竟是什麼燃料

能源評論 發佈 2019-12-30T10:58:13+00:00

12月27日,長征五號遙三運載火箭(簡稱長五)在文昌發射基地發射成功。長五是一款低溫大型運載火箭,近地軌道的運載能力達25噸,是我國現役最強的火箭。

12月27日,長征五號遙三運載火箭(簡稱長五)在文昌發射基地發射成功。長五是一款低溫大型運載火箭,近地軌道的運載能力達25噸,是我國現役最強的火箭。

根據中國航天科技集團有限公司第六研究院介紹,長征五號遙三運載火箭共有30台發動機,包括8台120噸級液氧煤油發動機、2台50噸級氫氧發動機、2台9噸級膨脹循環發動機,18台作為輔助動力的姿控發動機。

其中,一級火箭助推器使用的是8台120噸級液氧煤油發動機,也就是說,液氧煤油是火箭起飛時提供了90%推力的重要燃料,也成為這次發射成功的重要保障。

火箭燃料,專業叫法是「火箭推進劑」。回顧中國運載火箭的發展之路,從1970年長征一號運載火箭發射至今,長征系列火箭實現了從常溫推進到低溫推進、從串聯到捆綁、從一箭單星到一箭多星的發展,在這背後,燃料的發展不可或缺。

我國火箭燃料從20世紀50年代開始起步,1970年發射的長征一號運載火箭,使用了硝酸-27s+偏二甲肼的液體推進劑;

1974~1999年長征二號系列、1972年風暴一號和長征四號系列火箭,使用了四氧化二氮+偏二甲肼的液體推進劑;

1984~2008年長征三號系列火箭,使用了四氧化二氮+偏二甲肼;液氧+液氫的液體推進劑;

在長征五號火箭中,採用的是液氧+煤油;液氧+液氫的液體推進劑。

不難看出,液氫和液氧已經成為當前火箭燃料主流。它們的優勢在於,燃燒效率很高,燃燒產物是水,所以無毒無腐蝕。但它們的劣勢則在於儲存,特別是液氫的存儲。

液氫的沸點是-252攝氏度,與環境溫差極大,這對容器的絕熱要求很高。在大量、遠距離的儲運中,採用低溫液態的方式才可能體現出優勢。但有業內人士指出,火箭液氫管罐不能完全封閉,如果過於封閉,一旦溫度上升,低溫液體會不斷蒸發成氣體會導致內部壓力過大而爆炸。因此,液氫的儲存問題,將是未來火箭推進劑的技術攻關重點之一。


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