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  什么是推进剂?目前常用的推进剂有哪些?固体火箭与液体火箭有哪           
什么是推进剂?目前常用的推进剂有哪些?固体火箭与液体火箭有哪
作者:佚名 文章来源:不详 更新时间:2008-10-25 12:17:37

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要使物体由静止状态变为运动状态或使原来运动着的物体改变运动方向,就必须给予它推动力,而推动力是依*某些物质在推进装置内进行能量转换产生的,这些物质称为推进剂,换句话说凡是能使推进装置产生推动力的物质就是推进剂。

推进剂在能量转换过程中必须要有工质参与,即初始能源释放出来的能量必须被某种物质吸收才能作功,这种物质就是工质。根据工质的原始形式可以分成两种典型情况:一种是能源和工质是一体的,能源释放出来的能量传给自身反应的产物,例如化学推进剂;另一种是能源和工质是分开的,必须采用专门的工质来吸收能量,例如核推进剂。对于航天领域使用的火箭推进剂,按照其能量类型可分为化学能推进剂、核能推进剂、电能推进剂和太阳能推进剂。

化学能推进剂在发动机(推进装置)燃烧室内进行化学反应,即能量转换。反应的类型可分为燃烧、分解和复合三种。燃烧就是剧烈的氧化反应,是获得热量的最基本和最普遍的方法。反应时要有氧化和可燃两种化学元素参加。这些元素可以存在于组成推进剂的一种或多种物质中,其中主要包含或只含可燃的物质称为燃料或燃烧剂。而用来氧化燃料的物质,不管它是由或只由氧化元素组成,都称之为氧化剂。某些单一物质,在其分子生成时消耗热,分解时则放热。这类物质又称为单组元推进剂。目前常用的单组元推进剂是过氧化氢和肼。它们一般被用于飞行器的姿态控制。

核能推进剂在发生核转变时放出大量的热,核推进剂转变的产物质量很小,并有使周围环境污染的危险,所以不宜用作工质。它通常采用氢作工质,氢吸收热量后形成高温高速的喷气射流,从而产生推力。

电能推进剂有三种类型。第一种是工质被电阻或电弧加热,然后做热力学膨胀,通过喷管高速排出产生推力。第二种是工质(常用汞或铯)被离子化,经电场加速到非常高的速度并被排出产生推力。第三种是等离子体*电流和磁场之间的相互作用被加速并被高速排出。俄罗斯的SPT是用这种方式工作的最成功的推力器系列,它采用氙作为推进剂。电能推进剂的性能很高,如SPT—200试验样机的喷气速度高达19500米/秒,只是目前推力还比较小,只能达到0.01-1.0牛。这种推进剂主要用于航天器的姿态控制和轨道修正。

太阳能推进剂有两种形式。其一是将太阳能转换成电能,形成电能推进剂:其二是将太阳能转换成热能加热工质(如液氢)并高速排出,产生推力。目前两者均未达到实用水平。

在上述各类火箭推进剂中,化学能推进剂已经比较成熟,而其它几种推进剂或是技术尚未成熟或是使用范围有限。所以,目前被广泛采用的主要是化学能推进剂。它又可分为单组元、双组元和三组元的推进剂。
采用固体推进剂的火箭称为固体火箭;采用液体推进剂的火箭称为液体火箭。从上表可以看出液体推进剂的性能优于固体推进剂,所以运载火箭大多采用液体推进剂。液体火箭的推进剂分别贮存在火箭的氧化剂箱和燃料箱内,工作时由输送系统将它们送入发动机的燃烧室;而固体火箭的推进剂就贮存在发动机燃烧室内,无需贮箱和输送系统。这是固体火箭和液体火箭在箭体结构和动力装置系统上的主要差别。

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