火箭煤油价格多少钱一吨_火箭燃油多少钱
1.火箭在发射的瞬间,为什么要喷出上千吨的水呢?
2.为什么火箭发射的颜色有两个阶段?
3.中国火箭的主要燃料
煤基航天煤油火箭发动机整机热试车成功,对于我国航天工业意义重大。中国航天科技集团六院院长谭永华介绍说,2012年,我国成为世界上第二个掌握高压补燃循环液氧煤油发动机核心技术的国家,但我国航天煤油都须用特定油田特定原油加工,稀少。此次航天火箭发动机用上煤制油,意味着中国航天燃料又多了一种选项。这在世界航天领域尚属首次。用高效、低毒的液氧+煤油燃料替代常规的肼类燃料,是世界航天推进技术的发展趋势。我国石油对外依存度较高,但煤炭相对丰富。在这样的条件下,发展以煤炭为原料的煤基燃料,是补充石油基燃料缺口、保障航天燃料供给的最好途径。2015年4月12日上午,液氧煤基航天煤油的火箭发动机整机热试车在中国航天科技集团六院试验区悄然进行。11时30分许,发动机在震山撼岳的怒吼之后,准时关机,试验取得圆满成功。煤基航天煤油火箭发动机整机热试车成功,这是世界首次将煤基煤油应用于航天领域,标志着我国煤基航天煤油研制取得重要阶段性成果,我国极为稀缺的航天燃料由此增添了一个难得的战略性供给选项。
火箭在发射的瞬间,为什么要喷出上千吨的水呢?
我们在日常生活中常见的汽车、火车、船舶等,都需要燃料的推动才能前进。它们所用的燃料大多是汽油及其他化合物,可是火箭需要什么燃料才能飞行呢?难道也是汽油吗?
很遗憾,如果火箭的发动机也是靠汽油来工作的话,那么理论上它要携带数以万吨的汽油才行。不是因为汽油太贵,而是因为汽油发动机对汽油的利用率非常低,最多才30%,大部分都会被浪费。而且真要使用汽油的话,火箭就飞不出大气层了,其原因有两个:一是火箭太重;二是发动机在真空状态下不能工作。
虽然火箭不能用汽油当燃料,不过液体燃料释放的能量大,推力也大,燃烧时间较长,因此,火箭大都用液体燃料。目前发射运载火箭时的燃料和氧化剂,主要有:
液氢液氧。由于控制液氢燃烧的难度很高,所以,为避免低空发射的事故它一般不作为第一、二级火箭的燃料。液氢液氧多用作末端火箭推进剂。
有一种叫作“肼”的燃料剂用得也比较普遍,不过它既有毒,又有腐蚀性。早期火箭多数用肼与其他化学物质的混合物作为燃料,但它对人体损害太大,并严重污染环境,非常危险。
现在火箭用的新型燃料是煤油。煤油安全性好而且价格便宜,对环境的污染小,产生的推力也大,目前使用得较为普遍。
为什么火箭发射的颜色有两个阶段?
大块头有大力量,然而,中国今天在海南文昌发射的这枚长征七号火箭却不一样,相比我国之前的主力火箭,其自身重量在增加20%的情况下,运力却增加了70%,它是怎么做到的呢?还有,长七发射时,周围居然要喷射400吨水,这是又为什么?
燃料很给力
偏二甲肼是一种氧化剂,非常容易燃烧和爆炸,一直以来,常用作火箭燃料。然而,偏二甲肼有剧毒,还致癌,这是它最大的缺点。同样,作为氧化剂的四氧化二氮,也是有毒的,还有强烈的腐蚀性。
俄罗斯使用偏二甲肼和四氧化二氮作为燃料,发射现场红烟滚滚。
我国以前大都是使用偏二甲肼和四氧化二氮作为火箭的推进剂。而长征七号,全部使用液氧和煤油,无毒环保,燃烧后的主要产物是水和二氧化碳。
早前发射的长征六号燃料为液氧和煤油,燃烧的主要产物是水汽,发射现场白烟滚滚。
液氧和煤油的另一个大优点是便宜。把空气冷冻成液体后再分离,液氧就制成了,因此,一吨液氧的价格还不到2000元。另外,煤油也不贵。但偏二甲肼就不同了,它的价格高达每吨8万元,四氧化二氮的价格为每吨1.7万元。
液氧为浅蓝色液体
燃料便宜降低火箭发射成本,发射神舟飞船的长征二F火箭,如果使用液氧煤油,那么每次发射可以节约推进剂费用上千万元。
值得注意的是,液氧温度约为零下180摄氏度,灌入后,要不了多久,箭体上就会有大量凝结的水珠,尤其是在海南文昌这种高热高湿的地方,水汽凝结现象更为严重。为了解决此问题,长征七号经过特殊设计,箭体可防水,也正因此,长征七号可在中雨的情况下进行发射。
不少人难免有疑问,液氧和煤油既然如此便宜环保,为何以前发射火箭却没有使用呢?答案当然是发动机——可以说,没有我国液氧煤油发动机的研制成功,就没有今日长征七号的大推力。
中国火箭的主要燃料
第一阶段启动涡轮泵,主燃烧室没有点火,未燃烧的燃料从喷管排放出来在喷管外面的空气里不完全燃烧(用发射架上那个喷火花的小玩意点燃,免得积累过多发生爆炸)。第二阶段主燃烧室点火,发动机达到全功率状态,燃料在燃烧室里已经接近完全燃烧,火焰颜色变得很干净。一般来说,发动机在启动过程中只排放氧化剂或者燃料当中的一种,以免混合发生爆炸。图中的航天飞机主发动机启动过程中排放燃烧的是氢气,火焰略带一点红色。长征1/2/3/4系列排放的是氧化剂N2O4(NO2),红烟滚滚。土星五号登月火箭排放煤油和涡轮机烟气混合的黑红色火焰。SpaceXF9和长征5/6/7先排放液氧的白雾,然后用三乙基硼烷点燃煤油,有比较明显的绿光一闪(硼的焰色反应)。
中国火箭的主要燃料有:液氢、航天煤油、肼、液氢液氧。
液氢是新一代运载火箭的主要燃料,它具有高能量密度和低温的特点。液氢可以作为氧化剂用于燃烧,也可以作为固体燃料的助燃剂。液氢的优点是完全无污染,并且生成物是水,而且推力更大,具有更好的经济性。液氢目前正在各国的研究中,其优点是安全性和环保性好。
有一种叫作“肼”的燃料剂用得也比较普遍,不过它既有毒,又有腐蚀性。早期火箭多数用肼与其他化学物质的混合物作为燃料,但它严重污染环境,非常危险。现在火箭用的新型燃料是煤油。煤油安全性好而且价格便宜,对环境的污染小,产生的推力也大,目前使用得较为普遍。
由于控制液氢燃烧的难度很高,所以,为避免低空发射的事故,它一般不作为第一、二级火箭的燃料。液氢液氧多用作末端火箭推进剂。
火箭的原理
看似复杂的火箭,原理其实非常简单,早在17世纪,牛顿就很清晰地进行了描述:如果以一定速度向后抛出一定质量,就会受到一个反作用力的推动,向前加速。简单的火箭甚至早在牛顿提出这一原理前几百年就在中国被发明出来,并得到了应用,包括军用的火药箭和节日庆典的烟花。
火箭向后抛出一定质量是靠火箭发动机来完成的。火箭发动机点火以后,推进剂(液体的或固体的燃料和氧化剂)在发动机燃烧室里燃烧,产生大量高压气体;高压气体从发动机喷管高速喷出,对火箭产生的反作用力,使火箭沿气体喷射的反方向前进。
固体推进剂是从底层向顶层或从内层向外层快速燃烧的,而液体推进剂是用高压气体对燃料与氧化剂贮箱增压,然后用涡轮泵将燃料与氧化剂进一步增压并输送进燃烧室。推进剂的化学能在发动机内转化为燃气的动能,形成高速气流喷出,产生推力。
以上内容参考:百度百科-火箭
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