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化學(xué)火箭,液體火箭的燃料有哪些

  • 化學(xué)
  • 2024-07-08

化學(xué)火箭?1、化學(xué)火箭發(fā)動(dòng)機(jī) 化學(xué)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)利用推進(jìn)劑的化學(xué)能,在燃燒室中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生高溫、高壓燃?xì)猓咚贇饬飨蚝髧姵觯a(chǎn)生反作用推力,由燃燒室、噴管以及液體推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)或固體推進(jìn)劑裝藥組成。所用的推進(jìn)劑包括燃燒劑和氧化劑,它們既是能源又是工質(zhì)。2、那么,化學(xué)火箭?一起來(lái)了解一下吧。

光子火箭

目前所用的化學(xué)火箭,其燃料分為固體燃料和液體燃料兩大類。

固體燃料的鼻祖就是中國(guó)的火藥——黑火藥,或簡(jiǎn)稱BP

看得菊花發(fā)緊

固體燃料的發(fā)展歷程是伴隨著化學(xué)工業(yè)發(fā)展歷程而進(jìn)行的。其中過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜,限于篇幅不在此贅述。但總的方向是:不斷提高比沖(采用更高能的燃燒劑和氧化劑);提高工藝性和穩(wěn)定性(使燃料做成的藥柱具有容易成型、更佳的密封性、更好的環(huán)境因素耐受性和壽命等);以及更低的成本。采用固體燃料的火箭結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖

典型結(jié)構(gòu)

固體助推器的分段藥柱結(jié)構(gòu)

至于液體燃料,坦白來(lái)說(shuō)它本身并沒(méi)有發(fā)生過(guò)什么革命性的進(jìn)步。在馮 布勞恩的時(shí)代,人們就知道液氫+液氧可以獲得最高的比沖,但當(dāng)時(shí)的結(jié)構(gòu)材料無(wú)法滿足液氫的貯存溫度和強(qiáng)度要求,而且也不夠輕(液氫的密度很低,結(jié)構(gòu)重量太大的話會(huì)抵消其比沖優(yōu)勢(shì))。

而液氧煤油作為低成本+無(wú)毒的火箭液體燃料方案,在二戰(zhàn)末期就已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用狀態(tài),此后的發(fā)展不過(guò)是火箭結(jié)構(gòu)包括發(fā)動(dòng)機(jī)本身性能的不斷進(jìn)步而已。

美國(guó)航天飛機(jī)的方案很極端。它的固體助推器采用過(guò)的是高氯酸銨(氧化劑,占69.6% 質(zhì)量),鋁(燃料,16%),鐵氧化物(催化劑,0.4%),聚合物(如PBAN和HTPB,作粘合劑,次級(jí)燃料,12.04%),環(huán)氧樹(shù)脂(固化劑,1.96%)組成。

自制小火箭可以飛

固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料是固體推進(jìn)劑。

固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)屬于化學(xué)火箭發(fā)動(dòng)機(jī),用固態(tài)物質(zhì)(能源和工質(zhì))作為推進(jìn)劑。固體推進(jìn)劑點(diǎn)燃后在燃燒室中燃燒,產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)猓窗鸦瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能;燃?xì)饨?jīng)噴管膨脹加速,熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,以極高的速度從噴管排出從而產(chǎn)生推力推動(dòng)火箭或?qū)椣蚯帮w行。

固體推進(jìn)劑由油灰或橡膠狀的可燃材料構(gòu)成,是燃料和氧化劑的混合體。固體火箭的箭體與液體火箭的箭體差別不大,但內(nèi)部沒(méi)有推進(jìn)劑儲(chǔ)存箱,而是把整個(gè)火箭體的內(nèi)部從上到下裝滿固體推進(jìn)劑。

擴(kuò)展資料

固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的固體推進(jìn)劑的進(jìn)步點(diǎn):

1、與液體推進(jìn)劑相比,固體推進(jìn)劑最大的優(yōu)勢(shì)在于它可以在室溫下儲(chǔ)存。

2、使用固體推進(jìn)劑的發(fā)動(dòng)機(jī)不需要其它復(fù)雜的部件,而液體推進(jìn)劑的發(fā)動(dòng)機(jī)要求有專門(mén)的設(shè)備來(lái)控制液體注入燃燒室。

3、固體推進(jìn)劑的燃燒不容易控制,在燃料沒(méi)有燒完的情況下,很難實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)閉,因此不具備多次點(diǎn)火的能力。早期的固體火箭基本都是一次燃燒,但隨著技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)多次點(diǎn)火的固體火箭。

參考資料來(lái)源:百度百科-固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)

百度百科-固體推進(jìn)劑

化學(xué)小火箭

“固體燃料火箭”有兩種形式:一種是直接用特制火炸藥做燃料的(一旦點(diǎn)火就不可調(diào)控的),比如一般的火箭炮和肩射火箭、包括一些短程導(dǎo)彈之類,就是用這種火箭(最簡(jiǎn)單的火箭)!

還有一種是固體燃料與液氧分開(kāi)(可控固體燃料火箭),這種就比較高科技了!

化學(xué)火箭的安全性

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)專業(yè)的在讀本科生來(lái)給你解答嘍——下面的內(nèi)容是我們教科書(shū)上的,我給你縮寫(xiě)一下:

一. 雙基推進(jìn)劑

以硝化纖維素作為基體,由硝化甘油作為溶劑將其溶解,塑化,形成均勻的膠體結(jié)構(gòu)。其中:

1. 硝化纖維素 又稱硝化棉,學(xué)名纖維素硝酸酯,由棉纖維或木纖維在與硝酸“硝化”而成

2. 硝化纖維素 學(xué)名丙三醇三硝酸酯,由丙三醇(甘油)與硝酸“硝化”而成

3. 其它添加劑 助溶劑,增塑劑,化學(xué)安定劑,燃燒穩(wěn)定劑和燃燒調(diào)速劑,工藝添加劑

二. 復(fù)合推進(jìn)劑

由氧化劑,金屬燃料,和高分子粘結(jié)劑組成

1. 氧化劑最常用的是:過(guò)氯酸銨,其他的有過(guò)氯酸鉀、鈉、鋰,硝酸銨、鉀、鈉、鋰

2. 金屬燃料 最常用的是鋁,其他的有氫,碳,鋰,鈹,硼,鎂……

3. 粘結(jié)劑使氧化劑和金屬燃料等固體粒子粘結(jié)在一起成為彈性基體,并提供C,H等燃料元素。有聚氯乙烯,聚氨酯,聚丁二烯等

4. 固化劑 使上述的東西成為固體

5. 增塑劑 降低粘度,增加流動(dòng)性,改善力學(xué)性能

說(shuō)點(diǎn)題外話,固體燃料很危險(xiǎn)的!!

剛做成時(shí)是可以流動(dòng)的,趁機(jī)趕快澆注(即灌入火箭殼體內(nèi)),然后燃料就固化,粘住了,和火箭連成一體了。

如果澆注有問(wèn)題,比如留了氣泡,就要一點(diǎn)一點(diǎn)的把已經(jīng)固化的燃料塊敲下來(lái),掌握不好分寸就會(huì)爆炸的!!

真得很佩服那些在一線工作的工人師傅。

小火箭中醋和蘇打的比例

固體模型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)常用的三種推進(jìn)劑:KNDX:硝酸鉀(KNO3)與葡萄糖(DX)的混合物;KNSU:硝酸鉀(KNO3)與蔗糖(SU)的混合物;KNSB:硝酸鉀(KNO3)與山梨醇(SB)的混合。

三種燃料均可使用熱熔法制作。

固體模型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)屬于化學(xué)火箭發(fā)動(dòng)機(jī),用固態(tài)物質(zhì)作為推進(jìn)劑。固體推進(jìn)劑點(diǎn)然后在燃燒室里燃燒,產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)猓鸦瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能;燃?xì)饨?jīng)噴管膨脹加速,熱能轉(zhuǎn)為動(dòng)能,以極高的速度從噴管排出從而產(chǎn)生升力推動(dòng)模型火箭向前飛行。

注:模型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)制作過(guò)程比較危險(xiǎn),請(qǐng)做好必要防護(hù)措施。

擴(kuò)展資料:

基本機(jī)構(gòu)組成:推進(jìn)劑藥柱,噴管,殼體以及燃?xì)馔ǖ?/p>

常用制作方法:重結(jié)晶法或熱熔法 (重結(jié)晶法熬制燃料優(yōu)點(diǎn)較多,燃料顆粒的均勻程度高,燃速比也高)。

工具/原料

水,葡萄糖,白糖,硝酸鉀,酒精燈,蒸發(fā)皿,天平/電子稱

比例:dx:su:kno3=16:24:60

制作注意事項(xiàng):

1、單一的推進(jìn)劑或多或少都有一些缺點(diǎn),比如KNSU可塑性較差(秘密增速配方5020膠水),而KNDX燃點(diǎn)比較低,所以SU:DX經(jīng)常是6:4混合。這種配比能提高燃速,可塑性較強(qiáng),制備也比較安全。

以上就是化學(xué)火箭的全部?jī)?nèi)容,電火箭已經(jīng)在空間推進(jìn)領(lǐng)域有所應(yīng)用。后兩類發(fā)動(dòng)機(jī)比沖遠(yuǎn)高于化學(xué)火箭。化學(xué)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)主要由燃燒室和噴管組成,化學(xué)推進(jìn)劑既是能源也是工質(zhì),它在燃燒室內(nèi)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,生成高溫燃?xì)饨?jīng)噴管膨脹加速,將熱能轉(zhuǎn)化為氣流動(dòng)能,以高速(1500~5000米/秒)從噴管排出,產(chǎn)生推力。

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