什么是火箭推进剂?
火箭可以是飞机、航天器或导弹,由火箭发动机推进。火箭发动机的工作原理是牛顿第三定律,即对于每一个作用力,都有一个大小相等、方向相反的反作用力。火箭推进剂是燃烧并产生推力以推动火箭的燃料。
推进剂通常与氧化剂一起使用。氧化剂是有效燃烧燃料所必需的。因此,燃烧室中的化学反应产生所需的推力能量。
推进剂在火箭发动机的燃烧室中以受控的方式燃烧,并且热气体射流以非常高的速度从喷嘴逸出,产生推力。
固体推进剂
这些推进剂是固体复合材料。它们是高能化合物(如奥克托今)与固体氧化剂(如硝酸铵或高氯酸铵)颗粒以及金属添加剂和稳定剂的组合。推进剂以称为颗粒的形式使用。无论尺寸或形状如何,颗粒都是推进剂的单个颗粒。
与需要特殊储存室的液体推进剂不同,它们易于储存。由于其高密度,它们经济友好且紧凑。由于其简单性,它们通常被军方用于导弹或助推级。
它们的主要缺点是比冲低,这意味着效率低。这导致排气速度低。另一个主要缺点是,一旦点燃,它们就会不受控制地燃烧,这使得在固体推进剂火箭中无法进行实时节流。颗粒结构中不应存在裂纹或空隙。因此,通常会进行 X 射线扫描。
液体推进剂
顾名思义,推进剂呈液体形式。这些通常有两种类型:单一化学物质或单组元推进剂和双组元推进剂。使用的单组元推进剂是过氧化氢或联氨。在双组元推进剂的情况下,燃料和氧化剂分别储存在单独的油箱中,并在燃烧室中混合。
燃料和氧化剂一起点燃以产生推力。它们具有高比冲,因此它们被用于大多数轨道运载火箭。航天飞机轨道器使用液氧和液氢。四氧化二氮和联氨用于 PSLV 和深空火箭,因为它们可以长期储存。与固体推进剂不同,在这种情况下,我们可以通过简单地关闭阀门来控制燃料的燃烧。
储存和处理它们的基本缺点。它们是有毒且不稳定的。它们需要特殊的储罐、涡轮泵、喷射器等,这增加了火箭的重量和成本。
气体推进剂
它们是最少使用的推进剂类型。它们包含惰性的压缩气体。例如:氮气。