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为什么我们需要造液氧甲烷火箭?
因为无论是从成本出发还是从目标任务出发,液氧甲烷发动机将大大降低火箭的发射成本,让平凡人触摸太空的梦想越来越近。
液氧甲烷火箭发动机以甲烷为推进剂,液氧为助燃剂,二者以一定的比例雾化后进入燃烧室,充分燃烧后释放巨大的推动力,推动火箭升空。比冲高于固体燃料火箭发动机。比冲是用于衡量火箭或飞机发动机效率的重要物理参数,比冲越高代表相同质量的燃料产生的动量越大。
造液氧甲烷火箭是因为液氧甲烷火箭具有一些独特的优势和特点,使其成为航天领域中备受关注的发展方向。以下是一些主要的原因:
1. 燃料性能:液氧甲烷火箭***用液氧和甲烷作为推进剂。相对于传统的推进剂,如固体火药或液体火箭燃料,液氧甲烷具有更高的比冲(比冲是推进剂性能的衡量指标),能够提供更高的推力和更高的燃烧效率。
2. 可再生能源:甲烷是一种可再生能源,可以通过多种方式获得,如天然气、沼气等。相比之下,传统的推进剂往往依赖有限的***,如化石燃料。
3. 环境友好:液氧甲烷火箭的燃烧产物主要是水蒸气和二氧化碳,相对于其他推进剂产生的有毒废气,对环境的污染更少,减少了对大气层和地球的不良影响。
4. 降低成本:液氧甲烷火箭的燃料成本相对较低,而且可再生能源的使用可以降低依赖进口石油等传统能源的费用,从而在航天领域中具备经济效益。
清除空气中的水分、二氧化碳和乙炔常用哪几种方法?
清除空气中的水分、二氧化碳和乙炔的方法最常用的是吸附法和冻结法。
吸附法就是用硅胶或分子筛等作吸附剂,把空气中所含的水分、二氧化碳和乙炔,以及液空、液氧中的乙炔等杂质分离出来,浓聚在吸附剂的表面上(没有化学反应),加温再生时再把它们赶掉,从而达到净化的目的。例如设置干燥器、二氧化碳吸附器、液空吸附器、液氧吸附器。
冻结法就是空气流经蓄冷器或切换式换热器时把其中所含的水分和二氧化碳冻结下来(乙炔不能冻结),然后***燥的返流气体带出装置,即自清除。 在高压、中压、高低压制氧系统上,曾用碱洗法清除二氧化碳,即用氢氧化钠(Na0H)的水溶液吸收空气中的二氧化碳。由于操作不便,目前已被淘汰。 ***用分子筛净化流程可用分子筛同时吸附清除空气中的水分、二氧化碳和乙炔,使流程简化,已在制氧机上普遍地被***用。
2000年前没听说液氧甲烷发动机,现在全面开花是技术进步了吗?
不是技术进步,是降本增效。
目前常用的四种燃料,第一种常温液体燃料有毒,第二种固体燃料成本,太多手工环节,不适合大量生产,更加不适合做大,性能也一般。第三种是液氧液氢燃料,液氢的制备和存储成本非常的高,并不是电解水获取氢气再液化那么简单,并且液化过程需要用到氦,这个东西很缺,尤其是中国很缺。第四种液氧煤油,航天级别煤油产量并不高,对于原料和加工都有比较高的要求,而且煤油的级别对于火箭性能影响很大。
过去,航天事业规模并不大,美苏航天竞赛是举地球之力进行的,这些都不是问题,随着的苏联解体航天事业进入低迷期,现在要重启航天事业并且把规模做上去,降低成本是最重要的。
火箭本身降低成本,空叉给了一个答案,就是尽可能多的重复使用,而火箭燃料方面,安全、廉价、容易大量生产的燃料就更重要了。和航天级煤油与液氢相比,甲烷更容易获得并且廉价,几乎是想要多少可以买到多少,所以以空叉、蓝色起源毫无意外的选择用液氧甲烷作为新一代火箭发动机的燃料。中国的蓝箭等公司也是,这个不是跟风,是对成本更敏感、后台不够硬的私有或者民营公司的必然选择。
而作为国家项目的sls或者长征9号这种级别的怪物来说,成本相差一点并不要紧,拥有足够的性能完成任务最重要,反正一共也打不了几发。长征九号选择液氧煤油+液氧液氢,NASA选择液氧液氢+固推,都是各自玩的最熟,最容易做到并且把性能发挥到极致。
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