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航天發(fā)射為何不用純酒精當(dāng)推進(jìn)劑?

2020-01-06 14:52 作者:瀚海狼山  | 我要投稿



雖然火箭是誰誰家在800多年前的發(fā)明,但是都是最原始的黑火藥固體火箭。也就是俗稱的鉆天猴,這類火箭在當(dāng)時(shí)的技術(shù)下也就是打打群架用,很難和航天聯(lián)系起來。二戰(zhàn)激烈殘酷的戰(zhàn)爭(zhēng)極大的促進(jìn)了科技的發(fā)展,德國(guó)人終于最早造出了現(xiàn)代化的大火箭,這就是V2飛彈,其實(shí)也是最早的實(shí)戰(zhàn)化彈道導(dǎo)彈。V2飛彈的最高射高已經(jīng)超過了距離地面120公里,最大射程已經(jīng)可以達(dá)到400公里以上。已經(jīng)是突破低層稠密大氣層的亞軌道飛行物。初次給人類帶來了徹底突破大氣層,進(jìn)入外太空飛行的可能性。當(dāng)然通過V2的飛行,人類也大體知道了稠密大氣層的上限在哪里。因此V2飛彈既是一種短程的彈道導(dǎo)彈。也算是最早的探空火箭鼻祖,可以進(jìn)行完整的亞軌道飛行,而且基本奠定了后來液體彈道導(dǎo)彈和運(yùn)載大火箭,

的主要技術(shù)路線。V2飛彈的主要燃料,是用的工業(yè)純酒精。也就是乙醇。而氧化劑就是液態(tài)氧,而且用過氧化氫和高錳酸鉀反應(yīng)增強(qiáng)擠壓循環(huán)。應(yīng)該說乙醇和液氧對(duì)人類來說基本都是無毒的,那么為何此后的液體導(dǎo)彈和運(yùn)載火箭都沒有堅(jiān)持下去呢。主要就是體現(xiàn)在乙醇和液氧的固有不足上。首先是乙醇雖然容易大量生產(chǎn),但是乙醇的燃燒熱量值比較低。乙醇燃燒甚至可以帶走火焰區(qū)的一部分熱量。如果直接對(duì)比野外用的煤油爐、酒精爐、汽油爐甚至液化氣小罐爐子做飯燒水,就會(huì)發(fā)現(xiàn)酒精爐都是發(fā)熱量最低的,不論是液體酒精還是固體酒精。因此即使用乙醇在液氧中燃燒。燃燒熱值也不高。熱值不高帶來的火箭壓縮比就小,噴出的氣流產(chǎn)生的反沖也小。而且乙醇燃燒很容易積碳。另外液氧的制備雖然對(duì)二戰(zhàn)末期的



德國(guó)來說,直接壓縮空氣再分離也已經(jīng)是成熟的技術(shù)。但是液氧的長(zhǎng)期保溫卻是個(gè)大問題。V2飛彈的液氧儲(chǔ)箱很難長(zhǎng)期保持零下183度的低溫,這就必須把液氧保存在專門的低溫保溫桶內(nèi),發(fā)射前才加注?;鸺系囊貉鹾鸵掖純?chǔ)箱的體積都不小,導(dǎo)致V2飛彈也是一個(gè)直徑超過1.7米,長(zhǎng)度超過14米的龐然大物,但是因?yàn)橐掖既紵葲_低下,只能飛行到150公里以下的高度,距離達(dá)到脫離地球引力的速度和高度都差距不小。二戰(zhàn)德國(guó)戰(zhàn)敗,V2飛彈的技術(shù)被美國(guó)和蘇聯(lián)分別獲得。甚至連布勞恩也被美國(guó)人搶了去。而蘇聯(lián)也直接山寨了V2飛彈作為蘇聯(lián)裝備的第一代彈道導(dǎo)彈。不過很快發(fā)現(xiàn)一個(gè)不是笑話的笑話。相當(dāng)一部分蘇聯(lián)人嗜酒如命,而當(dāng)時(shí)的酒類在蘇聯(lián)國(guó)內(nèi)仍要憑票供應(yīng),導(dǎo)致很多酒鬼根本就喝不痛快。而用純乙醇當(dāng)火箭燃料,結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)常丟失一部分。瀚海狼山認(rèn)為不用查,也知道丟失的純酒精到哪里去了。鑒于乙醇當(dāng)火箭燃料的技術(shù)缺點(diǎn)以及和酒鬼們爭(zhēng)搶的現(xiàn)實(shí)。



很快發(fā)明了一套新的火箭燃料和氧化劑,這就是偏二甲肼當(dāng)火箭燃料,這是一種無色易燃液體,63攝氏度以下都是穩(wěn)定的液體,但是對(duì)人有劇毒,因此不用再怕酒鬼們偷喝火箭燃料了。用四氧化二氮當(dāng)氧化劑,也是常溫下穩(wěn)定的液體,外號(hào)紅煙硝酸。僅僅看這個(gè)名,就知道也是不能隨便喝的。這兩種液體一旦遇到一起,不用點(diǎn)火就能劇烈的燃燒,比沖很大。體積不大還能長(zhǎng)期保存,因此適應(yīng)第一代液體洲際導(dǎo)彈和改造而來的航天火箭。當(dāng)代大火箭追求環(huán)保,又逐步回到了無毒燃料上。但是一些飛船上的調(diào)整姿態(tài)的小火箭,仍然以偏二甲肼和四氧化二氮為主,因?yàn)椴挥命c(diǎn)火,而且容易穩(wěn)定攜帶。


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