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新mg平台:开发新型高能低毒推进剂燃料已成为航天领域的研究热点

时间:2021/4/13 12:55:09   作者:   来源:   阅读:10   评论:0
内容摘要:自1960年以来,联氨燃料(简称联氨、甲肼和不对称二甲肼)因其良好的能量性能、长期储存和冷启动特性而被广泛应用于航空航天和导弹燃料。然而,这些化合物也存在着挥发性强、毒性大、致癌性强等缺点。处理这些物质需要高度的安全,这也使它们昂贵。随着绿色空间推进技术的快速发展,开发新型高能低毒推进剂燃料已成为航天领域的研究热点。德...

自1960年以来,联氨燃料(简称联氨、甲肼和不对称二甲肼)因其良好的能量性能、长期储存和冷启动特性而被广泛应用于航空航天和导弹燃料。然而,这些化合物也存在着挥发性强、毒性大、致癌性强等缺点。处理这些物质需要高度的安全,这也使它们昂贵。随着绿色空间推进技术的快速发展,开发新型高能低毒推进剂燃料已成为航天领域的研究热点。

德国航空航天中心在Rampartshausen M11综合试验台的测试燃烧室中成功测试了两种新型“绿色”燃料:“自燃离子推进剂”和“HyNOx混合物”(碳氢化合物和二氧化氮混合物)。作为污染更少但效率相同的联氨燃料的替代品,它们有望成为太空应用的下一代燃料。

DLR研发的“自燃离子推进剂”由过氧化氢作为氧化剂和离子液体(熔盐)作为燃料组成。实验中,双氧水和离子液体分别从两个端口注入燃烧室,两种物质接触约15毫秒后自燃。这种推进剂有潜力取代已在先进发动机中得到证实的燃料组合:一甲基肼和四氧化二氮。它不需要复杂的点火装置,可以多次点火。有望应用于大型卫星或航天器的轨道推进系统。

另一种绿色推进剂叫做HyNOx混合物,它是用一氧化二氮作为氧化剂,乙烷或乙烯作为燃料预先混合的。与传统燃料相比,HyNOx燃料组合具有更高的比冲、更高的效率、无毒性、容易获得原材料、价格低廉等优点。此外,一氧化二氮和乙烷具有很高的蒸汽压,可用于将燃料泵入燃烧室。因此,可以消除对油箱增压的需要,降低驱动系统的复杂性。然而,这种燃料也有两个需要注意的问题:一是避免燃烧室供油管路和储油罐的回火;另一种是承受更高的温度,HyNOx混合物在燃烧时能产生3000摄氏度的高温。


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