航太運載火箭有液體、固體之分,對此你瞭解多少?

航太火箭分為液體火箭和固體火箭,那麼,這兩種火箭有什麼區別呢?液體火箭採用液體推進劑,分別貯存在火箭的氧化劑箱和燃料箱內,工作時由輸送系統將它們送入發動機的燃燒室;固體火箭採用固體推進劑,就貯存在發動機燃燒室內,無需貯箱和輸送系統。這就是固體火箭和液體火箭在箭體結構和動力裝置上的主要差別。

航太火箭分為液體火箭和固體火箭,那麼,這兩種火箭有什麼區別呢?首先,區分液體火箭和固體火箭主要看推進劑的形態。液體火箭採用液體推進劑,分別貯存在火箭的氧化劑箱和燃料箱內,工作時由輸送系統將它們送入發動機的燃燒室;固體火箭採用固體推進劑,就貯存在發動機燃燒室內,無需貯箱和輸送系統。這就是固體火箭和液體火箭在箭體結構和動力裝置上的主要差別。

上述不同造成了它們自身不同的特點,下麵我們來比較一下。

發射週期誰更短?發射週期也就是發射前的準備時間,液體火箭的燃料和氧化劑分子活性强,化學穩定性低,基本必須低溫貯存,而火箭本身很難做到這一點,囙此,通常燃料箱不加注燃料,到使用的時候再加注,因而液體火箭準備時間較長。以長三甲系列火箭為例,發射前要進行轉場和多輪測試,要加注推進劑,各個環節走完得20天左右。

而固體火箭的推動劑已經預先混合好,燃料和氧化劑顆粒很早就固定在發動機裏,到發射場後只需要進行簡單測試就可以發射了。比如長征十一號固體運載火箭可以在24小時內完成發射準備,準備週期越短,意味著快速反應能力越强。

儲存週期誰更久?對於液體火箭而言,液態推進劑存在易揮發、腐蝕等風險,囙此在臨發射之前加注完成後,必須在一定時間內發射出去。以常溫推進劑四氧化二氮和偏二甲肼為例,它們加注後存儲週期是7天左右;而低溫推進劑液氫、液氧,它們的存儲週期則只有1天。

而固體火箭添加推進劑就像是在火箭裏澆築水泥一樣,燃料固化後就是一個固體藥柱,不像液體燃料會揮發,也沒有腐蝕性,囙此保存時間可長達數年之久。

運載能力誰更强?雖然液體火箭發射週期長,但它的發動機燃燒效率很高,能提供强大推動力,在相同起飛規模下,液體火箭運載能力更大,可以用更少的燃料走更遠的路。囙此液體火箭的乘客大多都是“重量級”的,一般在一噸以上,常見的有通信衛星、載人飛船、空間站等。

相比之下固體火箭的運載能力較弱,只有幾百公斤左右。不過近年來,全球範圍內500公斤以下小衛星的發射需求飛速增長,很多小衛星都在尋找搭載的機會,囙此固體火箭就像是專門為小衛星定制的一樣,具有非常大的優勢。

關機控制誰更靈活?液體火箭除了運載能力更强,還有一個特殊的優勢,其可以控制關機。液體火箭就像家裡的瓦斯灶,不想繼續使用時只需關閉閥門,重啓閥門就可以二次啟動。我們可以利用這種控制調整火箭的飛行軌道。而固體火箭則像是煙花中的竄天猴,一旦點火只能等待燃料耗盡,即固體火箭不可以中途控制關機。

綜上比較,液體燃料發動機具有推力大運載能力强、可控性高等優點,但製作複雜,價格高昂,通常應用於航太運載火箭領域;固體燃料發動機準備週期越短、保存時間長、簡單便宜,安全可靠,易於轉場搬遷,但固體推動劑對環境有毒,很難安全地製造和操作,所以通常應用於飛彈等軍事火箭中。

現時國際上的主要航太強國都是“固液並存”,部分火箭也採用了“固液混合”的管道。兩種火箭各有特點,都有對方無法取代的優勢,只有兼顧才能滿足更多的任務要求。

本文由空軍指揮學院教授徐邦年進行科學性把關。

本文標題: 航太運載火箭有液體、固體之分,對此你瞭解多少?
永久網址: https://www.laoziliao.net/doc/1678159645341109
相关資料
這種捕捉生命密碼的“利器”,還能測出烤串是否正宗
諾貝爾獎得主、美國生物化學家凱利·穆利斯不久前去世,他發明的PCR擴增科技,將生物學劃分為兩個時代:PCR前時代和PCR後時代——。“現在PCR檢測最快可1小時給出報告,但在很多領域還需多管齊下,更快給出診斷。”
標籤: pcr 實时螢光定量pcr儀 dna 定量pcr pcr實驗室
火星生命可能也會“隨風飄移”
科技日報北京8月25日電據自然科研旗下《科學報告》近日發表的最新報告,歐洲科學家團隊在地球的沙漠上開展了一項類比研究發現:火星上有生命的微生物,或許也能够隨風中的粉塵顆粒在火星上飄移。這項在智利北部的阿塔卡馬沙漠中進行的類比研究發現,微生物
標籤: 微生物 科學 科普
席寧,中國機器人大發展需闖“新三關”
與卓別林《摩登時代》的工業流水線相比,當今機器人發展到了什麼階段?未來最值得期待的機器人形態和應用領域是什麼?中國機器人產業大發展在哪些方面亟待突破?席寧說,比如,有的工程中需要很多高壓輸氣筦道,介面內部需要打磨平整,否則焊料積壓容易造成核
標籤: 機器人 機器人教育 席寧 人工智慧 感測器
阿秒光源,一臺捕捉電子運動的“相機”
阿秒,現時人類掌握的最小時間分辨尺度。阿秒級的運動不管你如何盯著看,都肯定無法看到它,因為它的持續時間實在太短了,只有百億億分之一秒。科技日報記者從會上瞭解到,决定物質基本性質的超快電子運動通常發生在阿秒量級的時間尺度,要想觀測到電子運動這
標籤: 相機 運動 電子