火箭 煤油_火箭煤油价格多少钱一吨
1.火箭上天需要哪些燃料
2.运载火箭的推进剂有几种,我国的运载火箭用那种推进剂
3.燃料占发射成本的多少
火箭上天需要哪些燃料
我们在日常生活中常见的汽车、火车、船舶等,都需要燃料的推动才能前进。它们所用的燃料大多是汽油及其他化合物,可是火箭需要什么燃料才能飞行呢?难道也是汽油吗?
很遗憾,如果火箭的发动机也是靠汽油来工作的话,那么理论上它要携带数以万吨的汽油才行。不是因为汽油太贵,而是因为汽油发动机对汽油的利用率非常低,最多才30%,大部分都会被浪费。而且真要使用汽油的话,火箭就飞不出大气层了,其原因有两个:一是火箭太重;二是发动机在真空状态下不能工作。
虽然火箭不能用汽油当燃料,不过液体燃料释放的能量大,推力也大,燃烧时间较长,因此,火箭大都采用液体燃料。目前发射运载火箭时的燃料和氧化剂,主要有:
液氢液氧。由于控制液氢燃烧的难度很高,所以,为避免低空发射的事故它一般不作为第一、二级火箭的燃料。液氢液氧多用作末端火箭推进剂。
有一种叫作“肼”的燃料剂用得也比较普遍,不过它既有毒,又有腐蚀性。早期火箭多数采用肼与其他化学物质的混合物作为燃料,但它对人体损害太大,并严重污染环境,非常危险。
现在火箭采用的新型燃料是煤油。煤油安全性好而且价格便宜,对环境的污染小,产生的推力也大,目前使用得较为普遍。
运载火箭的推进剂有几种,我国的运载火箭用那种推进剂
在液体火箭研制早期,科学家和工程师们探索了大量液体推进剂组合,对各类氧化剂、燃料进行研究与试验,摸索出不同推进剂的性能,包括价格、能量、比冲、沸点、毒性、燃烧稳定性、环境友好性等。经过不断对比淘汰,目前还能使用的液体推进剂组合已经很少了。运载火箭大多采用多级火箭,而各级所采用的推进剂一般并不相同,这主要是由各级火箭的不同特点、要求,发动机技术难度以及推进剂自身的特点所决定的。通常,运载火箭的第一级、第二级多采用液氧和煤油或四氧化二氮和混肼作为推进剂。这类推进剂能量较高,产生的推力较大,使用比较方便,成本也比较低廉,作为下面级发动机的推进剂比较有利。末级火箭担负着把有效载荷送于太空的最后重任,且质量要比完整的总火箭低得多,从尽可能提高有效载荷质量的角度出发,多采用高能的液氧和液氢作为推进剂。液氢液氧推进剂是目前使用的液体推进剂中能量最高的一种,它重量轻、比冲大、控制简易,可使末级火箭的质量比大大降低,从而对提高火箭运载能力十分有利,以上所说的只是一般情况。运载火箭五花八门,各级推进剂的使用也有许多例外,如有的火箭末级采用常规的推进剂,有的火箭末级采用固体推进剂,不少火箭第一级安装了助推器,助推器也有固体型和液体型。
燃料占发射成本的多少
虽然燃料成本不可一概而论,但是相比整支火箭,它的费用占比还是很小的。
这个数字大概是从0.3%~2%?,单纯从其数值区间看似乎很大,但相比火箭总成本,简直微不足道。
燃料成本变动大的原因是多方面的:
其一是燃料类型,比如过去使用的“毒”火箭使用偏二甲肼,成本最低大概10美元/千克,但是煤油就会高一些,注意这种煤油不是普通煤油,必须是特制精炼的,它的品质决定了甚至只有特定产地的石油才能满足原料要求。液氢更高一些,除了提纯成本,储存、容器和管道也必须为低温付出代价。
其二是生产方法,比如同样是液氢,中国的成本可能比美国高几十上百倍,因为中国现在只能用电解法制氢,而美国由于石油工业发达,氢气可以从大量廉价的炼油尾气收集提纯。
下图是美国ULA公司火箭的成本构成图,虽然其发动机是新研制的成本较高,但也能说明问题了。
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