液體火箭推進劑

液體火箭推進劑，即液態的化學火箭推進劑。是航空太空飛行器的重要推進劑。可以是單質或簡單化合物，也可以是多種化合物的混合物。如：單組元推進劑、雙組元推進劑、三組元推進劑等。液體推進劑按其作用分為氧化劑和燃燒劑兩類，若兩者混合或遇高溫明火即能燃燒或爆炸；氧化劑遇可燃物質或燃燒劑遇氧化劑、腐蝕劑，也能引起燃燒或爆炸。因此，氧化劑和燃燒劑不能貯存於同一庫房，不得同時加注，要採用相同材料盛裝，不得滲漏，要遠離火源電源、可燃物質及化學危險物品。發生火災時可選用水、泡沫、二氧化碳、乾粉、鹵代烷等滅火劑。

基本介紹

• 中文名：液體火箭推進劑
• 外文名：liquid rocket propellant

簡介

火箭推進劑是為火箭發動機提供能源和工質的物質。火箭推進劑在發動機中通過燃燒與分解，釋放化學能並轉化為能夠產生推力的工作物質（簡稱工質）。液體推進劑通常包括燃料、氧化劑。燃料是燃燒時起還原作用的並釋放能量的物質。氧化劑（又稱助燃劑）是燃燒時起氧化作用的物質。火箭用液體燃料主要有液氫、肼、甲基肼、偏二甲肼、煤油、酒精等，液體氧化劑主要有液氧、四氧化二氮、過氧化氫、硝酸等。

液體火箭推進劑進入火箭推力室後，燃燒、熱分解或催化分解，形成高溫氣體產物，以極高速度從噴管噴出，產生推力。液體推進劑具有比沖較高、推力大、能多次重複啟動和停運等特點，已廣泛用於空間運載火箭、魚雷及戰略飛彈等。

飛行器對液體火箭推進劑的基本要求

1. 能量特性要求為了使火箭具有高的能量特性，要求推進劑比衝量大，體現在燃燒熱值高，燃燒溫度高，燃燒產物分子量小、比熱容大或比熱比小，燃燒產物凝聚相成分少等。
2. 使用性能要求：1、可作為冷卻劑。至少有一種組元作為冷卻劑，吸熱能力、傳熱能力和熱穩定性要好，即沸點和分解溫度高，氣化熱、比熱容和導熱係數都要最大。2、輸送、霧化性能好。黏度小，表面張力小，沸點高，冰點低。這樣在使用時流阻和噴嘴壓降小，易噴射、霧化和混合，有利於提高發動機燃燒效率，有利於運輸與貯存以及在惡劣的環境下使用安全方便。3、密度大且密度隨溫度的變化要小。4、燃燒性能好。著火溫度低，著火延遲時間短，飽和蒸氣壓較低，易揮發。這樣可以提高發動機起動過程的平穩性，起動迅速。5、安定性好、爆炸危險性小。推進劑本身及燃燒產物毒性小，自燃溫度高，抗機械衝擊、振動的穩定性好，爆炸極限窄，與材料的相容性好。
3. 使用、生產性能要求。容易生產、價格低廉。

液體火箭推進劑分類

（1）按組元數可分為單組元、雙組元和多組元

單組元液體推進劑是單一液體化學物質或幾種液體化學物質混合物，在一定的條件下能夠通過自身分解或燃燒。如無水肼（N2H4）、高濃度過氧化氫（H2O2）、硝酸異丙酯，以及由無水肼與硝酸肼及水等組成的單推-2（DT-2），單推-3（DT-3）等。由於單組元推進劑能夠簡化推進劑供應系統，並且能夠催化分解而發生自燃，使推進系統的結構和控制系統比較簡單，由此在太空飛行器推進系統中得到廣泛套用。單組元液體推進劑種類很多，使用較多的有肼和過氧化氫。過氧化氫在美國、俄羅斯和我國的太空飛行器上都採用過。

雙組元液體推進劑是分別貯存的液體氧化劑和液體燃料組合成的推進劑，如四氧化二氮/偏二甲肼、液氧/煤油、液氧/酒精、過氧化氫/煤油、紅煙硝酸/油肼等組合。

多組元液體推進劑是由多於2種化合物組成的推進劑，如液氧/液氫/碳氫化合物、液氧/液氫/氫化鋰、液氟/液氫/鋰等。

（2）按推進劑著火燃燒特性，分為自燃液體推進劑和非自燃液體推進劑。

自燃液體推進劑是簡單混合後不需要外加能源能自動著火燃燒的推進劑，如四氧化二氮/偏二甲肼、硝酸-27S/偏二甲肼、硝酸-20S/混胺-02等。

非自燃液體推進劑是簡單混合後需要外加能源才能著火燃燒的推進劑。如液氧/酒精、液氧/煤油、液氧/液氫、過氧化氫/煤油等。

（3）按貯存性能，分為可貯存液體推進劑、不可貯存液體推進劑和低溫推進劑。

可貯存液體推進劑是在使用環境條件下可長期貯存的推進劑。不可貯存液體推進劑是在使用環境條件下不可長期貯存的推進劑。低溫推進劑是在標準大氣壓下沸點低於200K，臨界溫度低於223K，只能在低溫下才能保持為液態的推進劑，如液氧、液氫等。