我国火箭发射干净、利索的原因(sam)__三峡博客
我国火箭发射干净、利索的原因 (sam) 2007-10-27 22:43:23
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  中国火箭发射尾迹不明显,而美、日火箭发射尾迹浓烟滚滚,原因在于: 三峡博客sxblog.cn
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  日本使用的H2A-13运载火箭采用固体推进剂,而固体火箭推进器一般采用铝、硼等作为燃料,高氯酸铵做为氧化剂,反应完成后会产生大量的氯化钾、三氧化二铝等颗粒悬浮于空中,因此烟雾很大,尾迹明显。而中国长征三号甲运载火箭采用液体推进剂,采用推进剂为:一、二级采用四氧化二氮(N2O4)和偏二甲肼(UDMH/C2H8N2),三级采用液氢和液氧。纯四氧化二氮无色,剧毒,在常温下离解为NO2,为红棕色气体,发射点火那一刻喷出的红色烟雾能够判断出来。而偏二甲肼也是剧毒,有强烈的辛辣味和鱼腥味,二者化学反应式为:C2H8N2+2N2O4=2CO2+4H2O+3N2 三峡博客sxblog.cn
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  可以看出,充分燃烧以后只会形成无色无味无毒的二氧化碳、水和氮气,因此长征三号甲火箭发射升空之后,几乎没有任何明显尾迹。 三峡博客sxblog.cn
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  液体推进剂拥有廉价、便于储存等优点,但是存在毒性大、腐蚀大、不易快速部署等缺点,特别是潜射火箭中,N2O4常温下分解出来的NO2与水反应后,产生腐蚀性极强的硝酸(H2NO3,潜艇、地下发射井里面很难绝对干燥),会强烈腐蚀弹体以及发射筒(虽然发射筒内涂有特种沥青用于防腐,但是一旦防腐层破损就非常危险,相传库尔斯克号核潜艇就是因为潜射导弹燃料泄漏,产生的大量硝酸剧烈反应,烧穿艇壳而沉没的,只是听说的啊,这潜艇真的不是我弄沉的),正因为使用如此危险,一般都不会常备于弹体内,岸基导弹都是战前加注,潜射导弹没办法,潜艇里没这条件,这就是为什么我国以前的东风-3、东风-4、东风-5战略弹道导弹反应时间需要30~60分钟,而美帝的战略弹道导弹反应时间只要3~5分钟的原因(可能应该叫发射准备时间)。 三峡博客sxblog.cn
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  固体推进剂的出现解决了液体推进剂的这些安全性问题,但是带来更多的问题,首先放下价格问题不谈(美帝有钱,而且爱烧钱,鬼子更是跟风),第一个问题就是固体燃料在重力影响下的密度不均和板结问题,这会导致火箭推力严重不均匀,甚至可能烧坏发动机喷口(大家明白为什么中国火箭发射成功率高了吧),固体燃料最理想的储存方式是:将火箭水平放置,每隔一段时间旋转一下——大家想象一下几十吨、上百吨的火箭、导弹,不发射时要水平过来,还要没事翻翻身的“艰巨性”吧;第二个问题就是“比冲”不大(或称“比推力”,指发动机推力与每秒消耗推进剂重量的比值,单位为秒)。固体火箭发动机比冲在250~300秒,工作时间很短,而且推力不够,不适合载人/大运载量的发射;第三,加速度太大,推力不易控制(做导弹不错,嗖的就上去了,精度也没火箭要求高,反正有核弹头的当量弥补精度问题);第四,发射中关机/再开机动作实现非常困难,当然,导弹基本不存在再点火问题。 三峡博客sxblog.cn
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  可以看出,固体推进剂适用于导弹发射,反应时间短,接到命令后能在最短时间内发射,军用也对造价、维护问题不太敏感,最重视的是反击时间(人家导弹上天了,你等个把小时才弄好,说不定发射井已经被敌人灭了);而液体推进剂适合用于火箭发射特别是载人航天,因为对于火箭发射来说,燃料加注时间无所谓,可以事先安排,但是廉价、高比冲、控制容易的优点得以体现,缺点是毒性较大,不过大家不必为西昌发射中心附近的农民兄弟担忧,经过我国多年发展研究,在正常使用情况下,将液体推进剂对周边环境的影响已降至最低(当然,两弹一星时代的污染大的厉害,现在污染很小了,不过万一失事的话……啪啪,打嘴巴,乌鸦嘴) 三峡博客sxblog.cn
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  至于长征三号甲的第三级发动机采用液氢/液氧发动机,则是因为液氢/液氧的比推更高,能够将三级火箭的体积、重量减至最小,而且重复关机/再开机动作实现容易,缺点是液氢/液氧储存箱压力巨大,如果用来制作一、二级火箭,则工艺要求极高,而且储存箱外壳重量、厚度剧增,实现极为困难。 ■作者:闻机起舞



■ 楼主 - 阿森(sam):感谢党,感谢政府,感谢CCTV,感谢专家教授!
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