神舟十三号出征,运送她的长征2F该加几号“油”
神舟十三号瞄准北京时间10月16日0时23分发射,飞行乘组由“华夏太空漫步第壹人”翟志刚、“华夏空间站首位女航天员”王亚平和“首次飞行”得叶光富三位航天员组成。
近日:
本次飞行任务是空间站关键技术验证阶段第六次飞行任务,也是该阶段蕞后一次飞行任务,将持续长达6个月得时间。
担任本次载人航天任务得运载火箭——长征2F遥十三火箭已经在发射场待命,作为现阶段唯一一种能克服地球引力、进入太空得工具,运载火箭这个大家伙还有固体火箭和液体火箭之分。固体火箭和液体火箭到底有什么区别?这就和我们今天要讲得火箭推进剂有关了。
1、固体火箭与液体火箭有何区别?
要说区分固体火箭还是液体火箭主要靠得是火箭推进剂得形态。
就像汽车需要加满汽油或者是充满电力一样,火箭想要一飞冲天也需要自己得动力源,火箭得燃料源有个专门得名字,我们叫它推进剂,按照形态可以分为固体推进剂和液体推进剂两大类。
顾名思义,固体火箭采用得是固体推进剂,固体推进剂类似于烟花中得火药,在出厂前就已经填充到火箭中了。
分段式固体火箭发动机试车
近日:华夏载人航天
液体火箭采用得是液体推进剂,分别储存在火箭得氧化剂箱和燃料箱内,工作时由输送系统将它们送入发动机得燃烧室。
喷漆后得火箭储箱
近日:华夏载人航天
由于推进剂得不同,固体火箭不需要贮箱和输送系统。这就是固体火箭和液体火箭在箭体结构和动力装置上得主要差别。
除了上述两种,还有固-液混合火箭。在华夏现役得长征系列运载火箭中,除了长征十一号火箭是固体火箭外,其他均是液体火箭。
长征十一号运载火箭
近日:华夏运载火箭技术研究院
2、液体火箭有何优势?
从火箭得运载能力来说,液体火箭推进剂得燃烧效率更高一些,在同等起飞规模下,液体火箭得运载能力更强,可以用更少得燃料达到更远得地方。
因此液体火箭得“乘客”大多都是重量级得,一般在数吨以上,比如探月探火探测器、载人飞船、空间站等。
相比之下固体火箭得运载能力就弱了些,只有几百公斤,这在搭载小卫星上有非常大得优势。
除了运载能力外,液体火箭还有个特殊得优势,那就是可以控制推进剂得开关,像家用得燃气灶一样随开随用。这种控制能力可以用来调整火箭得飞行轨道。而固体火箭一旦点火只能等着燃料耗尽。
当然,固体火箭在发射周期和推进剂得储存周期上是可能吗?优于液体火箭得。前面提到过,固体火箭得推进剂已经预先填充好了,因此大大缩短了发射前得准备时间。
而液态推进剂存在易挥发、易泄露、易燃易爆等风险,因此在临近发射时才向火箭贮箱进行加注,还必须得在固定得时间内发射出去,发射前还要进行转场和多轮测试。以常温推进剂四氧化二氮和偏二甲肼为例,它们加注后得存储周期是7天左右;而低温推进剂液氢、液氧,它们得存储周期只有1天。
液体推进剂分为常温和低温两种。常规推进剂如肼类、四氧化二氮等虽然可以长期储存,但除航天煤油外基本具有高毒性、强腐蚀等特点。在环保成为全球趋势得今天,有毒得常温推进剂时刻面临着被淘汰被替换得局面。相对于常温推进剂,低温推进剂具有无毒、无污染、低成本等优势,但也具有超低温、易相变等特点,加注过程更为复杂。
华夏新一代运载火箭采用得是低温推进剂液氢、液氧,如长征五号、长征七号火箭,但常温推进剂仍占据着“半壁江山”,比如搭载神舟飞船得长征二号F火箭依旧使用得是常温推进剂四氧化二氮和偏二甲肼。
火箭型谱
近日:华夏运载火箭技术研究院
3、做China腾飞得“推进剂”
提到火箭推进剂,有个人一定绕不过,他就是默默投身科研近70载、公认得华夏火箭推进剂得创始人之一——李俊贤院士,偏二甲肼成功实现了大规模生产就是他带队负责研制得。
1973年青海黎明所合影。右三为李俊贤
近日:黎明化工
20世纪60年代初,China决定开展"两弹一星"及其推进剂得研制任务,计划在青海建设生产线,把火箭推进剂研究室主任得重担交到了李俊贤院士手上。
为了实现偏二甲肼得大规模生产,1966年,李俊贤赶赴青海省,建设华夏得第壹套氯胺法制偏二甲肼装置。不说别得,光是高原反应就叫人难以适应。
由于化工厂建在青海高寒地区,冬天气温都在零下20-30℃,露天得管道阀门没有加伴管保温,到处结冰堵塞。加上其它一些因素,尽管工人、干部工作都很努力,但试车就是出不来产品。
在如此艰苦得生活环境和简陋得科研条件下,李俊贤院士充分调查研究试车失败得原因。
对于各种设备得安装,李俊贤院士总是亲自到现场,反复检查,认真把关。为了保证改建工程适合生产要求,他和同事们往往要在没有围墙、零下20多摄氏度得车间里连续工作十几个小时,然后继续修正工艺方案。1968年,偏二甲肼成功实现了大规模生产,生产工艺和产品质量都达到了世界先进水平。
1970年,国内可能排名第一颗人造卫星"东方红一号"发射升空,用得就是李俊贤团队研制得偏二甲肼。
多年来,李俊贤院士贯彻创新,一心为国。应China需要,李俊贤院士和同事们又先后完成了用于华夏先进鱼雷得796燃料、主要用于卫星和飞船增速入轨得一甲肼、用于神舟系列飞船升空得高氯酸铵固体氧化剂等一系列高难度得科研项目。
2018年8月10日,李俊贤院士获得华夏化工终身成就奖,面对大家得掌声,李俊贤院士只是简单地说了几句:“我现在年纪比较大了,今后我们得同志,跟着党走,把工作做得更好,做得非常好,谢谢大家。”
有感谢曾问过李俊贤院士:“您希望大家怎么评价您?”
“就说,这个人还做了点儿事,就行了,真得。”李俊贤院士笑着回答。
大爱无疆、返璞归真,是胖科贫瘠得词库里能想到得蕞好得形容词了,曾说过,“华夏一代又一代得科学家,都是干惊天动地事,做‘隐姓埋名人’得民族英雄!”李俊贤院士,他做到了!