航天为什么不用航天飞机(航天器为什么不用核燃料)
导语:航天发射为何不用纯酒精当推进剂?
虽然火箭是谁谁家在800多年前的发明,但是都是最原始的黑火药固体火箭。也就是俗称的钻天猴,这类火箭在当时的技术下也就是打打群架用,很难和航天联系起来。二战激烈残酷的战争极大的促进了科技的发展,德国人终于最早造出了现代化的大火箭,这就是V2飞弹,其实也是最早的实战化弹道导弹。V2飞弹的最高射高已经超过了距离地面120公里,最大射程已经可以达到400公里以上。已经是突破低层稠密大气层的亚轨道飞行物。初次给人类带来了彻底突破大气层,进入外太空飞行的可能性。当然通过V2的飞行,人类也大体知道了稠密大气层的上限在哪里。因此V2飞弹既是一种短程的弹道导弹。也算是最早的探空火箭鼻祖,可以进行完整的亚轨道飞行,而且基本奠定了后来液体弹道导弹和运载大火箭,
的主要技术路线。V2飞弹的主要燃料,是用的工业纯酒精。也就是乙醇。而氧化剂就是液态氧,而且用过氧化氢和高锰酸钾反应增强挤压循环。应该说乙醇和液氧对人类来说基本都是无毒的,那么为何此后的液体导弹和运载火箭都没有坚持下去呢。主要就是体现在乙醇和液氧的固有不足上。首先是乙醇虽然容易大量生产,但是乙醇的燃烧热量值比较低。乙醇燃烧甚至可以带走火焰区的一部分热量。如果直接对比野外用的煤油炉、酒精炉、汽油炉甚至液化气小罐炉子做饭烧水,就会发现酒精炉都是发热量最低的,不论是液体酒精还是固体酒精。因此即使用乙醇在液氧中燃烧。燃烧热值也不高。热值不高带来的火箭压缩比就小,喷出的气流产生的反冲也小。而且乙醇燃烧很容易积碳。另外液氧的制备虽然对二战末期的
德国来说,直接压缩空气再分离也已经是成熟的技术。但是液氧的长期保温却是个大问题。V2飞弹的液氧储箱很难长期保持零下183度的低温,这就必须把液氧保存在专门的低温保温桶内,发射前才加注。火箭上的液氧和乙醇储箱的体积都不小,导致V2飞弹也是一个直径超过1.7米,长度超过14米的庞然大物,但是因为乙醇燃烧比冲低下,只能飞行到150公里以下的高度,距离达到脱离地球引力的速度和高度都差距不小。二战德国战败,V2飞弹的技术被美国和苏联分别获得。甚至连布劳恩也被美国人抢了去。而苏联也直接山寨了V2飞弹作为苏联装备的第一代弹道导弹。不过很快发现一个不是笑话的笑话。相当一部分苏联人嗜酒如命,而当时的酒类在苏联国内仍要凭票供应,导致很多酒鬼根本就喝不痛快。而用纯乙醇当火箭燃料,结果发现经常丢失一部分。瀚海狼山认为不用查,也知道丢失的纯酒精到哪里去了。鉴于乙醇当火箭燃料的技术缺点以及和酒鬼们争抢的现实。
很快发明了一套新的火箭燃料和氧化剂,这就是偏二甲肼当火箭燃料,这是一种无色易燃液体,63摄氏度以下都是稳定的液体,但是对人有剧毒,因此不用再怕酒鬼们偷喝火箭燃料了。用四氧化二氮当氧化剂,也是常温下稳定的液体,外号红烟硝酸。仅仅看这个名,就知道也是不能随便喝的。这两种液体一旦遇到一起,不用点火就能剧烈的燃烧,比冲很大。体积不大还能长期保存,因此适应第一代液体洲际导弹和改造而来的航天火箭。当代大火箭追求环保,又逐步回到了无毒燃料上。但是一些飞船上的调整姿态的小火箭,仍然以偏二甲肼和四氧化二氮为主,因为不用点火,而且容易稳定携带。
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