火箭如何使液态氢(燃料成分)的温度保持在-253°C ?

时间:2021-11-05 09:26:21   作者:
火箭如何使液态氢(燃料成分)的温度保持在-253°C

这是阿特拉斯5号火箭,半人马火箭的上层使用液态氢和液态氧(LH2/LOX)的组合作为燃料。

注意从上层和左边飘来的水蒸气云团,你可以看到由于火箭的震动而碎裂的冰粒。这些云的形成是由于通风阀对罐内冷得离谱的东西进行通风,如果不通风,罐内的压力就会升高到足以爆炸的程度。

因为LH2/LOX在不断沸腾。当你把它们暴露在正常条件下时,它们不一定会完全煮沸,就像你煮沸水一样,不管炉子的温度有多高,水都是恒定的100摄氏度(212华氏度),永远不会超过,但是,炉子的温度越高,水以蒸汽的形式蒸发的速度就越快。

LH2/LOX就像这样——它们会保持在极冷的液体中,然后慢慢地以各自的气体(氢和氧)的形式蒸发掉,这取决于外部的温度。因此,使用这些低温液体的太空飞行器上的绝缘层更像是控制沸腾速度,而不是试图保持它们的低温——绝缘层越厚、越有效,飞行器保持燃料液态状态的时间就越长。

你看到的从上面的阿特拉斯5号上脱落下来的冰也是一层有效的保温层,当时它们还只是燃料箱外部形成的冰。

而且:你不能困住里面的蒸汽。就像我说的,必须要有通风设备才能把里面的气体全部排出,虽然听起来有点违背直觉。燃料一直在沸腾,再次,它们会产生大量的气体,如果你试图把它们放在一个完全固体的燃料箱里,里面的压力会增加,直到燃料箱爆炸-那不是你想要的。
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