哪种是最有效的火箭燃料?

时间:2022-08-10 10:21:19   作者:
有几种奇异的化合物/组合可以达到接近ISP-700的真空比脉冲数字。它们含有氟和硼,极易爆炸、腐蚀、易燃和有毒。这个答案将专门针对可实际使用的火箭燃料,而不是不可用的实验。目前,最有效的可用推进剂组合实际上是液氢和液氧。在真空条件下可实现ISP-460的比脉冲。

这种超高效燃烧的关键在于氢的低质量;它为火箭增加了最小的重量,同时为燃烧过程提供了巨大的能量。这似乎是使用氢和氧作为火箭推进剂的最有效的方法,但这是虚幻的。液氢的密度非常低,需要巨大的容器来容纳它。相比之下,液态氧相当重。不幸的是,需要大量的它来氧化储存的氢气。此外,还需要大量的绝缘材料来保持两者在极低的低温下。即便如此,也会有相当一部分损失。

上述因素大大降低了该推进剂组合的有效比冲;减少了推进剂的实际能量,而强迫使用更大/更重/更拖的组件,只是为了使用这种组合。有一个前瞻性的组合,可以field一个特定的冲量,相当于hydrolox,同时消除这些负面影响。这种推进剂组合需要一种固体火箭架构;也就是说,冷冻固体推进剂,更窄的火箭体,没有液体处理组件。

这种组合就是五氧化二氢和肼;都在30华氏度下冻成固体由于它们是不稳定的化合物,含有松散的氢和氧,它们必须在略高于冰点的温度下组装,然后立即冷冻,必要时完全分开。一旦有了足够的数量,它们就可以被放入固体火箭助推器中,或者以传统的方式,或者包含在助推器内并排放置的隔离管中。

这些助推器必须在冷冻温度下储存,即使在发射过程中也要保持在冷冻温度以下。推进剂的温度高得多,打破推进剂分子键所需的最小能量,不需要燃烧燃料就能泵出推进剂,整个系统的质量低得多,上升过程中的大气阻力大大减少,这些都有助于产生与水氧化合物相当的有效比冲。
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