液體火箭發動機是當前運載火箭動力的重要基礎,在航天發射和深空探測中具有重要意義。對于液體火箭發動機,推進劑為火箭發動機提供能量。推進劑的選擇是發動機設計的重要步驟之一,其性能的好壞直接影響到發動機的性能。目前使用的液體推進劑按貯存特性主要可分為以液氫、液氧為代表的低溫貯存推進劑,以及基于肼基有毒燃料的貯存推進劑。 低溫貯存推進劑貯存性能差,對貯存溫度和貯存罐要求高,導致其成本高。后者,即肼基有毒推進劑如甲基肼和單亞甲基二甲肼,以及相應的氧化劑,雖然具有良好的貯存性能,但存在劇毒、腐蝕、致癌、價格昂貴、危險性大等缺點,這在一定程度上限制了航天動力的發展。此外,這些液體推進劑需要與相應的擠壓或泵供應系統結合使用,這也增加了發動機的結構質量。 ![]() 隨著生態環境保護意識的增強和航天任務對推力系統要求的不斷提高,研制一種易于存儲、性能優良、毒性低的推力系統將極大地促進航天動力的發展。一氧化二氮(氧化亞氮、N2O)是一種標準的工業液化氣體,在民生和醫療方面有很多應用。其良好的儲存、安全、無毒和可分解的特性使其在航空航天推進中也具有優異的性能。 一氧化二氮又稱“笑氣”,在常溫常壓下是一種無色氣體,有輕微的麻醉作用,能讓人開懷大笑,它通常被用作牙科手術中的鎮痛劑。一氧化二氮在室溫下是穩定的,當溫度超過793.15 K時,可以分解成氧氣(36.3%)和氮氣(63.7%)。產品的成分與空氣相似。一氧化二氮的分解反應可以產生大量的熱量,絕熱反應溫度可以達到1913.15 K,并且是自持的。使用催化劑可以加快這一過程并降低初始分解溫度。求越來越多,各種姿控小推力發動機也越來越受到重視231。 ![]() N2O能以液態形式在空間長期貯存,其飽和蒸氣壓較高,勿需在軌擠壓系統。N20無毒,且與常用結構材料相容,所以系統設計費用和使用維護費用都較低。由于N2O的獨特性能,其在小推力火箭發動機中具有廣泛的應用前景。N2O在使用中需要注意其濃度變化,工采網建議使用笑氣傳感器來監測N2O濃度,工采網代理了意大利Novasis 紅外笑氣傳感器-N2O傳感器模塊 - NG2-F-3,采用雙通道非分光紅外(NDIR)方式,可自動溫度補償,能需求集成到現有的測量系統或監測儀器中。 |