美國宇宙神火箭尾氣很濃,為何長徵五號幾乎沒有尾氣?

2020-08-04 蒜頭聊科學

長徵五號運載天問一號,宇宙神火箭運載毅力號,2個火星發射任務都已經完成,看過火箭發射視頻的小夥伴應該可以發現非常明顯的不同:宇宙神火箭尾氣非常濃厚,而長徵五號幾乎沒有尾氣,只能看到尾焰。

通過發射圖片對比,可以輕鬆看到差距。

美國宇宙神火箭尾氣很濃,為何長徵五號幾乎沒有尾氣?

宇宙神V(左),長徵五號(右)

宇宙神V運載火箭——固推燃料:

運載毅力號的宇宙神V火箭,採用雙燃燒室雙噴口煤油機,搭配4個固體助推,4個固體助推並不對稱,而且宇宙神頭部較大,遭到很多人吐槽,而較大的濃煙尾氣,其原因歸結於固推。

固推燃料需要氧化劑以及固氧燃料,整體起飛穩定性較好,但燃料的效率較低,美國、日本、歐洲一般都使用固液混合火箭——液體燃料不完全燃燒形成氣態霧,尾氣不明顯;固態燃料不完全燃燒形成固態顆粒煙,尾氣非常明顯。


美國宇宙神火箭尾氣很濃,為何長徵五號幾乎沒有尾氣?


固推燃料是形成尾氣的關鍵,但也有環境影響。

比如在冬天,我們呼氣就會出現大量煙霧,火箭也是同樣的道理,如果在溫度較低的環境下發射火箭,那麼無論使用什麼燃料,都會形成較大的尾氣。

火箭發射自然會汙染環境,但是目前世界範圍內,火箭發射的頻率不算很頻繁,因此對環境的影響不大。


美國宇宙神火箭尾氣很濃,為何長徵五號幾乎沒有尾氣?


長徵五號運載火箭——氫氧、煤油燃料:

長徵五號在發射天文一號時,採用2臺氫氧發動機、8臺煤油發動機,其中氫氧為主要推動,煤油為助推,長徵五號發射過程中,幾乎所有的尾氣都是由煤油產生,氫氧燃燒只會生成水,幾乎沒有尾氣。

按照發射效果來說,個人更喜歡長徵五號的無尾氣發射,能夠清楚看到尾焰的效果,不過宇宙神V運載火箭尾氣濃厚,或許更顯動力十足。


美國宇宙神火箭尾氣很濃,為何長徵五號幾乎沒有尾氣?


中國長期以來,都以氫氧和煤油燃料為運載火箭的核心,固推火箭整體數量較少,整體技術尚不成熟,快舟11號運載火箭,就是使用固推燃料。

固體燃料相比液態燃料,需要的儲存空間較少,反應速度較快,很多運載火箭以及飛彈,都使用固體燃料;液體燃料相比固體燃料,保質期更長,燃料比衝量較高,燃燒較為充分,更加環保。兩種燃料各有優勢,只是不同國家研究的重心不同。


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固體燃料目前廣泛運用於快速發射,由於固體燃料汙染較大,目前絕大多數都是固液混合型。

隨著人類對太空的探索,液體燃料愈加重要,在其他星球上,相比製造固體燃料,製作液體燃料更加輕鬆可行,只要有水(冰)的星球,就可以得到氫氣,而火星也存在大量甲烷氣體,人類想要進行深空探測,必須要適應太空的不同星球,利用路上遇到的星球,提取燃料,增加飛行距離!


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