長徵五號上的液氫液氧燃料有哪些技術難點和突破?離成功更進一步

2020-12-05 思遠觀察

火箭燃料對火箭發動機推力大小而言至關重要,最早的火箭採用普通航空煤油作為燃料,但很快暴露出燃燒不充分以及推力不足等問題。之後為了改進燃料,各國也是不遺餘力,我國長期就是航天大國,自然十分關注航天燃料的發展,最近我國發射的長徵五號就採用新型燃料——液氫液氧燃料。它傳統燃料相比有哪些難點呢?

首先,是密度低,氫氣在液態情況下密度只有煤油的十二分之一,這樣它的體積就比較大,對儲存的容器要求比較高,不容易儲存,而且更容易發生危險,必須有更高的安全指標。其次,由於其溫度非常低,達到零下200多度,一旦遇到空氣,就會使空氣發生冷凝,容易堵塞管道,而且冰晶撞擊還可能導致氫氣爆炸。所以火箭發射前,必須使用非常複雜的工序清除火箭周圍的空氣,現在使用的是氦氣吹除法。液氫液氧十分不穩定,一旦有液態的氣體遇到高溫物體,就會迅速沸騰,而氫氣沸騰是非常危險的,容易導致火箭發動機毀壞。而接觸的高溫物體就是氫泵,必須做好它的冷卻工作。

由於液態氫溫度極低,所以很容易導致潤滑油發生凝固,所以傳統潤滑油不能使用,必須研發新配方,現在使用的就是新型化合物為原料的潤滑油。而且,由於液態氫密封非常困難,傳統橡膠封閉環對其無效,所以現在必須使用特殊的鋁質墊片,然後在外表塗上特殊材料。雖然長五發射遇到挫折,但畢竟技術難度太大,一次失敗可以為以後工作提供寶貴的經驗,未來在技術人員攻堅克難之下,肯定能夠成功。

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