是固體火箭好還是液體火箭好 各有什麼優點

2022-03-13 17:02:45 字數 4780 閱讀 2186

1樓:學習方法與心理疏導

固體火箭發動機與液體火箭發動機相比較,具有結構簡單,推進劑密度大,推進劑可以儲存在燃燒到中常備待用和操縱方便可靠等優點。缺點是「比衝」小(也叫比推力,是發動機推力與每秒消耗推進劑重量的比值,單位為秒)。固體火箭發動機比衝在250~300秒,工作時間短,加速度大導致推力不易控制,重複起動困難,從而不利於載人飛行。

固體火箭發動機主要用作火箭彈、導彈和探空火箭的發動機,以及航天器發射和飛機起飛的助推發動機。

液體火箭發動機的優點是比衝高(25o~5oo秒),推力範圍大(單臺推力在1克力~700噸力)、能反覆起動、能控制推力大小、工作時間較長等。液體火箭發動機主要用作航天器發射、姿態修正與控制、軌道轉移等。

2樓:雲山柳

一、固體火箭發動機

固體火箭發動機為使用固體推進劑的化學火箭發動機。固體推進劑有聚氨酯、聚丁二烯、端羥基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚等。

固體火箭發動機由藥柱、燃燒室、噴管元件和點火裝置等組成。藥柱是由推進劑與少量新增劑製成的中空圓柱體(中空部分為燃燒面,其橫截面形狀有圓形、星形等)。藥柱置於燃燒室(一般即為發動機殼體)中。

在推進劑燃燒時,燃燒室須承受25o0~35o0度的高溫和102~2×107帕的高壓力,所以須用高強度合金鋼、鈦合金或複合材料製造,並在藥柱與燃燒內壁間裝備隔熱襯。

點火裝置用於點燃藥柱,通常由電發火管和火藥盒(裝黑火藥或煙火劑)組成。通電後由電熱絲點燃黑火藥,再由黑火藥點火燃藥拄。

噴管除使燃氣膨脹加速產生推力外,為了控制推力方向,常與推力向量控制系統組成噴管元件。該系統能改變燃氣噴射角度,從而實現推力方向的改變。

藥柱燃燒完畢,發動機便停止工作。

固體火箭發動機與液體火箭發動機相比較,具有結構簡單,推進劑密度大,推進劑可以儲存在燃燒到中常備待用和操縱方便可靠等優點。缺點是「比衝」小(也叫比推力,是發動機推力與每秒消耗推進劑重量的比值,單位為秒)。固體火箭發動機比衝在25o~300秒,工作時間短,加速度大導致推力不易控制,重複起動困難,從而不利於載人飛行。

固體火箭發動機主要用作火箭彈、導彈和探空火箭的發動機,以及航天器發射和飛機起飛的助推發動機。

二、液體火箭發動機

液體火箭發動機是指液體推進劑的化學火箭發動機。常用的液體氧化劑有液態氧、四氧化二氮等,燃燒劑由液氫、偏二甲肼、煤油等。氧化劑和燃燒劑必須儲存在不同的儲箱中。

液體火箭發動機一般由推力室、推進劑**系統、發動機控制系統組成。

推力室是將液體推進劑的化學能轉變成推進力的重要元件。它由推進劑噴嘴、燃燒室、噴管元件等組成,見圖。推進劑通過噴注器注入燃燒室,經霧化,蒸發,混合和燃燒等過成生成燃燒產物,以高速(25o0一5000米/秒)從噴管中衝出而產生推力。

燃燒室內壓力可達2o0大氣壓(約20ompa)、溫度300o~400o℃,故需要冷卻。

推進劑**系統的功用是按要求的流量和壓力向燃燒室輸送推進劑。按輸送方式不同,有擠壓式(氣壓式)和泵壓式兩類**系統。擠壓式**系統是利用高壓氣體經減壓器減壓後(氧化劑、燃燒劑的流量是靠減壓器調定的壓力控制)進入氧化劑、燃燒劑貯箱,將其分別擠壓到燃燒室中。

擠壓式**系統只用於小推力發動機。大推力發動機則用泵壓式**系統,這種系統是用液壓泵輸送推進劑。

發動機控制系統的功用是對發動機的工作程式和工作引數進行調節和控制。工作程式包括發動機起動、工作。關機三個階段,這一過程是按預定程式自動進行的。

工作引數主要指推力大小、推進劑的混合比。

液體火箭發動機的優點是比衝高(25o~5oo秒),推力範圍大(單臺推力在1克力~700噸力)、能反覆起動、能控制推力大小、工作時間較長等。液體火箭發動機主要用作航天器發射、姿態修正與控制、軌道轉移等。

參考資料

3樓:匿名使用者

一、固體火箭技術在石油領域中的應用

1.高能氣體壓裂彈(high energy gas fracture,簡寫hegf)

在**開採中,即使在最理想的**儲層中,傳統的一次採油( 利用儲層天然能量)和二次採油(通常是注水),一般只能採出**原始地質儲量的40%~60%; 如果地層條件不理想,一次和二次採油後甚至還有80%的**儲量殘留在地下。 如何利用新技術,提高**的三次採油率,一直是世界石油工業領域中極為關注的問題。

hegf是提高石油二次和三次採油率近十年發展的一種新的採油技術。其工作原理是:將hegf彈放入井下需要壓裂的油層儲層部位,將固體推進劑點火燃燒,產生的高溫高壓氣體(co2、co、h2o、no2、n2等) 迅速膨脹,通過井筒液體傳壓, 使油層岩石受力,當壓力超過油層中原始裂縫釋放能力和岩石本身的彈性應力時,岩石立即起裂,造成多種裂縫,在近井地帶與自然裂縫溝通,形成連通性良好的裂縫網路,從而增大儲油層部位的洩油麵積,達到油水井增產增注的目的。

hegf與傳統的水力壓裂法相比,具有峰值壓力高,升壓速度快( 是水力壓裂法升壓速度的幾百倍),並形成多條幅射狀網路裂縫等優點。hegf 對於泥質含量高、水敏性強、滲透性差的油層以及施工條件差、施工場地小、水源鄙俚納襯�蛻角�吞錚���視謾�egf是中國石油天然氣總公司重點推廣的提高產油率新技術專案。

兵器工業總公司204所、西安石油學院、航天工業總公司四院41所、7416 廠等單位與國內有關油田正在推廣使用hegf技術。航天工業總公司四院42所正在開發供hegf用的低成本固體推進劑。

2.稠油熱採技術

世界上稠油儲量為9000億噸,稀油儲量為3600億噸,而世界稀油實際可採儲量為957億噸。目前世界石油年消耗是30億噸,其中稠油的產量僅佔石油總產量的5%,40年後將會出現世界性石油危機。因此世界石油國家都極為重視稠油開發。

我國儲藏的大量稠油也末被開採,2023年全國稠油產量大致為1000萬噸,僅佔我國當年石油總產量的10%左右。

稠油粘度高,要將油層中的稠油流入井筒採到地面,需要降低稠油的粘度。降低稠油粘度的辦法很多,如化學(加稠油降凝劑)、電加熱、火燒油層、蒸汽熱採等方法, 但這些方法不適用於大於1000米深井的稠油開採,且成本較高。

目前國內外均在研究利用推進劑燃燒產生的熱值,加熱油層中的稠油以降低其粘度。由於推進劑自帶氧化劑,可在井下燃燒,熱能利用率高,又不受深井的限制,只要推進劑成本可接受,這種稠油熱採技術的發展前途很大。此外,還可將燃燒劑和氧化劑源源不斷輸入井下燃燒,加熱油層,吞吐加熱後的稠油推進劑稠油熱採技術一旦開發成功,將對我國和世界石油工業作出巨大貢獻。

3.固體火箭石油鑽井技術

利用固體火箭在合適的地層結構進行石油鑽井,可作為機械鑽井的一種補充手段。火箭鑽井的優點是佔地面積小、操作簡便、工效快、成本低。固體火箭鑽井技術,北京航空航天大學於70年代在勝利油田作過多次試驗,技術上已獲得成功。

二、固體火箭技術在消防滅火領域中的應用

火災是給國家和個人造成損失慘重的一種災難。2023年大興安嶺火災,使當年全國火災損失高達8.05 億元;2023年全國共發生火災37528起,死亡1845人, 經濟損失6.

3億元;2023年全國火災經濟損失高達 8.5億元,其中人們印象深刻的清水河危險品倉庫火災損失高達2.4億元;首都隆福商業大廈火災損失2000 萬元。

造成火災經濟損失巨大的原因之一,是缺少現代化的有效消防滅火設施。

1.固體火箭滅火彈

火箭滅火彈的主要用途是在消防人員不能接近的著火區,依靠火箭實施遠距離滅火,以及對高層建築物等區域性著火區實施定向滅火。因此火箭滅火彈非常適用油田、油庫、倉庫、煉油廠、化工廠、森林、草原、機場、火車、輪船、碼頭、高層建築等場所。

航天工業總公司三院31所和兵器工業部204所等單位正在研製生產火箭滅火彈。

2.燃氣發生器滅火機

這種滅火機的特點是利用含有燃氣發生劑的發生器作為動力源,驅動固體粉末滅火劑(重晶石乾粉),達到瞬時滅火效果,這種滅火機裝置簡單、使用方便、用途廣泛、**也適中。俄羅斯一個軍工單位已生產多年,並已打入國際市場,取得了較好的經濟效益。我國寶雞消防器材廠已定型生產。

3.小型滅火槍

小型滅火槍是利用廉價推進劑作為動力源,驅動裝於頭部的固體粉末滅火劑達到瞬時滅火效果。這種小型滅火槍使用很方便,對家庭煤氣灶、石油氣灶、電氣裝置突然失火有迅速滅火的作用。滅火槍槍身可重複使用,國內已有廠家生產。

三、固體火箭技術在救生安全領域中的應用

1.救生火箭

救生火箭是為艦、船遇到強大風浪或海上發生危險時, 藉助火箭將纜繩發射至碼頭或海岸,牽引艦、船靠近碼頭和海岸,達到救生目的。

2.火箭救生筏

當發現離船舶遠處落水人員時,利用火箭將氣脹式急救救生筏發射至救生目標處,達到急救落水人員目的。這種氣脹式急救救生筏遇海水擊發氮氣發生器,氮氣迅速充氣救生筏達到充氣要求。

由兵器工業部203所研製成的固體火箭「拋射式救生浮具系統」已被應用。

四、利用固體火箭技術開發新的能源

1.固體燃料磁流體發電機

常規發電方式是將熱能先轉換成機械能,再由機械能轉換成電能,而磁流體發電直接把熱能轉換成電能,因此大大提高了能源轉換效率。固體燃料磁流體發電機是基於電磁作用反應原理製成的,它由燃燒室、發電通道和磁鐵三大主要部件組成。固體燃料在燃燒室燃燒形成具有導電效能的高溫導電氣流,經燃燒室尾部的加速噴管高速穿越置於磁場中部的發電通道,做切割磁力線運動,導電流體中的自由電子在磁場作用下做定向流動,通過發電通道上的電極與外接負載形成閉合迴路時,就有電能輸出。

磁流體發電機用的固體燃料中含有少量易電離的鹼金屬物質,以提高流體的導電性。

美、俄等國家已將火箭推進劑成功地用於磁流體發電。固體燃料磁流體發電機可用做鐳射電源器和研究熱核反應的試驗電源和其它特種電源。

2.高功率固體燃料電池

這種電池中裝有固體燃料,由電雷管或撞擊雷管引燃固體燃料,促使該電池中的化學物質在高溫下迅速發生化學反應,產生高功率電能輸出。適當選擇燃料及配比使其具有一定的能量特性和燃燒特性,可在一定範圍內增加電池的功率和工作時間。

這種高功率固體燃料電池的優點是充電時間短、體積小、重量輕,使用過的電池可重複更換固體燃料,可用作導彈的彈上電源和要求功率高而重量輕、工作時間短的場所。

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