[科普中国]-火箭燃料

原理

火箭燃料

航空煤油是无色透明的，闻上去和普通的煤油没什么区别，而且不易挥发。燃点大约在3000℃左右，别说用打火石了，就算用明火也是点不燃的！

氧化剂用的是四氧化二氮（N2O4)、液态氧(O2)或过氧化氢(H2O2)

运载火箭使用什么动力把航天器送上太空的呢？早在运载火箭发明前，人们使用油和汽作燃料，汽车、轮船和飞机就是靠这些燃料来行驶的。后来，科学家发明了靠化学能来产生动力的运载火箭。运载火箭是用煤油、酒精、偏二甲肼、液态氢等作为燃烧剂，而用液态氧、四氧化二氮等等提供的氧化剂帮助燃烧的，人们习惯上把燃烧剂和氧化剂通称为火箭发动机的燃料或推进剂。

分类推进剂有两种形式

从物理形态上讲，火箭发动机使用的推进剂有两种形式，一种是液态物质，另一种是固态物质。

液态火箭燃料从理论计算来看最佳液态燃料是液态氢 ， 它与 液态氧混合燃烧可 以产生大 约等于 350的 比冲量 [比冲量 ： 火箭发动机的推力 ( 千克力)与其喷出质点 每秒质量流量 (kg/s)的 比值]。如果用液态臭氧或液态氟来代替液 态氧 ，那么比冲量可提高到大约370。燃烧剂和氧化剂都是呈液体形态的发动机则称为液体燃料发动机。除液态氢以外，甲醇、乙醇、高浓度水合肼、 二甲肼、 硝基 甲烷等物质都可用作液体火箭燃料。1

固态火箭燃料硼氢化钠、二聚酸二异氰酸酯、二茂铁及其衍生物等都可用作复合固体火箭燃料。某些密度小的金属或非金属，例如锂、铍、镁、铝、硼等，尤其是铍在燃烧的过程中能释放出巨大的能量，每千克铍完全燃烧放出的热量高达15000 kJ，是一种优质的火箭燃料，放出的热量比氢气还多。通常把这些金属做成纳米级大小微粒的燃料剂。例如在火箭发射的固体燃料推进剂中添加质量分数1 的纳米级铝或镍微粒，每克燃料的燃烧热可增加l倍。但是，这些燃料的缺点是：其中一些元素很稀少，并在燃烧时都涉及技术困难—— 冒烟、氧化物沉积等等1。

如果在两种燃料中，一种为固体，一种为液体，则称为固－液火箭发动机或直接称其物质名称的火箭发动机。如，氢氧火箭发动机。由于固态燃烧剂产生的能量比液体氧化剂发出的能量高，所以，研制的火箭发动机多是固－液火箭发动机，两种燃料相遇燃烧，形成高温高压气体，气体从喷口喷出，产生巨大推力而把运载火箭送上了太空。

常用燃料：液氧-煤油 液氧-甲醇过氧化氢 - 对苯二酚