液体推进剂火箭爆炸辐射效应研究
火箭推进剂课题研究报告
火箭推行剂课题探究报告摘要：火箭推行剂是火箭发射过程中所需的重要物质，对火箭的性能和效能具有直接影响。
本报告通过对火箭推行剂的性质、分类、制备和应用进行综合探究，总结了目前常用的几种推行剂，并探讨了将来进步趋势和挑战。
一、引言火箭推行剂是火箭发射过程中的动力源，它的性能直接干系到火箭的推行力、速度和载荷能力。
因此，对火箭推行剂的探究具有重要意义。
二、性质与分类火箭推行剂的性质包括燃烧性能、密度、稳定性、可控性等。
依据化学反应方式，可以将火箭推行剂分为氧化剂和燃料两大类。
常见的氧化剂有液氧、固体氧化剂和过氧化物等；常见的燃料有液体燃料、固体燃料和混合燃料等。
三、制备技术火箭推行剂的制备技术主要包括液体推行剂的配制、固体推行剂的压制和混合推行剂的合成等。
其中，液体推行剂的配制技术是关键，涉及到燃料与氧化剂的配比、物理性能的调控等。
四、应用领域火箭推行剂的应用领域广泛，主要包括航天、军事和民用等方面。
航天领域是火箭推行剂的主要应用领域，涉及到卫星发射、空间站建设等；军事领域主要用于导弹和战斗机的动力装置；民用领域主要应用于火箭发射、航天旅游等。
五、将来进步趋势和挑战将来火箭推行剂的进步趋势主要包括提高推行剂的比冲和燃烧效率、缩减对环境的影响、开发新型推行剂等。
同时，也面临着燃料成本、安全性和可持续进步等方面的挑战。
六、结论火箭推行剂是火箭发射不行或缺的重要组成部分，对火箭性能和效能的影响至关重要。
本报告通过对火箭推行剂的性质、分类、制备和应用进行了综合探究，总结了目前常用的几种推行剂，并探讨了将来进步趋势和挑战。
将来的探究应该致力于提高推行剂的性能和效率，同时重视环境保卫和可持续进步。
液体火箭发动机羽烟紫外辐射特性分析
摘要 ： 通 过分 析火 箭发 动机 羽烟 的紫外辐 射机 理 ， 建 立 了适用 于热 发射 、 Ｃ Ｏ＋０化 学发 光 、 Ｏ Ｈ 自由基化 学发 光 的液 体 火箭发 动机 羽烟 紫 外辐 射模 型 ， 可 以考 虑 热发 射 、 Ｃ Ｏ＋０ 化 学发 光 、 Ｏ Ｈ自 由基化 学发 光等 紫外辐 射机理 。在 分别 计算 流场 和辐 射传 输 的基础 上 ， 分 别采 用 二 维和 三维 网格
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｕｌ ｔ ｒ ａ ｖ ｉ ｏ ｌ ｅ ｔ Ｒａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ Ｌｉ ｑｕ ｉ ｄ Ｐｒ ｏ ｐｅ ｌ ｌ ａ ｎｔ Ｒｏ ｃ ｋｅ ｔ Ｍｏ ｔ ｏ ｒ Ｅｘ ｈａ ｕｓ ｔ Ｐｌ ｕｍ ｅ ｓ
改进提 供参 考 。
关键 词 ：光学 ；液体 火箭 发动 机 ；羽烟 ；紫外 ；辐 射强度 ； 辐 亮度
中图分 类号 ： ０ ４ ３ ２ ． １ 文献标 志码 ： Ａ 文章编 号 ：１ ０ ０ ０ ． １ ０ ９ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ４ １ ８ － ０ ７
ＤＯＩ：１ ０． ３ ９６ ９ ／ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ． １ ０ ０ ０— １ ０ ９ ３． ２ ０１ ３． ０ ４． ０ ０６
Ｇ Ｕ Ｏ Ａ ｉ － ｙ ａ ｎ ， Ｂ Ａ Ｉ Ｔ ｉ ｎ ｇ — ｚ ｈ ｕ ， ＨＡ Ｎ Ｑ ｉ ａ ｎ ｇ ，Ｔ Ａ Ｎ Ｇ Ｙ ｉ
牵制释放过程中火箭液体推进剂的建模研究
强 度 与 环 境
Ｓ ＴＲＵＣＴＵＲＥ ＆ ＥＮＶＩ ＲｏＮＮ Ｅ Ｉ ＮＴ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ｄ ｅ ．００ ｃ２ ８
、 １３ ． ． ， ． ５ ＮＯ ６ ０
牵制释放过程 中火箭液体推进剂 的建模研 究
李道奎 刘林 万军
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｓ ｍｕ ａｅ ｌｎ ｙ ｉｏ ｒ ｐ ｃ ｓ ｌ ｔ ｒ ｌ ｏ Ｏ ａ ｃ ｍｐ ｉｈ ｎ ｈ ｓ ｒ ｃ ： ｉ ｌｔ ｈ ｒ ｐ ｒ ｏ ｑ ｉ ｒ ｐ ｌ ｔ ｓ ｔｏ ｉ ｏ ｉ ｍａ ｅ ｉ ｒｔ ｃ ｏ ｌ ｉ ｇ ｔ ｅ ｎ ｙ ｌ ａ ｂ ｄ ａｆ ｓ
（ 国防科学技术大学航天与材料工程学院 ，长沙 ４０ ７ ） １０ ３
摘要 ：为进行牵制释放过程 中火 箭贮箱 的承载分析 ，采用各 向同性的固体材料模拟液体推进剂。论
述 了材 料特性的选取依据 ，使用 有限元程序 Ｎ Ｔ ＡＮ对 比分析了火 箭充液贮箱的三种不 同模型的 ＡＳ Ｒ
模 态，静态过载分析表 明所采用的固体模型具有液体的相似属性，对 比了在牵制过程贮箱几种模型 的动 力学响应 曲线 ，并得出了贮箱在释放过程 的承载 曲线 。证明了推进剂模 型的有效性和合理性 ，
ｈｏ ｄ． ｗｎ ｎｄ ｒ ｌ ａ ｅ ｌ ｄｏ ａ ｅｅ ｓ
ＬＩ ｏ ｋ ｉ ＬＩ Ｌｉ Ⅵ， Ｄａ — ｕ Ｕ ｎ ＡＮ ｕ Ｊｎ （ ｏｌｇ ｆ ｒ ｓ ａ ｅａ ｄＭａｅｉｌ ｇｎ ｅｉｇ Ｎａｉｎ ｌ ｉ． Ｄ ｆｎ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｃｈ ｎ ｓ ａ４１０ ３ Ｃ ｉａ Ｃ ｌ ｅｏ Ａｅ ｏｐ ｃ ｎ ｔｒａ ｉ ｅｒｎ ， ｔ ａ ｖ ’ ｅ ｅ ｓ ｃ ｎ ｌｇ ， ａ ｇ ｈ ０ ７ ， ｈｎ ） ｅ Ｅｎ ｏ Ｕｎ Ｔ
HAN基单元推进剂研究研究综述
HAN基单元推进剂研究研究综述摘要：介绍了国内外近三十年来硝酸羟胺（HAN）为基的液体单元推进剂在在燃烧速率、化学反应动力学和燃烧火焰结构特征的研究现状。
并对HAN基单元推进剂作为肼类推进剂的替代物在新概念武器和航天推进方面的应用作出展望，对未来工作中存在的问题进行了讨论。
关键词：硝酸羟胺燃烧速率化学反应动力学火焰结构0 背景单元推进剂系统的发展已经历数十年，它简单的供应系统和控制系统使它具有非常的吸引力，而它的高可靠性和低成本可以和双基推进剂的高比冲相媲美。
肼（N2H4）是使用最广泛的单元推进剂，广泛用于姿态控制、轨道控制和气体发生器。
然而，肼类燃料的主要缺陷是毒性和易燃性的危害，这些都需要昂贵的地面支持和保障系统，从而限制了肼类燃料用于一些小型和廉价的空间飞行器。
随着人类环保和可持续发展意识的提高，推出性能更好，环境有好的单元推进剂已成为推进剂领域的一种迫切需要。
近年来，随着人们探索外层空间活动和商业发射活动的日趋频繁，空间发射费用的提高，需要提高发射性能以及发射相关的环境问题正在改变着火箭的设计和推进剂选择的标准，除却所考虑的比冲和密度外，环境因素、操作性能、成本都是目前考虑的关键因素。
这些因素引起人们对HAN基单元推进剂表现出强烈的兴趣，因为它能提供简单、安全、可靠、低成本和高性能的单元推进剂系统。
硝酸羟胺（HAN）是一种富氧化合物，主要应用于放射性元素提取、核原料的处理及核废料的再生等。
自20世纪70年代起，美国军方开始了以HAN为基的液体枪炮发射药的研究，已研究出多种配方的液体发射药。
同时，美国国家航天和航空局（NASA）在TOMS-EP、TRMM和MAP三个推进剂发射项目上对HAN基和N2H4单元推进剂进行了研究，结果表明，HAN 基单元推进剂和使用N2H4单元推进剂相比，所使用的燃料质量、燃料体积、储仓容积、储仓质量都有所减小。
HAN 基系列单元推进剂主要由硝酸羟胺（HAN ）、三乙醇胺硝酸盐（TEAN ）和水按一定比例配成，目前公认较好的配方是LP1845和LP1846。
研究与实践 了解火箭推进剂
研究与实践了解火箭推进剂研究目的火箭推进剂在航天和军事等领域具有广泛的应用。
通过查阅资料，了解火箭推进剂的发展历史、现状及趋势，感受火箭推进剂的发展对人类社会进步的促进作用，体会化学反应中能量变化的重要价值。
阅读材料材料一了解火箭推进剂的发展历史火箭燃料发展历史按火箭的第一级燃料分为4代。
第1代：火药，就像节日放的冲天炮，人工降雨用的小火箭。
第2代：燃料：偏二甲肼。
氧化剂是四氧化二氮。
特点：技术成熟，价格低廉，但是有剧毒。
第3代：燃料：煤油。
氧化剂是液态氧。
特点：无毒，性能高，燃料密度高，火箭直径比较小，技术成熟，价格低廉。
第4代：燃料：液态氢。
氧化剂是液态氧。
特点：无毒，性能奇高。
材料二了解我国目前常用的火箭推进剂的类型、成分和特点目前，火箭推进剂主要有三种类型：液体推进剂、固体推进剂和混合型推进剂。
(1)液体推进剂液体推进剂，比较常用的有：四氧化二氮－肼类(偏二甲肼，一甲基肼，肼)，液氧－煤油，液氢－液氧等。
四氧化二氮－肼类推进剂被广泛使用，特点是可在室温下储存，技术成熟，可靠性高。
但其燃烧效率比较低且有毒污染环境。
液氧－煤油推进剂作为常温推进剂，使用方便，安全性好，且价格便宜。
液氢－液氧推进剂这种组合是当前最有潜力的组合，其燃烧效率很高，清洁无污染。
但是价格昂贵，储存、运输、加注、发动机制造都要求更高。
(2)固体推进剂固体推进剂是燃料和氧化剂的混合体。
固体推进剂有聚氨酯、聚丁二烯、端羟基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚等。
固体推进剂火箭主要的优点是结构简单，成本相对较低，使用非常安全，瞬间的爆发推力巨大，缺点是推力无法调节并且推进效率低。
(3)混合推进剂混合推进剂是液体和固体推进剂的混合体。
它能够像液体火箭发动机那样进行推力调节，系统比较简单。
但混合推进剂火箭发动机的燃速低，燃烧不均匀，效率低。
材料三 火箭推进剂的发展趋势——绿色推进剂随着航天技术的不断进步，人类航天事业蓬勃发展，在当前环保压力和经济效益的双重背景下，提出了绿色推进剂的概念。
火箭推进剂课题研究报告
火箭推进剂课题研究报告引言：火箭作为一种重要的航天工具，其推进剂的性能和稳定性是保证火箭发射成功的关键因素。
本文将对火箭推进剂进行课题研究，探讨其关键技术和应用发展。
一、火箭推进剂的概述火箭推进剂是指用于产生推力和驱动火箭运行的化学物质。
通常包括氧化剂和燃料两个主要组成部分。
氧化剂通常采用液态氧、硝酸、高氯酸等，而燃料则包括液态烃类、液态氢、液态氨等。
火箭推进剂的性能受到燃料的热值、密度和氧化剂的活性等多个因素的影响。
二、关键技术研究1. 燃料效率的提升：燃料的效率直接影响火箭的推力和运载能力。
目前，研究人员正在探索新型燃料，以提高火箭推进剂的比冲和燃烧效率。
例如，固体氢和氧的组合被认为是一种高效的燃料组合，可以提供更高的推力。
2. 推进剂的环保性：现代社会对环保的要求越来越高，因此火箭推进剂的环保性成为研究的热点。
研究人员正在开发一些低毒、低污染的推进剂替代传统的高毒化合物，以减少对环境的影响。
例如，绿色推进剂（Green Propellant）采用硝酸盐作为氧化剂，可有效减少对大气臭氧层的破坏。
3. 推进剂的稳定性：推进剂的稳定性对火箭安全起着至关重要的作用。
研究人员致力于提高推进剂的储存稳定性和使用稳定性，减少事故发生的风险。
目前，研究集中在寻找稳定性更高的化学组合和储存方式。
三、应用发展展望未来，火箭推进剂的研究将更加注重绿色环保和高效能的发展方向。
一方面，推进剂将更加注重减少对环境的污染和生态破坏，如开发更多绿色推进剂替代传统有毒有害物质。
另一方面，火箭推进剂将追求更高的推力和运载能力，以满足人类对太空探索的需求。
结论：火箭推进剂的研究课题涉及多个方面的关键技术，包括燃料效率提升、推进剂的环保性和稳定性等。
未来，火箭推进剂的发展应注重绿色环保和高效能的方向，以满足人类对太空探索和发展的需求。
通过不断的研究和创新，将推进剂的性能和稳定性不断提高，为火箭发射和航天探索提。
关于火箭推进剂的研究报告
关于火箭推进剂的研究报告一、引言火箭推进剂作为火箭发动机的重要组成部分，直接影响着火箭的推力和性能。
近年来，随着航天技术的发展和需求的增加，对火箭推进剂的研究与应用也日益重要。
本报告将就火箭推进剂的类型、性能和应用进行探讨。
二、火箭推进剂的类型1. 固体推进剂：固体推进剂由固体燃料和氧化剂组成，其特点是结构简单、稳定性高，适用于短程火箭和导弹。
固体推进剂的优点是推力大，缺点是无法调节推力大小。
2. 液体推进剂：液体推进剂由液体燃料和液体氧化剂组成，其特点是推力可调节、比冲高，适用于长程火箭和航天器。
液体推进剂的优点是灵活性高，缺点是结构复杂、存储困难。
3. 混合推进剂：混合推进剂由固体燃料和液体氧化剂组成，结合了固体推进剂和液体推进剂的优点，适用于中程火箭和卫星发动机。
混合推进剂的优点是结构简单、易于控制，缺点是推力相对较小。
三、火箭推进剂的性能1. 比冲：比冲是衡量火箭推进剂性能的重要指标，表示单位质量推进剂产生的推力效果。
比冲越高，表示推进剂的能量利用效率越高。
2. 密度：推进剂的密度决定了火箭的质量和体积，密度越大，推进剂所占据的空间越小，有利于提高火箭的有效载荷。
3. 燃烧温度：推进剂的燃烧温度直接影响火箭的推力和喷口速度，温度越高，火箭的推力越大，但也会对发动机材料和结构造成挑战。
四、火箭推进剂的应用1. 载人航天：火箭推进剂在载人航天中起着至关重要的作用，其性能和安全性直接关系到宇航员的生命安全。
因此，对于载人航天任务，需要选择可靠性高、性能稳定的推进剂。
2. 卫星发射：卫星发射是火箭推进剂的主要应用领域之一。
推进剂的性能和效率直接影响卫星的轨道和寿命，因此，在卫星发射任务中，需要选择能够提供足够推力和较长作用时间的推进剂。
3. 探测任务：火箭推进剂也广泛应用于探测任务中，如月球探测、火星探测等。
对于这类任务，推进剂的性能和效率同样非常重要，能够提供足够的推力和速度，确保探测器能够准确抵达目标。
典型单组元液体推进剂爆炸特性及爆炸冲击波传播规律
第41卷增刊2 2020年6月兵工学报ACTA ARMAMENTARIIVol.41Suppl.2Jun.2020典型单组元液体推进剂爆炸特性及爆炸冲击波传播规律崔宁▽,杜忠3,刘英1,李文海1,徐森4,刘彦2,5,李聪1（1.中国兵器工业火炸药工程与安全技术研究院，北京100053； 2.北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室，北京100081；3.西安航天神舟建筑设计院有限公司，陕西西安710005；4.南京理工大学化工学院，江苏南京210094；5.北京理工大学重庆创新中心，重庆401120）摘要：为研究目前火箭发动机中广泛使用的两种典型单组元液体推进剂的爆炸危险性，开展单推-3（DT-3）及无水肼爆炸效应的实验研究和理论分析。
实验在获取DT-3及无水肼冲击波感度数据的基础上设计了样品的起爆方式，并在到爆心不同距离的点上测量了冲击波压力曲线，分别得到5L、10L推进剂样品在不同位置处的峰值压力和衰减规律。
结合单组元液体推进剂自身特点和量纲分析法对其爆炸冲击波的传播规律进行初步探讨，并对5L和10L小药量的DT-3和无水肼开展爆炸冲击波当量评估研究。
结果表明：在二次拋洒爆炸条件下，单组元液体推进剂的爆炸冲击波超压在传播过程中出现明显的双峰结构；以冲击波梯恩梯（TNT）当量作为爆炸效应威力的评估指标时，随着距离的增大，两种液体推进剂样品的超压TNT当量单调减小；冲击波超压在近区并不严格符合爆炸相似律，在评估其爆炸冲击波当量时需引入等效反应质量等概念进行修正。
关键词：单组元液体推进剂；爆炸特性；爆炸冲击波；传播规律；冲击波TNT当量中图分类号：O382+.1；V511+.3文献标志码：A文章编号：1000-1093（2020）S2-0026-09 DOI：10.3969/j.issn.1000-1093.2020.S2.003Explosion Characteristics and Shock Wave Propagation ofTypical Liquid MonopropellantsCUI Ning i，2,DU Zhong3,LIU Ying1,LI Wenhai1,XU Sen4,LIU Yan2,5,LI Cong1（1.Research Institute of Explosives Engineering and Safety Technology,NORINCO Group,Beijing100053,China；2. State Key Laboratory of Explosion Science and Technology,Beijing Institute of Technology,Beijing100081,China；3.Xi'an Aerospace Shenzhou Architectural Design Institute,Xi'an710005,Shaanxi,China；4.School of Chemical Engineering,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing210094,Jiangsu,China；5.Bijing Institute of Technology Chongqing Innovation Center,Chongqing401120,China）Abstract:The explosion effects of DT-3and anhydrous hydrazine are studied experimentally and analyzed theoretically for the explosion hazards of two typical liquid monopropellants used in liquid rocket engines. Based on shock sensitivities of DT-3and anhydrous hydrazine propellant3,a detonation mode was designed,and the shock wave pressures at different distances from detonation center were measured. Peak pressures and attenuation laws of5L and10L propellant samples at different locations were obtained respectively.Based on experimental data and characteristics of liquid monopropellant,the propagation laws and TNT equivalents of explosive shock waves of two propellant samples were studied.收稿日期：2020-03-27基金项目：国家部委重大项目（2019年）作者简介：崔宁（1988—）,女，工程师，博士研究生。
火箭推进器的研究与应用
火箭推进器的研究与应用火箭推进器是一种重要的航天器件，其作用是提供火箭所需的动力。
随着技术的不断发展，火箭推进器的性能得到了大力提升，应用范围也逐渐扩大。
本文将探讨火箭推进器的研究与应用。
一、火箭推进器的基本原理火箭推进器的基本原理是牛顿第三运动定律——作用力相等反作用力相等。
火箭推进器的推进力来自于燃料的燃烧产生的热能转化为气体动能后排出，产生的反向动量，则可以提供火箭的推进力。
因此，燃料的选择、燃烧产物的排放速度以及喷口的设计都是影响火箭推进器性能的重要因素。
二、火箭推进器的类型火箭推进器根据燃料、喷口形式等不同因素可分为多种类型。
例如，液体火箭推进器和固体火箭推进器是根据燃料状态的不同而区分的。
液体火箭推进器使用的是液态燃料和氧化剂，而固体火箭推进器则使用固态燃料。
此外，火箭推进器还可以根据燃气喷口类型的不同而分为喷嘴式和膨胀喷管式两种。
在喷嘴式火箭推进器中，气体从喷嘴中高速喷出，形成高速喷流，从而提供推进力。
而在膨胀喷管式火箭推进器中，气体通过特殊的喷管加速，最终在尾部形成高速气流，产生推进力。
三、火箭推进器的研究进展火箭推进器作为最基本的航天器件之一，其研究一直处于飞速发展的状态。
在燃料方面，绿色环保燃料已成为研究的热点。
NASA研究人员曾成功使用弗洛伦特石油替代传统火箭燃料，取得了良好的性能表现。
在喷嘴方面，人们正研究推进剂的温度对喷口的影响，以完善喷口的设计。
在膨胀喷管式火箭推进器领域，人们正在研究如何更好地调控气体的流量和喷出速度，以提高火箭的推进性能。
四、火箭推进器的应用场景火箭推进器的应用被广泛应用于太空摆渡机、卫星、探测器、火箭等等。
液体火箭推进器通常用于长时间航行，因为其具有灵活性和可重复使用性，固体火箭推进器则更适合短距离快速操作。
此外，火箭推进器还有许多特殊的应用场合，例如核推进剂、电磁推进剂等。
五、火箭推进器的现状与展望目前，火箭推进器的发展一直在不断推进。
NASA正在开展的“使火箭重返地球研究合作计划”旨在研究火箭在重返地球时的热量和压力，以驱动下一代高速航天器的发展。
火箭推进剂技术研究
火箭推进剂技术研究随着科技的不断发展，人类对于太空探索的要求也越来越高，而火箭是太空探索的重要工具。
如今的火箭推进技术已经非常成熟，但是，其中最为重要的一环——火箭推进剂技术，却始终不断地得到提升。
1. 火箭推进剂概述在制造火箭时，火箭推进剂是不可或缺的部分，它是火箭发射时要处理的最重要的问题。
火箭推进剂是指，用于推动火箭上的飞机发射器件的化学品或物质。
火箭推进剂可以被分为两类：固体火箭推进剂和液体火箭推进剂。
固体火箭推进剂比较简单，它是一种由固体物质产生的喷射气流，通过推进器尾部发射，向前推进发射器。
与之相比，液体火箭推进剂技术更为成熟，因为它可以精确地调整比推力，实现推进器的更精准控制。
2. 主要液体火箭推进剂不同的火箭推进剂性能和组合方式不同。
液体火箭推进剂有多种不同的类型，每一种液体火箭推进剂都有各自优缺点。
（1）氢氧燃料氢氧火箭推进剂是一种火箭燃料的搭配方式，用于火箭推进。
氢氧燃料以液态的方式存储，能够提供很长时间的推进作用。
同时，它是一种没有污染物质的清洁燃料，尤其适合于太空探索的环境。
如美国的“阿波罗”航天计划，已经使用了氢氧推进技术，这是一个巨大的飞跃。
（2）煤油/液态氢燃料美国和俄罗斯在史密斯维斯储罐工厂合作开发了一个煤油/液态氢燃料。
这项技术的创新之处在于，可以精确地控制液体加热量和外部环境的压力调节。
它的燃料效率和可靠性都非常高。
（3）有机液体推进剂有机液体推进剂主要是通过在有机卤素中添加设有氧基物质，然后进行发射。
这种火箭推进剂有良好的燃烧稳定性，并且还具有非常高的比推力，是目前为止液体推进剂的一种非常有效的形式。
（4）液态甲烷推进剂液态甲烷是一种新型的火箭推进剂，有望成为未来的重要推进剂。
相比较于其他的液态推进剂，液态甲烷的性能更加出色，且使用它可以减少第二环保的压力。
目前，液态甲烷推进剂已经升级为 SpaceX 的阿特拉斯 V 火箭的主力推进剂。
3. 火箭推进剂技术的未来发展未来的火箭推进剂可能会涉及多种不同技术方向的研究。
关于火箭推进剂的研究报告
关于火箭推进剂的研究报告火箭推进剂是火箭发动机的重要组成部分，其作用是提供推力，使火箭能够克服重力并进入轨道。
火箭推进剂的研究对于火箭技术的发展和航天事业的进步具有重要意义。
目前常用的火箭推进剂主要有固体推进剂和液体推进剂两种。
固体推进剂由氧化剂和燃料混合而成，具有体积小、质量轻、储存方便等优点，适用于小型火箭和导弹。
然而，固体推进剂无法控制推力大小和推力时间，且无法停止推进。
液体推进剂则由氧化剂和燃料分开储存，通过管道系统混合燃烧产生推力。
液体推进剂具有推力可调、推力可停止等优点，适用于大型火箭和航天器。
液体推进剂可以分为液氧/液氢推进剂和液氧/煤油推进剂两种。
液氧/液氢推进剂是目前航天器最常用的推进剂之一，其燃烧产物为水，不会对环境造成污染。
液氧/液氢推进剂具有高比冲、高推力和高效率的优点，适用于长时间的太空任务。
液氧/煤油推进剂则具有成本低、可靠性高等优点，适用于近地轨道和地球轨道运载任务。
在火箭推进剂的研制过程中，需要考虑推进剂的性能指标、储存和供给系统、燃烧室和喷管设计等多个方面。
性能指标包括比冲、推力、燃烧温度等，这些指标直接影响火箭的性能和效率。
储存和供给系统则需要确保推进剂的安全储存和供给，防止泄漏和爆炸等事故发生。
燃烧室和喷管的设计则需要考虑推进剂的燃烧过程和喷口速度，以提供最佳的推力和效果。
近年来，随着航天技术的不断发展，火箭推进剂的研究也在不断完善和创新。
例如，绿色推进剂的研究成为了一个热点领域。
绿色推进剂主要是指无毒、无污染的推进剂，以减少对环境的影响。
绿色推进剂的研究既包括液体推进剂，也包括固体推进剂。
其中，液氧/液甲烷推进剂被认为是一种很有潜力的绿色推进剂，其燃烧产物为水和二氧化碳，对环境影响较小。
超高能推进剂的研究也是一个重要的方向。
超高能推进剂主要是指比传统推进剂具有更高比冲的推进剂，以提高火箭的性能和效率。
目前，液氧/液氢推进剂已经成为一种超高能推进剂，但其研制和应用仍面临诸多挑战，如储存和供给系统的复杂性、液氢的低温存储和运输等问题。
研究与实践 了解火箭推进剂
研究与实践了解火箭推进剂研究目的：本研究旨在了解火箭推进剂的发展历史、现状及趋势，探讨其在航天和军事等领域的广泛应用，以及化学反应中能量变化的重要价值。
材料一：了解火箭推进剂的发展历史火箭燃料的发展历史可以按照火箭的第一级燃料分为四代。
第一代是火药，主要用于类似节日放的冲天炮和人工降雨用的小火箭。
第二代是以偏二甲肼为燃料，四氧化二氮为氧化剂，虽然技术成熟，价格低廉，但是有剧毒。
第三代是以煤油为燃料，液态氧为氧化剂，无毒，性能高，燃料密度大，火箭直径比较小，技术成熟，价格低廉。
第四代是以液态氢为燃料，液态氧为氧化剂，无毒，性能极高。
材料二：了解我国目前常用的火箭推进剂的类型、成分和特点目前，火箭推进剂主要有三种类型：液体推进剂、固体推进剂和混合型推进剂。
液体推进剂中，常用的有四氧化二氮-肼类、液氧-煤油和液氢-液氧。
四氧化二氮-肼类推进剂被广泛使用，可在室温下储存，技术成熟，可靠性高，但其燃烧效率比较低且有毒污染环境。
液氧-煤油推进剂作为常温推进剂，使用方便，安全性好，价格便宜。
液氢-液氧推进剂则是当前最有潜力的组合，其燃烧效率很高，清洁无污染，但是价格昂贵，储存、运输、加注、发动机制造都要求更高。
固体推进剂是燃料和氧化剂的混合体，有聚氨酯、聚丁二烯、端羟基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚等。
固体推进剂火箭主要的优点是结构简单，成本相对较低，使用非常安全，瞬间的爆发推力巨大，但推力无法调节并且推进效率低。
混合推进剂是液体和固体推进剂的混合体，能够像液体火箭发动机那样进行推力调节，系统比较简单，但燃速低，燃烧不均匀，效率低。
材料三：火箭推进剂的发展趋势——绿色推进剂随着航天技术的不断进步，人类航天事业蓬勃发展，在当前环保压力和经济效益的双重背景下，提出了绿色推进剂的概念。
绿色推进剂的主要界定标准有两点：一是生产原料安全无毒，生产运输过程中不对人员和环境造成危害；二是生产过程不产生有害物质，燃烧反应无毒无害，可回收再利用。
液体火箭燃料研究及应用
液体火箭燃料研究及应用液体火箭燃料是一种用于推动航天器的燃料，其特点是在低温或常温下以液体形式存在。
液体火箭燃料的研究和应用是航天工程中至关重要的一个领域，下文将详细介绍液体火箭燃料的种类、研究进展以及应用领域。
液体火箭燃料主要分为两类：氧化剂和燃料。
氧化剂是一种能够和燃料反应并提供氧气的物质，常见的有液氧、液氮四氟化物等。
燃料则是一种能够与氧化剂反应并释放出大量热能的物质，常见的有液氢、甲基丙烯酸甲酯等。
液氧是一种常用的液态氧化剂，其具有很高的氧气浓度和卓越的火势。
液氧与大多数燃料可以产生高温高速的燃烧，因此在航天工程中被广泛使用。
液氢则是一种常用的液态燃料，其在与液氧反应时可以释放出大量的能量，并且其燃烧产生的唯一副产物是水，因此被认为是一种相对环保的燃料。
除了液氧和液氢，还有一些其他的液体火箭燃料被广泛研究和应用。
例如甲基丙烯酸甲酯（MMA）是一种高能燃料，具有很高的比冲和较低的毒性，适用于低温发动机和高速飞行器。
液氨是一种廉价且易获取的燃料，但由于其具有强腐蚀性和高刺激性，使用液氨作为燃料也需要考虑安全因素。
在液体火箭燃料的研究中，有一些关键的问题需要解决。
首先是燃料的性能，包括比冲、点火性能、燃烧温度等指标。
其次是燃料的稳定性和可存储性，即燃料在长时间储存后仍能稳定燃烧。
此外，还需要考虑燃料的成本和环保性等因素。
液体火箭燃料的应用领域非常广泛，包括航天器发射、行星探测、航天探测等。
液体火箭燃料具有高比冲、可调控的推力等优点，因此可以实现航天器的高速飞行、精确制导和大推力等需求。
在航天器发射中，液体火箭燃料可以提供足够的推力将航天器送入太空；在行星探测中，液体火箭燃料可以提供航天器长时间的推力和持续性能；在航天探测中，液体火箭燃料则可以实现精确的制导和控制。
总之，液体火箭燃料的研究和应用对于航天工程的发展至关重要。
通过不断的技术创新和燃料设计，可以提高火箭发动机的性能和综合效益，实现更加高效、安全和环保的航天探测。
火箭动力学中的推进剂与燃料研究
火箭动力学中的推进剂与燃料研究随着人类科技的不断发展，太空探索已经成为了人类无法逃避的话题。
而火箭作为太空探索的重要工具，自然而然地成为了人类关注的焦点之一。
而在火箭动力学中，推进剂和燃料的研究更是不可或缺，本文将就此话题进行探讨。
一、推进剂的类型在火箭的推进过程中，推进剂确实扮演了至关重要的角色。
而推进剂主要有两种类型：液态推进剂和固态推进剂。
液态推进剂的优点在于可以灵活控制燃烧速率，缺点则在于需要较为复杂的供给系统和泵送系统、较高的储存要求、以及容器重量大等问题。
相比之下，固态推进剂则具有易于储存和处理、简单易用、重量轻等优点，但也存在着燃烧速率难以调节、一旦启动就无法停止等缺点。
二、燃料的选择火箭推进剂燃料的选择更是直接关系到火箭的性能和安全。
常用的燃料主要包括液态氢、液态氧、氮化物等。
液态氢和液态氧作为组合推进剂中最常见的一种，具有高的比冲和高的排放速率，但同时也需要很高的推进剂混合温度。
氮化物则是另一种常见的燃料，相比之下，它具有着较高的密度和较低的温度，但也需要注意到氮化物可以很容易地和大气中的水和氧气发生反应，因此也要在使用过程中进行正确处理。
三、推进剂的研究方向目前，关于推进剂和燃料的研究主要涉及以下几个方向：1. 燃烧过程的研究。
燃烧反应是火箭动力学中非常重要的环节，因此对于燃烧过程的研究是一个非常重要的方向，通常会涉及到燃烧速率、燃烧温度、燃烧产物的排放等问题。
2. 燃料性能的研究。
推进剂和燃料的性能是影响火箭性能的一个重要因素，因此对于燃料性能的研究也是一个重要的方向，主要包括燃烧效率、比冲等指标。
3. 推进剂化学反应的研究。
推进剂在使用过程中会发生化学反应，而这些反应也是研究的重要方向之一。
通常会涉及到推进剂的不同组成、不同温度下推进剂的反应特点等问题。
4. 推进剂的安全性研究。
推进剂的不当使用可能会产生危险，因此对于推进剂的安全性研究也是非常重要的，通常会涉及到推进剂的储存、处理、运输等方面。
火箭发动机推进剂的选择和效率分析
火箭发动机推进剂的选择和效率分析火箭发动机是现代航天技术的核心部分，其推进剂的选择和效率分析则是目前航天技术研究的热点和难点。
本文从火箭发动机推进剂的选择和效率分析两个方面出发，阐述了这一问题的主要内容和研究进展。
一、推进剂的选择火箭发动机推进剂是实现火箭推进的关键因素之一，其能量密度和化学活性直接影响火箭的推进效率和安全稳定性。
根据其物理和化学特性，推进剂可以分为液体推进剂和固体推进剂两大类。
液体推进剂是现代火箭发动机最常用的推进剂，其具有化学活性高、能量密度大、可控性强等优点。
液体推进剂根据其化学性质又可以分为氧化剂和燃料两大类。
常见的氧化剂有液氧、硝酸等，常见的燃料有液氢、煤油等。
液体推进剂的优点在于可以调节其比冲和比推力，具有较高的飞行控制精度和安全性，但同时也存在着复杂的制造、储存和加注问题，成本较高。
固体推进剂是另一种常见的推进剂，其原理是在燃烧时将固态氧化剂和燃料混合在一起，形成高温高压的气体推进火箭。
固体推进剂具有制造简单、储存方便和安装易于实现等优点，但其固态燃料不能调节比冲和比推力，不能中途停止加力，且存在着燃烧不充分、爆炸失控等问题，安全性较差。
综上所述，液体推进剂和固体推进剂各有优缺点，推进剂的选择必须根据火箭的性能要求和应用环境而定，通常会根据其载重能力、任务种类、飞行高度、速度等利用需要对比优越性来选择。
二、效率分析推进剂效率的高低直接影响火箭的飞行速度和耐飞程，是火箭发动机重要的性能指标之一。
推进剂效率高低与燃烧药的化学活性和密度有关，通常采用比冲和比推力两大指标来衡量。
比冲是推进剂效率的主要评价指标之一，通常表示为每单位质量推进剂所生成的推力能将火箭加速到的速度，常见的单位有秒。
比冲数值越大表示推进剂效率越高，常见的比冲数值在200秒以上。
常用的液体推进剂比冲在200到450秒之间，而固体推进剂比冲在130到250秒之间，一般来讲液体推进剂效率高于固体推进剂。
比推力则是衡量推进剂效率的另一重要指标，表示为单位面积能够承受的力，通常采用牛顿和磅力来表示。
火箭推射剂论文3000
火箭推射剂论文3000近日，我国长征五号乙运载火箭和快舟一号甲运载火箭发射任务均取得圆满成功。
我们一起了解火箭推动剂的利用原理。
火箭推进剂一般以某种形式大量存储在推进剂容器里，以流体喷射物的形式大量从火箭发动机喷射出，产生推力作推进。
燃料推进剂往往与氧化剂推进剂燃烧产生大量非常热的气体，这些气体膨胀并从喷嘴喷出，不断加速，从火箭底部冲出产生推力直到火箭达到极高的速度。
有时推进剂不会燃烧，但可以从外部加热都达到更好的效果。
对于较小的实验推进器，使用压缩气体通过推进喷嘴喷出以推动飞船。
火箭发动机的特点是同时使用两种不同类型的化学物质来支持燃烧反应，产生热排气。
这两种化学物质就构成了火箭专家称之为推进剂的东西。
这两种化学物质分别是燃料和氧化剂，燃料为火箭提供燃烧的物质以产生热排气，氧化剂为燃烧的过程供氧。
所有的燃烧反应都要求有可燃物质和氧来支持。
在大气层内有充足的氧气可以支持燃烧，所以汽车和飞机的发动机都不需要携带氧化剂，但火箭既要在大气层中工作，又要在太空飞行，因此必须自带氧气来支持燃烧室的燃烧反应。
火箭推进剂主要有三种类型的推进剂：固体、液体和混合型。
液体推进剂液体推进剂的燃料和氧化剂都是液态地保存在火箭的燃料箱中的。
目前较普遍的一种液体推进剂组合是用混肼-50(类似煤油)作燃烧剂，四氧化二氮作氧化剂。
这种组合剂可在室温下储存，但其燃烧效率比较低。
另一种组合是液氢做燃料，液氧做氧化剂。
这种组合是当前最有潜力的组合，其燃烧效率很高，但由于液氢和液氧的沸点都很低，所以其保存需要超低温的储存箱，使温度接近绝对零度，在零下二百摄氏度左右，才能保证它们在液态，一旦温度超过沸点液体变成气体，就无法再用作推进剂，由于其比较复杂目前只有美国、俄罗斯、法国、中国和日本等少数几个国家掌握这种低温液体火箭技术。
大多数液体推进剂要求用火花点火开始燃烧。
但有些燃料和氧化剂混合时会自动产生化学反应点火燃烧，我们称之为自燃推进剂。
火箭推进剂的能量变化
火箭推进剂的能量变化火箭推进剂的能量变化是指在火箭发射过程中，推进剂所携带的能量如何转化和释放的过程。
火箭推进剂是实现火箭飞行的关键部分，其能量的转化和释放对于火箭的性能和效率至关重要。
一、火箭推进剂的能量形式火箭推进剂的能量主要以化学能形式存在，即推进剂中的化学物质所具有的能量。
常见的火箭推进剂包括液体燃料和氧化剂的组合，如液氢和液氧、煤油和液氧等。
这些化学物质在被点火时发生化学反应，产生大量的热能和气体，从而推动火箭的运动。
二、火箭推进剂的能量转化过程火箭推进剂的能量转化过程可以分为以下几个阶段：1. 点火阶段：火箭发射前，需要通过点火系统对推进剂进行点火。
点火后，推进剂中的化学反应开始进行，能量逐渐释放。
2. 燃烧阶段：在燃烧阶段，推进剂中的燃料和氧化剂充分混合并点燃，从而引发激烈的化学反应。
在这个过程中，大量的热能被释放，并将推进剂中的化学能转化为热能。
3. 气体喷射阶段：在燃烧过程中，产生的高温高压气体以极高的速度从喷嘴中喷射出去，产生推力。
这个阶段是火箭真正实现推进的阶段。
4. 能量损失：在能量转化的过程中，也伴随着一些能量的损失，如热传导、辐射等。
这些能量损失会降低火箭的效率。
三、火箭推进剂的能量变化效应火箭推进剂的能量变化对火箭飞行产生重要影响：1. 推力提供：推进剂的能量转化为热能后，通过气体喷射产生大量的推力，推动火箭向前飞行。
2. 速度提升：火箭的速度是由推进剂所释放的能量决定的。
推进剂中的化学能转化为动能后，使火箭获得速度的提升。
3. 高度增加：火箭在飞行过程中，通过释放推进剂的能量将动能转化为重力势能，从而使火箭的高度逐渐增加。
4. 质量减小：火箭在飞行过程中，推进剂中的化学能不断被转化为其他形式的能量，如动能和重力势能。
随着推进剂的消耗，火箭的质量逐渐减小。
综上所述，火箭推进剂的能量变化是通过推进剂中的化学能转化为热能和动能的过程。
这种能量转化对于火箭的推进、速度和高度的增长起到至关重要的作用。
(无机化学大作业)低污染火箭推进剂的研究
低污染火箭推进剂的研究摘要火箭发射是空间技术的核心之一，作为动力源的火箭推进剂在导弹、卫星、飞船发射和武器装备现代化建设中占有重要的地位。
偏二甲肼和四氧化二氮是目前最常用的液体火箭推进剂,在今后相当长的时间里仍要装备和使用。
我国神舟系列飞船助推火箭加注的推进剂就是这一种推进剂,飞船返回舱返回时也带有残余推进剂。
本文主要介绍了火箭推进剂对环境和人体的影响，并且将其目前的使用情况作了介绍，将更加清洁高效的新型推进剂与之进行了比较。
火箭推进剂例如偏二甲肼是导弹、卫星、飞船等发射试验和运载火箭的主体燃料,其对自然环境的污染一直倍受重视。
众所周知,火箭推进剂在向着对环境友好等方向发展，常规火箭推进剂的燃烧产物中含有大量的污染物, 主要是氮氧化物, 甚至有些推进剂还产生有毒的铍和氟化物，这些推进剂燃烧后的污染物处理技术存在着能耗高、安全系数低、二次污染物种类多、毒性大和运行成本高等缺点。
所以我们认为环保的火箭推进剂是研制火箭推进剂的方向之一。
在这里我们主要以四氧化二氮/偏二甲肼推进剂作为反面对照来研究。
1火箭推进剂的毒性作用与引发的环境问题1.1 火箭推进剂的毒性作用火箭推进剂的毒性作用见表1［1］二氮/偏二甲肼推进剂的毒性广为人知。
氮氧化物主要损害呼吸道。
吸入初期仅有轻微的眼及上呼吸道刺激症状，如咽部不适、干咳等。
常数小时至十几小时或更长时间潜伏期后发生迟发性肺水肿、成人呼吸窘迫综合征，出现胸闷、呼吸窘迫、咳嗽、咯泡沫痰、紫绀等。
可并发气胸及纵隔气肿。
肺水肿消退后两周左右可出现迟发性阻塞性细支气管炎。
但这只是短期的影响，长期的影响主要表现为神经衰弱综合征及慢性呼吸道炎证。
个别病例出现肺纤维化。
可引起牙齿酸蚀症。
1.2 火箭推进剂引发的环境问题a、危险特性：不燃烧，但可助燃。
具有强氧化性，遇衣物、锯末、棉花或其它可燃物能立即燃烧。
与一般燃料或火箭燃料以及氯代烃等猛烈反应引起爆炸。
遇水有腐蚀性，腐蚀作用随水分含量增加而加剧。
推进剂燃烧特性对火箭推力影响
推进剂燃烧特性对推力影响一、推进剂燃烧特性概述推进剂作为发动机的核心组成部分，其燃烧特性直接影响的推力和性能。
推进剂燃烧特性的研究对于提高发动机效率、优化飞行轨迹以及实现航天任务具有重要意义。
本文将深入探讨推进剂燃烧特性对推力的影响，分析其重要性、影响因素以及改进措施。
1.1 推进剂燃烧特性的定义与分类推进剂燃烧特性是指推进剂在发动机中燃烧时所表现出的物理和化学特性。
根据燃烧方式的不同，推进剂可分为固体推进剂、液体推进剂和混合推进剂三大类。
固体推进剂具有结构简单、易于储存等优点；液体推进剂则具有推力可调、燃烧效率高等特点；混合推进剂结合了固体和液体推进剂的优点，是近年来研究的热点。
1.2 推进剂燃烧特性的关键参数推进剂燃烧特性的关键参数包括燃烧速率、燃烧效率、燃烧稳定性等。
燃烧速率决定了推进剂在单位时间内释放能量的快慢，直接影响的推力大小。
燃烧效率反映了推进剂能量转换为推力的效率，是评价推进剂性能的重要指标。
燃烧稳定性则关系到发动机工作的可靠性和安全性。
1.3 推进剂燃烧特性对推力的影响推进剂燃烧特性对推力的影响主要体现在以下几个方面：燃烧速率的快慢直接影响的瞬时推力；燃烧效率的高低决定了发动机的能量转换效率；燃烧稳定性的好坏关系到发动机的持续工作能力和飞行安全。
二、推进剂燃烧特性的影响因素分析推进剂燃烧特性受多种因素的影响，包括推进剂的化学组成、物理结构、燃烧环境等。
深入分析这些因素对推进剂燃烧特性的影响，有助于优化推进剂设计，提高发动机性能。
2.1 推进剂化学组成的影响推进剂的化学组成是决定其燃烧特性的基础。
不同的化学成分和配比会影响推进剂的燃烧速率、燃烧效率和稳定性。
例如，高能燃料和氧化剂的添加可以提高燃烧速率和效率，但同时也可能降低燃烧稳定性。
2.2 推进剂物理结构的影响推进剂的物理结构，如颗粒大小、孔隙率、密度等，也会影响其燃烧特性。
细小的颗粒可以增加反应表面积，提高燃烧速率；适当的孔隙率有利于氧气的渗透和热量的传递，提高燃烧效率；而高密度的推进剂可以提高能量密度，增加推力。
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- 1
( 11)
由实验结果和数值计算的结果可得 a 1 • 3142。
412 热辐射破坏临界判据
图 1 给出了由 B u t t ser 提出的一种用于判断辐射热流是否使裸露皮肤烧伤的临界判 据 , G la sstone 给出了纺织物被核辐射引燃的辐射热流临界值[ 6 ]。我们可以利用 ( 11) 式
1 引言
液体推进剂火箭或运载器, 若发生贮箱泄漏爆炸事故, 其破坏性的热辐射对发射场工
本文于 1994 年 12 月 19 日收到
第1期
陈新华: 液体推进剂火箭爆炸辐射效应研究
81
作人员、 设备和航天员生命造成的危害性, 以及如何建立适应工程估算的热辐射破坏临界 判据和准则方程是人们十分关注的问题。在 50 ～ 70 年代国外曾做过不少研究[ 1～ 3 ] , 但国内 未见有关资料。国外资料未涉及四氧化二氮 偏二甲肼推进剂, 未考虑高空环境对火球成长 的影响和火球漂移等。 本文建立了液体推进剂火箭爆炸热辐射效应理论分析模型, 理论与 实验结果对比表明, 两者比较吻合。
2
( T f2D ) ( 远离火球)
由实验结果和上述两式可求得 b= 5126×105 , C = 16117。 3 1 3 当推进剂一定, 由 ( 1) 式可得 D = aW 1 Ο T f , 将其代入 ( 10) 式有:
qR = bT f
(1 +
C X Tf 2) 2 3 a1 W Ο
2
2 3
212 火球直径 D 与推进剂总量W Ο 及时间 t 的关系
由质量定律有:
W
Ο
3 = ( 4 3) Πr3 W = ( 4 3) Π rΘ ΟΘ P 或 P
( 1)
设单位时间内加入火球的推进剂量为 R , 并为常数, 则有:
W = R t 或 R = W t= W
Ο
tΟ
( 2)
由火球浮力与运动阻力方程, 可求得火球直径 D 与时间 t 的关系式为: D = ( 2 3) g t2 由以上关系式整理得火球直径 D 和火球升离地面时间 tΟ 与W Ο 的关系式, 即 1 3 1 3 D = 112407 (W Ο Θ Σ P)
( h in - h f b ) - 4Π
( 8)
4Π tΟ 3 W Ο Rg dT 14 3 = ΡΕ T ( t > tΟ) dΣ W Ο C P 4Π Θ PM
初边值条件: Σ= 0, T = T adi ( 绝热燃烧温度) Σ= 1, T = T Ο ( 火球升离地面时刻燃气温度) 式中 h in 为推进剂初始总焓, h f b 为火球的焓, R g 为气体常数, M 为燃烧产物分子量, P 为压 力, Ρ 为 Stefan 2 Bo ltzm ann 常数, Ε为火球辐射率。求解 ( 8) 式可得火球内部温度随时间的 变化。
2 2
( 7)
式中 U g 为横向气流速度, Θ Ο 为空气密度, C D 为气动阻力系数, 可由文献 5 的实验值来确 定。
3 火球辐射热传递计算式 311 火球内部温度随时间的变化率
dT = dΣ tΟ 3W Ο 2 3 R g 2 3 14 3 2 3 ) ( ) T Ε Ρ( Σ W Ο 4Π PM ( t < tΟ) CP Σ
THE EXPL S I O N HEAT RAD IAT I O N EFFECT INVEST IGAT I O N FO R L IQU I D B IPRO PELLANT ROCKET
Chen X inhua
( In stitu te of Comm and and T echno logy)
[6 ]
第1期
陈新华: 液体推进剂火箭爆炸辐射效应研究
83
和由实验数据整理出的火球持续时间, 以及 B uet t ser 和 G la sstone 给出的热辐射破坏临界 值, 予测液体推进剂火箭爆炸事故热辐射对裸露 皮肤和纺织物造成危害的临界距离。
5 数值模拟计算结果与实验观测值比较
四氧化二氮 偏二甲推进剂爆炸实验研究采 用连体贮箱, 机械破坏箱体隔板使推进剂接触而 自然爆炸。 火球尺寸和持续时间测量采用高速摄 影和录相, 辐射热流由 CH 202 型圆箔式热流计测 量, 火球内部温度和辐射温度用铂厚膜电阻温度 传感器和钨2铼热电偶等测量。 测点均布在距爆炸 图 1 热辐射在裸露皮肤上 中心不同的位置上。 全部测试数据由计算机自动 引起痛苦的临界值 判读与处理。 511 火球尺寸变化 表 1 给出了火球升离地面时直径 D Ο 和最大直径 D m ax。 计算值与实验观测值吻合。 由实验观测值得出四氧化二氮 偏二甲肼推进剂火球最大直径 D m ax 与 W Ο 的关系为:
312 火球辐射热流 qR 计算式
qR (f b→2) = A
fb
ΡΕ X
f b, 2
T
4
( 9)
式中 Ε = Ε Ο ( 1- Α ( x ) ) , Α为湿空气的吸收率, 它是火球与物体表面 A 2 间距离、空气温度 和湿度的函数。 X f b, 2 为火球对某一物体表面 A 2 的辐射角系数。
( 5)
式中 K Ο 为高空环境下火球直径增长系数, 由质量守恒和等熵膨胀原理求出, 其表达式如 下: 1 2n 2 ) 1 2 [ 2gC P T f ( 1 - ( P 2 P Ο) (n - 1) n ) A ] 1 4 ( P 2 < P Ο) (R 4Π K Ο = (P Ο P 2 ) R ΟΘ PΟ 式中 n 为等熵指数, P Ο为标准大气压, P 2 为当地大气压, rΟ和 Θ P Ο分别为地面爆炸火球半径 和燃烧产物密度, C P 为燃烧产物比热, T f 为高空环境下燃烧产物温度。 (1- n ) n T f = ( 1 - y ) T f Ο + y ( P 2 P Ο)
2 火球成长过程数值模拟 211 基本假设
若液体火箭推进剂贮箱在火箭离开发射架之前或离开发射架的瞬间爆炸, 那么这种爆 炸模式形成的火球最初可能是半球形, 随即火球迅速上升并膨胀变成球形、 蘑菇形、 最后 消散。 为了进行数值模拟设: 在整个反应时间内, 火球内为均匀的理想气体, 球对称; 爆 炸时, 向火球添加推进剂的速率恒定, 化学反应速率无限大; 爆炸时, 所有推进剂都参与 反应; 化学平衡计算时基于绝热过程、 推进剂混合比恒定; 推进剂完全被汽化的时间与火 球升离时间重合, 即推进剂完全被汽化后, 火球升离地面并进一步燃烧反应完毕。
第 18 卷 第 1 期 1997 年 1 月 JO URNAL
O F ASROO NAUT ICS
Jan. 1997
液体推进剂火箭爆炸辐射效应研究
陈新华
( 国防科工委指挥技术学院・北京・101407)
摘 要 本文提出了液体双组元推进剂火箭爆炸热辐射效应理论计算模型, 并介绍了四氧 化二氮 偏二甲肼推进剂爆炸实验研究结果。 利用该理论模型计算了液体推进剂火箭爆炸时产 生的火球直径, 火球温度, 火球持续时间, 火球漂移, 火球辐射热流, 高空环境对火球尺寸的 影响, 火球热辐射破坏危险距离等。理论计算结果与实验测量结果吻合。该理论计算模型可为 载人航天器逃逸系统工程设计和航天靶场建设提供有价值的理论分析数据 主题词 液体推进剂 火箭 爆炸 热辐射
117
( 混合比 2112) 50 100 300
由温度曲线峰值所测
116 212 213
110 113
114 117
214 2167
由实验值整理得 tD = 016094W
012602
Ο
84 513 火球内部温度
宇航学报
第 18 卷
表 3 火球内部温度计算值与实验测量值比较
W
Ο
表 3 给出了火球内部温度计算值与实 验值, 两者均表明随着推进剂总量增加, 火 球内部湿度也随之增加。 514 火球热辐射
D m ax = 319242 W
013337
Ο
512 火球持续时间 tD
表 2 给出了火球升离时间 t Ο 和火球持续时间 tD , 计算结果与实验观测值基本吻合。
表 1 给出了火球升离地面时直径 D Ο 和最大直径 D mxx
推进剂总量
( 混合比 2112) 50k g 100k g 300k g 1614 2110
4 热辐射破坏评估判据 411 火球辐射热流 qR 与其点距火球中心距离 X 的关系式
影响火球辐射热传递的主要参数是: qR、D 、 T f 、 X , 由相似理论得无因次方程, 即 2 2 2 2 4 ( 10) qR T f = b (D X ) (C + D X ) 式中 b 和 C 都是由实验确定的常数。 由上式知 当 D X 很大时, 有 b• qR T f4 ( 靠近火球) 当 D X 很小时, 有 b C = qR X
火球升离地面直径 (m ) 实验观测统计值 计算值
1012 1219 1816
火球最大直径 (m ) 实验观测统计值
1表 2 火球升离时间 tΟ 和火球持续时间 tD
W
Ο
(k g )
火球升离时间 (s) 实验观测值 计算值
火球持续时间 (s) 实验观测值
( 6)
式 中 T f Ο为地面火球温度; y 是高度的函数 , 由实验确定。 当y 不能由实验来确定时 , 可令 [4 ] 1 y = 。 3 214 火球漂移距离工程估算
82
宇航学报
第 18 卷
在横向气流作用下, 火球会随风漂移。 利用动量定理等可求得火球水平漂移距离计算 式:
S = 3Θ C D U g t 8Θ Ο P r0
Abstract T h is p ap er derelop s a theo retica l m odel of the exp lo sion hea t radia tion effect fo r