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1 # 空空1594
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2 # 銀杏智庫
長7火箭的煤油發動機,對比氫氧和固體動力,優劣勢是什麼?
煤油和氫相比:
第一,煤油便宜,儲存和運輸也便宜,常溫常壓即可,還沒腐蝕。而氫需要低溫高壓,有脆化作用,更易燃易爆,危險更大,也更昂貴。
第二,這樣應急反應就更方便,比如單發的長6就7天準備即可(美國同類要21到30天)。便於到各地發射場發射。
第三,煤油也有潛力,比如神華集團就有了戰機和火箭使用的高能量煤化煤油。
第四,煤油的路線前景很好,因為飛機也是煤油的,所以發展吸氣式火箭,變迴圈成衝壓動力,可以飛回來。
第五,煤油和氫各有優劣,煤油有積碳問題,需要解決高溫高壓補燃技術才更好。而氫比衝更高些,適合上面級,但是體積大,材料要解決低溫高壓防脆化問題,管路要防碎冰問題。膨脹迴圈壓力不夠大也降低推力。
煤油跟固體發動機相比:
準備時間反而長了,長6要7天,而固體的長11只要24小時(其他同類要3天),而快舟就是星彈一體了,隨時補射。
而且固體容易大推力,體力小,便於車載、機載。
但是固體的缺點就是比較重,單位重量能量少,也就是比衝低。而且固體發射如果突然發現問題,是沒有管路可以切斷的,不能終止發射。軍用比較適合。
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3 # 探索科技局
液氧煤油發動機是比較古老和成熟的發動機,在上世紀50年代美國就開始研製,美國阿波羅登月火箭就是用著液氧煤油發動機。前蘇聯從上世紀60年代開始研發的各型火箭也是採用的液氧煤油發動機,直到今天俄羅斯的RD-180和RD-170是現在世界上最強大的液氧煤油發動機,美國的主力火箭也依靠進口俄羅斯的該型發動機,足以說明該型發動機的技術實力。
RD-180:真空推力:423噸,真空比衝:338S
RD-170:真空推力:806噸,真空比衝:337S
液氧煤油發動機的優點:推力大,沒有汙染,經濟性好,可靠性高。缺點是比衝低,不好重複使用。
中國的液氧煤油發動機是上世紀90年代開始研製,剛剛成功發射的長征5號採用的液氧煤油發動機的真空推力也就120噸,發展自1990年中國從前蘇聯引進的RD-120液氧煤油發動機。現在正在研發480噸級的液氧煤油發動機,會用到未來的重型火箭長征9號上面。
液氧液氫發動機也是比較古老和成熟的發動機,優點是比衝大,唯一能超過400秒的技術,但缺點也和明顯:技術難度高,燃料不穩定,儲存運輸難度大,成本高,美國的RS-68液氧液氫發動機真空推力:334噸,真空比衝:409S,中國的長征5號上的液氧液氫發動機真空推力只有70噸,比衝:430秒,這個資料比日本的要差一點,日本的有110噸,比衝446秒。中國現在正在研發推力220噸的液氧液氫發動機,將用於重型火箭長征9號上。
固體火箭發動機的優勢:推力大,發射便捷,如快舟系列火箭直接採用車載的方式發射,結構簡單,易儲存,可快速發射,如24小時之內發射。缺點就是比衝小,大家都知道推力和比衝是火箭發動機的兩個最重要的指標,而固體火箭發動機的比衝也就2分多鐘,且推力不可調,中間不能熄火,火箭控制調節性沒有液體火箭好。
美國、歐洲、日本、印度的火箭都採用了固體+液氧液氫的方式,俄羅斯則採用液體火箭,中國的技術延伸於蘇聯,也採用了液體火箭的方式,長征5號和未來的長征9號都是液氧煤油+液氧液氫的方式,這個無關乎那種火箭發動機最強,更多的則是由於一種研發體系。美國的研發體系最強,各種發動機都在發展,俄羅斯則是液氧煤油發動機最強,當然液氧液氫也不差,中國的發動機技術相對落後,但主打的火箭也必須是液氧煤油+液氧液氫的方式,因為任何一款發動機都需要幾十年的技術研發,不是說改向就改向的,像俄羅斯的RD-170都是前蘇聯1974-1990年研製的,到現在都是最先進的發動機之一。好在中國已經同時啟動了多款不同型別發動機的研究,除了上述的液氧煤油和液氧液氫發動機之外,還有快舟系列的固體發動機,據說480噸級的固體發動機已經完成首次點火試車,可惜前段時間快舟11號發射失敗。中國民營火箭也完成了80噸級的液氧甲烷發動機的試車,相信未來十年中國會走到世界前列。
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4 # 油膩大叔8069
固體燃料發動機運載比重最少,而且點燃後是不可控,固體發動機的成分就是炸藥,這發動非常危險。但是這種火箭結構簡單和價格低,用於捆綁火箭或軍事打擊的火箭。
液氧液氫發動和液氧煤油發動機同屬環保發動機,由於氫非常危險和不好儲存,一但洩漏容易爆炸,通常都是火箭發射前24小時內注射氫燃料,氫氣提煉成本高。
液氧煤油發動機採用的煤油化學穩定,自然條件下不容易發生爆炸,燃料成本低,今後作為火箭發動機主力。
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煤油便宜好儲存,液氫推力大揮發性強儲存危險等級高,固體雖然推力不如前者,但可以長時間存在箭體內,相比前兩者在發射前才能灌注方便多了,但固體火箭都是發射小載荷,太大划不來,所以固體大多是用在導彈上或快速反應火箭。