液体火箭推进剂,简称液体推进剂,是为液体火箭发动机提供能源的液态化学物质,是影响火箭性能的重要因素之一。液体推进剂通过在燃烧室进行氧化还原反应,将化学能转化为热能,生成高温高压气体,再通过喷管膨胀加速,将热能转化为动能,推动火箭前进。本文将介绍历史上及目前主流的几种液体推进剂组合。
(图片来源:谷歌)
液氧/汽油1926年3月16日,戈达德博士和妻子以及两个助手进行了世界上第一枚液体火箭的发射试验。这枚火箭采用液氧/汽油作为推进剂,总长约3米,发动机长0.6米。虽然此次试验仅飞行了12.5米高、56.4米远,历时2.5秒,但这是人类第一枚液体火箭。
罗伯特·戈达德在1926年进行首枚液体火箭试射(图片来源:维基百科)
1929年7月29日,戈达德带着改进后的新火箭进行了试验。它的头部装有气压计、温度计和照相机。当火箭达到最大高度时,降落伞开关与弹射开关同时打开,记录最大高度处的温度值和压力值。这次飞行了32米高,53米远,可以将其称为"第一枚探空火箭"。
液氧/酒精近代火箭鼻祖——V-2火箭的发动机使用液氧/酒精作为推进剂,推力达到了2.5吨。液氧/酒精推进剂的优点是成本较低,易于获取,缺点是比冲低。
(比冲是火箭发动机最重要的评价指标之一,单位为秒(s)。可以理解为1kg燃料产生1kg力推力可以持续的时间。)
在美国国家航空航天博物馆展出的V-2火箭发动机(图片来源:维基百科)
偏二甲肼/四氧化二氮常温下为液态,但有剧毒,价格昂贵,比冲中等偏下,性价比适中,由于氧化剂N₂O₄为红棕色,因此发射的时候出现橙红色是其明显特征。由于以上的种种劣势,这种推进剂组合正逐步被淘汰。我国目前唯一的载人运载火箭长征-2F正是使用这种推进剂组合。长征-2F被称为"神箭"。