第一千八百五十三章 技术介绍
如果要不考虑其他因素的话,液氢和液氧应该是最适合作为火箭燃料的。在燃烧的时候,拥有最大的热值。在同样重量下,他们燃烧产生的能量是最高的。但是问题也是最大的。其中最重要的问题就是这两种原料都是低温保存的。毕竟在常温下这两种都是气体。只有让这两种气体液化变成液体,这才方便储存和使用。否则的话,火箭的体积将会变得非常庞大,但是只有低温才会将这两种液体气体液化。所以储存液氢和液氧,那是需要双层的抽真空的钢瓶。即使这样,在使用之中,液氢和液氧会不断的气化。所以在后世发射火箭的时候,可以发现当火箭注入燃料之后,一旁的燃料管依旧还插着。同时在火箭的底部会出现白烟,这就是因为其中的液氧在不断的气化。虽然这样会损失一部分燃料,但是只要再补充进去,那就可以了。
除了这个难题之外,另外一个难题就是如何取制。其中液氧还好说。只要用空气就可以完成了,把空气冷却变成液体,然后根据氧气和氮气的沸点不同,就可以把这两种气体分开,留下氧气,但是氢气想要制取,就不容易了。哪怕就算是用电解水的方式来制取,也是需要有稀有金属作为电极材料的。用煤炭等材料裂解来制取氢气的话,那么又不会特别的纯净。无法满足航天火箭的需要。
所以虽然从理论上来说,液氢和液氧是最好用的。但是实际上,火箭的燃料很少采用这种方式。德国使用的是液氧和酒精。因为德国缺少燃料,酒精可以用粮食来酿造。对于德国来说,这是比较合适的方案。V2导弹用的就是这种燃料。所以世界上的第一代弹道导弹几乎都是用这种燃料的。但是这也有一个缺点。除了酒精的热值比较低之外,酒精那是可以喝的。所以对于战场上导弹兵来说,抽取点燃料来喝,那是再正常不过的了。不仅仅老毛子这么干,就连德国老兵在二战的战场上也有这么干。
后来随着技术的发展,就开始有了两条路线,一种是液氧煤油发动机。不管是阿波罗登月火箭,还是中国的长征五火箭,走的都是液氧煤油发动机的路线。另外一种就是常温燃料。各种比较一番之后,就可以发现,用偏二甲肼和硝酸这个组合是比较适合作为燃料来用的。
但是这种燃料有另外一个缺点,那就是一个有强烈的腐蚀性,一个有强烈的毒性。所以用这种燃料来制造的火箭,也被叫做毒火箭。在加注燃料的时候,火箭兵都是要带着防毒面具的。
不过在这个年代,防毒面具已经是常备物品了。相比需要低温保存的液氧这种燃料方式,应该更加符合需要。就拿中国来说,除了最开始用的是酒精和液氧之外,后来研发的一系列火箭,几乎都是偏二甲肼和硝酸的。一直到了长征五号才用上了液氧煤油发动机。现在,钱先生向秦宝山询问。秦宝山的回答脱口而出,让他非常的惊讶。因为这些东西,根本就不在他们的考虑范围之内。秦宝山却能够如此轻松的说出来。他为什么会这么的肯定呢?
“硝酸有很强的腐蚀性。偏二甲肼有很强的毒性,用这些来作为火箭的原料,真的可以吗?”钱先生问到。在这里,他们提出这些疑问,其实有些不礼貌,这就是对秦宝山的怀疑了。但是秦宝山并不会觉得受到了冒犯。他当然知道,钱先生是对这些太过看重了,所以才会如此的谨慎。毕竟到现在为止,还没有人使用这些方案了。他笑了笑,向钱先生说道:“这是我的个人理解,当然了。具体选择什么,需要你们这些专家来考虑,我只是提供一种建议而已。”
秦宝山又不是火箭专家,他只是拥有后世的经验,所以才能够把这些东西直接说出来,他也不能保证什么。
但是他既然提出来了这些东西,那么钱先生一定会重视的。只要用这些东西实验一下就可以发现,可以解决很多的问题。
低温的液氧是不方便储存的,这两种好歹是常规燃料。只要加固一下各种燃料管道的接口部位,应该就能安全地使用这些东西。
钱先生点点头,想到了什么,继续向秦宝山说道:“你觉得在制造火箭方面,最困难的技术应该是什么?”
如果对于一般人来说,这还有什么说的?火箭技术里面最难的肯定就是发动机呀。但是秦宝山的心中清楚,其实相比发动机来说,还有一个东西也是非常难的,这就是燃料泵。
一枚火箭里面,可能要装几十吨甚至是几百吨的燃料。但是火箭发射升空进入外太空,就是那么几分钟的时间。所以在这几分钟的时间里,就要有几十吨甚至上百吨的燃料,都要喷到发动机里边去燃烧。这就需要强有力的燃料泵,把这些燃料全部抽到发动机里边去。德国的V2火箭,在设计阶段就考虑到了这个问题,劳恩博士几乎把德国所有能找到的水泵都弄去做研究了,最终才设计出来了合格的产品。
此时钱先生就在旁边,秦宝山知道,以后估计也没有机会再和他接触了,所以虽然他这样一个自学成才的专家,按说应该不会有特别多的专业知识。但是秦宝山依旧没有藏着掖着,把其中关键之处说了出来。
“火箭需要在短时间内把大量的燃料鼓入发动机。所以火箭需要一个强有力的燃料泵。只有涡轮泵才能够达到这个目标,不过如何驱动涡轮泵又是一个大问题。我觉得可以采用另外一套相对发动机独立的蒸汽产生系统,比如说,可以用浓度为百分之八十的过氧化氢溶液以及高锰酸钠溶液。这两种溶液混合,就能产生高温高压气体,然后再利用高压氮气储罐的压力作用,把这两种液体推动起来,让它们产生的高温蒸汽推动涡轮旋转。在转轴的另一端,带动一个涡轮泵,把燃料鼓进去。这套系统,至少需要三百马力的动力,叶片每分钟至少要有五千转。”
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