中國這枚火箭發(fā)射瞬間，為什么會有400噸水噴下？
中國這枚火箭發(fā)射瞬間，為什么會有400噸水噴下？
2016年06月28日 19:30:00 瀏覽量: 來源:科普中國 作者:許仁華
傳統(tǒng)認知里，大塊頭才有大力量。不過，今日中國在海南文昌發(fā)射的這枚長征七號火箭，并非完全如此。與我國之前的主力火箭相比，長征七號火箭在自身重量增加20%的情況下，運力居然增加了70%!它是怎么做到的呢?還有，長七發(fā)射時，周圍居然要噴射400噸水，這又是為什么?
相比我國以往的火箭，重量從500噸增加到600噸，而其運力從8噸提升到14噸。
燃料很給力
我國以前大都是使用偏二甲肼和四氧化二氮作為火箭的推進劑。
偏二甲肼是一種氧化劑，非常容易燃燒和爆炸，一直以來，常用作火箭燃料。然而，偏二甲肼有劇毒，還致癌，這是它最大的缺點。作為氧化劑的四氧化二氮，也是有毒的，還有強烈的腐蝕性。
俄羅斯使用偏二甲肼和四氧化二氮作為燃料，發(fā)射現(xiàn)場紅煙滾滾。
而長征七號，全部使用液氧和煤油，無毒環(huán)保，燃燒后的主要產(chǎn)物是水和二氧化碳。
早前發(fā)射的長征六號燃料為液氧和煤油，燃燒的主要產(chǎn)物是水汽，發(fā)射現(xiàn)場白煙滾滾
液氧和煤油的另一大優(yōu)點是便宜。把空氣冷凍成液體后再分離，就能制成了液氧，因此，一噸液氧的價格還不到2000元。另外，煤油也不貴。但偏二甲肼就不同了，它的價格高達每噸8萬元，四氧化二氮的價格為每噸1.7萬元。
液氧為淺藍色液體
便宜的燃料可以降低火箭發(fā)射成本。以發(fā)射神舟飛船的長征二F火箭為例，如果使用液氧煤油，那么每次發(fā)射可以節(jié)約推進劑費用上千萬元。
值得注意的是，液氧溫度約為零下180攝氏度，灌入后，過不了多久，箭體上就會有大量凝結(jié)的水珠，尤其是在海南文昌這種高熱高濕的地方，水汽凝結(jié)現(xiàn)象更為嚴重。為了解決此問題，長征七號進行了特殊設(shè)計，箭體可防水，也正因此，長征七號甚至可在中雨的天氣狀況下進行發(fā)射。
不少人難免有疑問，液氧和煤油既然如此便宜環(huán)保，為何以前發(fā)射火箭卻沒有使用呢?答案當然是發(fā)動機——可以說，沒有我國液氧煤油發(fā)動機的研制成功，就沒有今日長征七號的大推力。
先進的發(fā)動機
長征五號(左)、長征七號(右)(陳霄 攝)
長征七號的4個助推器，每個使用一臺YF-100液氧煤油發(fā)動機，火箭芯一級使用兩臺YF-100液氧煤油發(fā)動機，每臺YF-100液氧煤油發(fā)動機能產(chǎn)生120噸推力。高性能的液氧煤油火箭發(fā)動機是長征七號在自身體重增加不大的情況下，運力大幅提高的根本原因之一。
圖為YF-100發(fā)動機，可提供120噸的推力，而長征2F火箭發(fā)動機每臺只能提供75噸的推力。我國重載火箭長征五號，又叫大火箭，也將使用YF-100發(fā)動機。
另外，火箭裝載的燃料越多，運力越大，長征七號高達53米，而其自身鋼材重量只占到10%，這也是其運力大增的原因之一。
責任編輯：張東紅 [網(wǎng)站糾錯]
浙公網(wǎng)安備 33010302001662號