[趣闻杂谈]历史上的今天——液体火箭 [复制链接]

3月16日是阳历一年中的第76天，离全年的结束还有290天。离91d2开荒日期还有6天。。。
美国教授、工程师和发明家罗伯特·戈达德（Robert Hutchings Goddard）1926年3月16日发射了世界上第一枚液体火箭。

图片:Dr._Robert_H._Goddard.png

图片:Dr._Robert_H._Goddard_1.png

{固体火箭VS液体火箭}

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【固体推进剂】
     最早固体火箭推进剂是在13世纪宋朝发展起来的。1232年，宋人在开封围城战中首次使用火药。黑火药主要用作烟花和模型火箭的固体燃料。
对于军事应用，在第二次世界大战时，黑色火药就被硝化纤维取代。但均质固体推进剂大多属于低能推进剂其出口速度小于2200 m/s。
1950 年代和 60 年代，美国研究人员开发了高氯酸铵复合推进剂（APCP）。这种混合物通常是 69-70% 精细研磨的高氯酸铵（一种氧化剂），结合 16-20% 细铝粉（一种燃料），混合在 11-14%聚丁二烯丙烯腈(PBAN) 或羟基封端的基料中聚丁二烯（聚丁二烯橡胶燃料）。混合物形成为稠化液体，然后浇铸成正确的形状并固化成坚固但柔韧的承重固体。 高氯酸铵使用氧化剂等氯化合物时，燃烧产物具有有毒致癌物。
1970 年代和 1980 年代，美国完全改用固体燃料洲际弹道导弹：LGM-30 Minuteman和LG-118A Peacekeeper (MX)。
1980 年代和 1990 年代，苏联/俄罗斯还部署了固体燃料洲际弹道导弹（RT-23、RT-2PM和RT-2UTTH），但保留了两种液体燃料洲际弹道导弹（R-36和UR-100N）。
【描述】
      固体推进剂有两种主要类型。“复合材料”由大多固体氧化剂的颗粒，诸如混合物的硝酸铵，二硝酰胺铵，高氯酸铵，或硝酸钾在聚合物结合剂，用高能燃料化合物（实例薄片或粉末：RDX，HMX，铝、铍）。也可以添加增塑剂、稳定剂和/或燃烧速度调节剂（氧化铁、氧化铜）。

单、双或三基（取决于主要成分的数量）是一到三种主要成分的均匀混合物。这些主要成分必须包括燃料和氧化剂，通常还包括粘合剂和增塑剂。所有成分在宏观上无法区分，并且通常以液体形式混合并在单个批次中固化。成分通常可以有多种作用。例如，RDX 既是燃料又是氧化剂，而硝基纤维素是燃料、氧化剂和结构聚合物。

更复杂的分类是，有许多推进剂包含双基和复合推进剂的元素，它们通常包含一些均匀混合到粘合剂中的高能添加剂。在火药（一种没有聚合物粘合剂的压制复合材料）的情况下，燃料是木炭，氧化剂是硝酸钾，硫作为反应催化剂，同时也被消耗以形成各种反应产物，如硫化钾。

最新的基于CL-20（HNIW）的硝胺固体推进剂可以与NTO/UDMH可储存液体推进剂的性能相匹配，但不能节流或重新启动。

【优点】
固态火箭推进剂优点有 重量较轻 对外界震荡及碰撞之危险性较小 燃料保存年限较液态燃料久 也不须多余的管线或加压设备

【缺点】
固态火箭推进剂的缺点有 工作时间短 一经燃烧即无法随便停止，无法控制燃烧时间


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【液体推进剂】
液体燃料火箭（液体火箭）时，液体的的燃料和氧化剂被储存在罐中，通过燃烧它是在发动机的燃烧室中的适当的比例混合产生推力火箭。推进剂注入到燃烧室超临界状态

尽管比固体燃料火箭更复杂和不可靠，但使用混合时自燃的自燃推进剂的火箭相对简单。此外卫星的姿态控制，例如对于一些发动机使用过氧化氢和肼作为催化剂的简单结构使用分解推进剂的单液型容易一些。

二战中使用的V2火箭以液氧（LOX）为氧化剂，以75%乙醇和25%水的混合物为燃料。在战后的导弹中，燃料已被煤油和肼代替，氧化剂已被液氧、四氧化二氮、硝酸等代替。已经提出了比现在更好的比冲的推进剂，例如使用液氟和添加锂，但从毒性、致癌性和腐蚀性等处理的角度来看，它们是不现实的。过去使用推进剂曾多次发生引发事故。

【描述】
主要燃料系统有：
二液式：煤油+液氧；液氢+液氧；液化甲烷+液氧
二液式（自燃式推进剂）：联胺+硝酸；一甲基肼+硝酸；不对称二甲基肼+四氧化二氮
单液式：联胺；过氧化氢

【优点】
液体燃料火箭比固体火箭具有更高的比冲，并能够控制节流阀、关闭和重新启动 。只有液体燃料火箭的燃烧室才需要承受高燃烧压力和温度。燃烧室冷却利用冷冻液体推进剂降温，大多数轨道运载火箭使用液体推进剂。

【缺点】
液体推进剂的主要困难还在于氧化剂。可储存的氧化剂，如硝酸和四氧化二氮，往往具有剧毒和高反应性，而根据定义，低温推进剂必须在低温下储存，也可能存在爆炸、毒性问题。液氧(LOX) 是一般低温氧化剂 - 但其他诸如 FLOX、氟/LOX 混合物会有不稳定、毒性和爆炸性问题。

液体燃料火箭需要麻烦的阀门系统、密封件和涡轮泵会增加火箭的成本。由于高性能要求，高精密涡轮泵特别难制作。
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我小时候也能射出液体火箭

现在只能说流出来就算完成任务！

傀儡:
我小时候也能射出液体火箭
现在只能说流出来就算完成任务！

非也，作为火箭的燃料不是随随便便的。
任何一次飞行器轨道变化（速度变化）或者多次轨道变化都遵循如下公式:

其还可以写成如下方式：

其中：

• 是火箭加速前的纯质量总和，即初始总质量(该质量指，不含火箭可能携带的弹头或者卫星等附加设施，仅为火箭自身各种子系统的综合，
  后文中所有初始总质量都是指火箭纯质量的总和）。
• 是火箭加速后的纯质量的总和。
• 是火箭排气速度(火箭喷射速度)，该速度与时间、地球重力加速度。
• 是火箭加速后速度与加速前速度的差值，它是对由且仅由火箭发动机产生的加速度求时间的积分得来。
• 是质量分率（质量比重）