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[发动机] 我国液氧甲烷发动机进展(60吨级液氧甲烷发动机首次试车成功)

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ETW 发表于 2012-6-12 10:37 | 显示全部楼层
5月28日美国化学会的科技新闻栏目 Noteworthy Chemistry(值得关注的化学)以 These liquid hypergolic fuels may replace hydrazine 为标题,介绍理学院教授高海翔研究论文 Ionic liquid solubilized boranes as hypergolic fluids 。
美国化学会这一科技栏目中报道说:中国农业大学(主页)高海翔教授与美国爱达荷大学Jean’ne M Shreeve教授在最近的合作研究中,采用一种将固体硼烷储氢材料(NH3·BH3, N2H4·BH3和N2H4·2BH3)溶于离子液体的新策略制备自燃离子液体溶液,此溶液与氧化剂接触时具有更短的点燃延迟时间,优于目前已知的任何一种自燃离子液体。他们为将自燃固体作为燃料有效引入氧化剂体系提供了一种简便且可控的方法。这类新型硼烷-离子液体溶液的诞生有望取代对环境有害的传统肼类火箭推进剂,在推动其实际应用方面取得了巨大进步

高海翔教授研究文章发表在 Journal of Material Chemistry (2012,22, 11022-11024;DOI: 10.1039/C2JM31627G)上,随后引起美国化学会“值得关注的化学”栏目注意的。后者是以快速报道化学研究最新进展为宗旨的栏目。

高海翔是该研究文章的第一作者兼共同通讯作者。据了解,这一工作是他继2009年在《德国应用化学》发表同类研究工作的又一重要研究成果。
duyu 发表于 2012-6-14 08:14 | 显示全部楼层
xingzheshengcun  好象就是液氢液氟。  发表于 2012-6-11 15:22

二氟化氧,四氟化氧,六氟化氧有没有可能与液氢组合达到更高的比冲?
把液氢换成锂呢?记得锂+液氧的比冲和液氢+液氧的比冲很接近,和氟或者X氟化氧的组合有没有可能超过液氢?
星下雪 发表于 2012-6-14 09:09 | 显示全部楼层
甲烷的使用到底有什么问题?为什么实用的还没有?

点评

个人觉得甲烷的优势是工业上比较价格低廉,相比液氢不易挥发,作为上面级虽比不上液氢,但估计还是有用途的。  发表于 2012-7-21 11:01
在煤油和液氢之间处于中庸,可以说取两者之长,但也可以说取两者之短。 作为地面级,密度比冲不如煤油。作为上面级,质量比冲不如液氢。而这两个阶段,这两种发动机都很成熟了,甲烷没有特别的优势很难突围。  发表于 2012-6-14 10:24
jj766 发表于 2012-6-14 09:10 | 显示全部楼层
duyu 发表于 2012-6-14 08:14
二氟化氧,四氟化氧,六氟化氧有没有可能与液氢组合达到更高的比冲?
把液氢换成锂呢?记得锂+液氧的比 ...

不知你说的这些,有没有实用价值
没事儿 发表于 2012-6-14 14:25 | 显示全部楼层
60吨级液氧甲烷发动机用于下降月球够不够?

借两张别的帖子有关美国试验液氧甲烷发动机登月的图片。

3.png 6.png

点评

汗,推力过量以数量级计  发表于 2012-6-14 15:50
没事儿 发表于 2012-6-14 18:17 | 显示全部楼层
ssizz  汗,推力过量以数量级计  发表于 2012-6-14 15:50

大概要多大推力才何用?

点评

登月舱重量大约15吨,月面重力是地球的1/6,着陆发动机推力3吨足矣,60吨推力发动机太大了,是给300吨着陆舱用的。  发表于 2012-6-14 18:45
duyu 发表于 2012-6-15 08:50 | 显示全部楼层
jj766 发表于 2012-6-14 09:10
不知你说的这些,有没有实用价值

我没听说有用这些怪氧化剂的火箭发动机,这些东西至少现在没有(作为推进剂的)实用价值。
没事儿 发表于 2012-6-15 09:31 | 显示全部楼层
东方红  登月舱重量大约15吨,月面重力是地球的1/6,着陆发动机推力3吨足矣,60吨推力发动机太大了,是给300吨着陆舱用的。  发表于 2012-6-14 18:45

谢谢指导!
duyu 发表于 2012-7-20 07:27 | 显示全部楼层
我觉得现阶段搞航天载具的复用是不经济的。因为本来航天发射就不多,全世界一年才几十次发射,若搞复用那航天载具的产量就更低,不考虑复用的情况下单价就要高很多,更别说复用的航天器及载具都要复杂很多了。几十年内复用是很难有经济性的。
但是说甲烷发动机便于复用,就说明其可靠性(比煤油机和氢氧机)高,对材料的要求低。那么即使不考虑复用,在对可靠性要求高的地方甲烷发动机还是有用的。例如将来的CZ-9或者CZ-5DY,为了实现起飞大推力,起飞级都并联的发动机数目都比普通火箭高,那么其对发动机的可靠性也就更高。YF-77对氢泵,涡轮等材料要求高,对可靠性影响很大;YF-100是分级燃烧,结构相对复杂,主燃烧室压强高,也影响可靠性。YF-77和YF-100的后续大推力发动机(200吨氢氧,500吨双室煤油)也会有类似的可靠性问题。如果甲烷发动机真的如所说的便于复用,那也能接受更多的并联,有些类似于SPACE-X的FALCON-9和FALCON-HEAVY。
还有,在前面的PDF文献里面,提到了甲烷的燃烧稳定性高。不知道是否适用于特大燃烧室,就是土星V的F-1发动机那么大的燃烧室。一般来说低压(10MPA量级)的燃烧室比高压(大于15MPA)的燃烧室容易做大(液氧煤油的单室推力大于300吨,液氢液氧的单室推力大于200吨)。我猜想700~900吨单室推力的液氧甲烷发动机(其主燃烧室室压在10MPA量级)是有可能的;而具有同样大推力的,高室压的分级燃烧液氧煤油发动机则是不可能。这样我们就可以YY甲烷版的土星V,并且其发动机比冲高于F-1,和RD-170接近,而可靠性也高。
没事儿 发表于 2012-7-20 10:26 | 显示全部楼层
duyu 发表于 2012-7-20 07:27
我觉得现阶段搞航天载具的复用是不经济的。因为本来航天发射就不多,全世界一年才几十次发射,若搞复用那航 ...

我觉得甲烷最大的优势是在轨的储存性,很适合用于地月来回和深空任务。稍后会发表一篇小弟YY地月飞船的文章给大家拍砖。

甲烷发动机用于地面级也是新的想法。

点评

您的这种说法不无道理。最便于存储的当然是常温下也太的四氧化二氮/肼类燃料,但是比冲不高。 而我认为,未来火星任务,需要甲烷发动机。  发表于 2012-7-20 12:05
jj766 发表于 2012-7-21 08:44 | 显示全部楼层
jj766 发表于 2012-6-9 09:05
有没有液氢液氟的

回复古风道友,这个俺知道

点评

道友?凡人修仙传看多了吧  发表于 2012-12-2 09:17
qin3y 发表于 2012-7-21 10:49 | 显示全部楼层
甲烷可以在行星、小行星等天体上采集补给,方便深空探索
liao68811 发表于 2012-7-21 12:05 | 显示全部楼层
duyu 发表于 2012-6-14 08:14
二氟化氧,四氟化氧,六氟化氧有没有可能与液氢组合达到更高的比冲?
把液氢换成锂呢?记得锂+液氧的比 ...

只是存在理论上的优势。
StdNormDist 发表于 2012-7-29 23:29 | 显示全部楼层
duyu 发表于 2012-6-14 08:14
二氟化氧,四氟化氧,六氟化氧有没有可能与液氢组合达到更高的比冲?
把液氢换成锂呢?记得锂+液氧的比 ...

只存在二氟化氧,而四氟化氧、六氟化氧都不存在。不信的话请翻阅大学的《无机化学》
rhZhao 发表于 2012-11-13 15:29 | 显示全部楼层
研制甲烷是好想法,要知道很多星球都有甲烷…… 我是说在100年后,
sinoempire 发表于 2012-12-1 21:45 | 显示全部楼层
rhZhao 发表于 2012-11-13 15:29
研制甲烷是好想法,要知道很多星球都有甲烷…… 我是说在100年后,

比如火星,到了那里,技术上可行的话就在火星获得新燃料返回。
本异末同 发表于 2012-12-2 08:42 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
sinoempire 发表于 2012-12-1 21:45 比如火星,到了那里,技术上可行的话就在火星获得新燃料返回。

火星没有甲烷…
schlieffen 发表于 2012-12-3 11:57 | 显示全部楼层
我觉得地月系以外的载人探索还是需要电推,不管是太阳能还是核能供电

化学能燃料再怎么折腾也要几百上千吨
sinoempire 发表于 2012-12-3 12:33 | 显示全部楼层
schlieffen 发表于 2012-12-3 11:57
我觉得地月系以外的载人探索还是需要电推,不管是太阳能还是核能供电

化学能燃料再怎么折腾也要几百上千 ...

现在又大的电推吗,目视现在只有小电推。。。。。
jj766 发表于 2012-12-3 18:34 | 显示全部楼层
jj766 发表于 2012-7-21 08:44
回复古风道友,这个俺知道

同道中人,不是道友是神马?同志?太奢侈啦!
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