典型低温推进剂的热力学性能参数评估 |
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引用本文: | 刘柏文,徐元元,雷刚,厉彦忠.典型低温推进剂的热力学性能参数评估[J].火箭推进,2023(1):44-53. |
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作者姓名: | 刘柏文 徐元元 雷刚 厉彦忠 |
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作者单位: | 1.航天低温推进剂技术国家重点实验室100028;2.西安交通大学能源与动力工程学院710049; |
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基金项目: | 航天低温推进剂技术国家重点实验室开放课题(SKLTSCP1914)。 |
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摘 要: | 近年来,低温推进剂在火箭推进领域得到了广泛应用,针对液氧、液氢以及液甲烷等低温推进剂的研究也得到了深入开展。然而,有关低温推进剂热力学性能的研究虽有开展,但各种推进剂性能的特点和差异缺乏研究,对低温推进剂的热力学性能缺乏综合性分析研究和系统认识。统计了1960年以来火箭推进剂的使用以及按照火箭级应用分布情况,对低温推进剂在火箭推进领域的应用与发展进行系统性综述。从低温推进剂的基础热物理性质出发,面向航天推进应用,对不同低温推进剂的动力特性、传输特性、贮存特性以及致密化特性4个方面进行综合评估。结果表明:液氢推力特性最好,氢氧发动机理论比冲可达457 s。相同管路和工况条件下,液氢流动阻力最小,液氧流动温升最小,液甲烷流动阻力和温升特性表现居中。以管长为10 m、管内径为0.1 m的加注管路为例,液氢流动压降小于5 kPa,液氧流动温升小于0.5 K。在地面停放过程中液氧和液甲烷温升小,贮箱增压慢,同时液甲烷热分层现象较弱。对于高5 m、直径3 m的圆柱形贮箱来说,当外界热流密度为50 W/m2时,液氢温升可达4.83 K,液氧仅为1.93 K;液氧贮存周期可达36...
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关 键 词: | 低温推进剂 流动阻力 贮存特性 致密化 |
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