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液体推进剂

•液体推进剂是以液体状态进入火箭发动机，经历化学反应

和热力学变化，为推进系统提供能量和工质的物质。

•它可以是单指、化合物，也可以是混合物。

•它在液体火箭发动机燃烧室内进行氧化反应或分解反应，

把化学能转变为热能，产生高温高压气体，通过发动机喷

管膨胀，再把热能转变为动能，推动火箭飞行或进行航天

器姿态控制、速度修正、变轨飞行等。

•1分类

•2液体推进剂的要求

•3液体推进剂的组元种类

1分类

•液体推进剂既是液体火箭发动机的能源，又是工质源，因此

它是影响发动机性能和结构的重要因素之一。

•液体推进剂的分类方法较多，例如按用途分类可分为主推进

剂、启动推进剂和辅助推进剂；按推进剂组元分类可分为单

组元、双组元和多组元推进剂；按组元直接接触时的化学反

应能力分类可分为自燃推进剂和非自燃推进剂；按推进剂组

元保持液态的温度范围分类可分为高沸点推进剂和低沸点推

进剂；按长期条件下推进剂物理、化学稳定性分类可分为长

期贮存推进剂、短期贮存推进剂或分为地面可贮存、空间可

贮存和不可贮存推进剂等。

•目前，比较普遍采用的分类方法有：

•1.1按液体推进剂进入发动机的组元分类

•可分为单组元、双组元和三组元液体推进剂。

•（1）单组元液体推进剂

•它是通过自身分解或燃烧进行能量转换并产生工质的均相

推进剂。

•单组元液体推进剂一般分为三类：其一是在分子中同时含

有可燃性元素和燃烧所需要的氧化物，如硝基甲烷、硝酸

甲酯等；其二是在常温下互不产生化学反应的稳定混合物，

如过氧化氢－甲醇等；其三是在分解时能放出大量热量和

气态产物的吸热化合物或混合物，如肼、肼—70、过氧化

氢、单推—3等。

•单组元液体推进剂能量偏低，一般只用在燃气发生器或航

天器的小推力姿态控制发动机上（姿态控制、速度修正、

变轨飞行）。其推进系统结构简单、使用方便。

•（2）双组元液体推进剂

•它是由分别储存的液体氧化剂和液体燃料两种组元组合工

作的推进剂。

•通常液体氧化剂选用氧化性强的物质，如液氧、液氟、红

烟硝酸四氧化二氮等。

•液体燃料选用含氢量大、燃烧热值高的物质。如液氢、肼

类、碳氢化合物为燃料。

•氧化剂和燃料分别贮存于各自的贮箱，并有各自的输送管

路。

•根据氧化剂和燃料在直接接触时的化学反应能力，可将双

组元推进剂区分为非自燃推进剂和自燃推进剂。

•自燃推进剂的两个组元，在其使用温度和压力范围内，以

液态相接触时，就发生放热的化学反应，即进行着火和燃

烧。氧化剂和燃料从相互接触到开始出现火焰的时间间隔，

称为着火延迟期。自燃推进剂使用中要求着火延迟期短，

以防止推进剂在燃烧室中积累过多而引起爆炸。

•红烟硝酸与偏二甲肼、四氧化二氮与偏二甲肼、四氧化二

氮与甲基肼等组合属于自燃推进剂。

•非自燃推进剂，必需靠专门的点火，才能进行放热的化学

反应，即燃烧。

•从启动点火装置到液体推进剂开始出现火焰的时间间隔，

称为点火延迟期。点火延迟期越短越好。

•常用的点火方式有电点火、火药点火和点火剂点火。

•液氧与液氢、液氧与煤油、红烟硝酸与烃类燃料组合的推

进剂都属于非自燃推进剂。

•可通过在燃料中加入自燃添加剂的方法，使非自燃推进剂

变为自燃推进剂。

•（3）三组元液体推进剂

•它是由分别储存的液体氧化剂和液体燃料和第三个组元组

合的推进剂。它可以分为以下二类。

•一类是液氧作为氧化剂、液氢和烃类燃料为燃料组合的推

进剂。液氧在低空和高空时分别与烃类燃料和液氢组合，

利用发动机在低空和高空面积比不同造成双膨胀，使发动

机在全工作过程获得高性能，即起飞时高推力、低面积比，

高空飞行时低推力、高面积比；液氧也可以与烃类燃料和

少量液氢同时燃烧，利用液氢改善液氧与烃类燃料的燃烧

性能。

•另一类是液氧为氧化剂，液氢为燃料，第三组元是轻金属

或其氢化物粉末组合的推进剂，其优点是把轻金属同液氧

燃烧产生的高温与能够降低燃烧产物平均分子量的氢结合

起来而提高比冲。

•1.2按推进剂或组元保持液态的温度范围区分

•可分为高沸点和低沸点推进剂。