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最近,火箭院在“低温推进剂蒸发量控制技术”上取得了突破,该技术将中国低温火箭的轨道时间延长到30天,为中国深空探测及远程空间运输提供了可行的条件。
据该技术团队张少华介绍,低温火箭有“冰箭”的高冷名字,使用的液氢、液氧等低温化学推进剂无毒,无污染,经济,效率高。 这是因为它在国内外火箭和上层得到了广泛的应用。 我国长征5号火箭、长征7号火箭等都是低温火箭。 但是低温火箭很好,但长期飞行受到限制。 迄今为止国内外低温火箭的轨道时间大多只能维持几十分钟到几小时之间。
长征7号火箭正文图都是中国火箭技术研究院微信公共平台图
低温火箭的轨道时间是怎么决定的呢张少华说,制约低温火箭轨道时间的第一要因是推进剂的蒸发损失。 众所周知,常压下液氢为-253°c,液氧为-183°c,温度极低,低温火箭长期在轨道上飞行时,会面临严酷的热环境,低温推进剂受热大量蒸发。 由于火箭运载的低温推进剂总量有限,大量蒸发必然影响燃料供给,制约了轨道任务的时间。 这就像汽车油箱里的油,油的量决定了汽车最终能行驶的距离,推进剂对火箭也是一样的。
长征五号
另外,火箭在飞行中每隔一定时间向外排气,维持油箱压力不超限。 但是,在宇宙微重力环境中,气体和液体低温推进剂相互缠绕难以分离,排气时也有大量的液体推进剂卷入气体中排出到罐中,导致推进剂的损失,制约低温火箭的轨道飞行时间。
低温火箭是如何延长轨道时间困扰国内外航天设计师的,火箭院是如何解读的? 张少华介绍“低温推进剂蒸发量控制技术”采用了两种先进材料和一种排气方案。
新型聚氨酯泡沫隔热材料
火箭院开发的两种先进隔热材料,一种是“新型聚氨酯泡沫隔热材料”,与以前传来的发泡材料相比,其隔热能力在低温条件下提高了50%以上,另一种是“变密度多层隔热材料”,与通常的多层隔热材料相比具有隔热能力
复合隔热材料的热性能试验
火箭院现役火箭低温推进剂的蒸发量每天蒸发2.5%以上,将来如果将上述两种隔热效果显着的材料用于火箭,低温推进剂的每天蒸发量将减少到0.5%。 这意味着火箭运载同样重量的低温推进剂,轨道时间可以大幅延长。
另外,火箭院使用了尽可能少的推进剂排出实现比较高效的排气,维持油箱压力,减少推进剂损失的“热力学排气方案”。
低温热力学排气系统的地面集成试验
张少华表示,“低温推进剂蒸发量控制”技术最近在大型地面试验中得到验证,方案得以正确执行。 这项技术的突破,使中国的低温火箭在轨道上延长了30天,可以实现低温推进剂的长时间轨道贮藏,对将来的大规模深空探测和远程空间运输等任务具有长期意义。
(原标题:该技术可使低温火箭在轨道时间内达到30天)(这篇报道来自澎湃信息,越来越多的原始信息请下载“澎湃信息”app )。
标题:【热门】中国火箭技术获新突破:低温火箭在轨时间可达30天
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