原子氢推进剂研究进展.pdf

2013年第3期
导弹与航天运载技术
No.32013
总第326期
MISSILESAND SPACH VEHICLES
Sum No326
文章编号:1004-7182(2013)03-0031-04
DOI:10.3765415.1004-7182.,20130309
原子氢推进剂研究进展
齐琳晽,孟洪波,岳广涛
(北京航天试验技术研究所,北京,100074)
摘要:与通常的氧氧发动机相比,采用原子氢推进剂可以使比冲提高几百秒。通过介绍运戴火萧采用原子氧推进剂的发
展前景、原子氢推进剂火箭的起飞质量和干重,以及原子氢推进剂火箭设计的最佳方策,在比较宽的混合比范国、固氩颗粒
中原子态含量范国、液氮载体合量范国估算火箭发动机性能,可以得到混合比为0时,作为单元推进剂的火箭起飞质量最低。
原子氲推进剂以其优良的比冲性能给航天运载器带来质的飞跃,但对低温技术提出挑战
关键词:液体推进剂;比冲;低温技术
中图分类号:V511
文献标识码:A
Research Progress of Atomic Hydrogen Propellant
Qi Linlin, Mcng Hongbo, Yuc Guangtao
(Beijing Institute of Aerospace Testing Technology, Beijing, 100074)
Abstract: Compared with the usual hydrogen-oxygen engine, the atomic propellant engine can improve specific impulse for
hundreds o! seconds. In this article, the prospect of launch vehicle with alomic hydrogen propcllant was analy/ed, the take-off mass
and dry weight of atomic propellant launch vehicle were estimated, and an optimal solution of the atomic propellant hydrogen rocket
was put forward. Also, the rocket engine performance was estimated in a wide range of mixing ratio, atomic state content of solid
hydrogen particles, and content o[ liquid helium carrier. As a monopropellant, atomic hydrogen propellant can realize a lowesl rocket
take-off mass when the mixing ratio is zero. Atomic hyrogen propellants may bring a revolutionary leap to launch vehicle, but issue
the challenge in cryogenic technology
Key Word: I iquid propellant; Specific impulse; Cryogenic tcehnology
紧湊,起飞质量减少809%。
对于太阳系以外的星际航行或任何高能航天
,以及对于人类到火星探险和深层空间探测,减少
表1推进系统比沖
运载火箭数量和维护费用非常重要。降低有效载荷入
推进系统
比冲:'(m?s2)
轨成本的主要因素是降低卒间运输成木,如果能增加
O2/H2(半人马座)
发射的有效载荷,就可以减少发射次数,同时也可减
先进的O2I2(SAE)
4800
少飞行时间,降低雏护费。
原子气
采川新型高能量密度物质( High Energy Densit
Materials,HEDM)可以在近期提高比冲,缩短空间探
如果采用原子氢推进剂,有效载荷可以提高
险仁务的时间
264%6~360%。例如火箭采用含有50%(mn)原子氢的
原了氢推进剂是将原子氢存在固氢颗粒中,川液氨推进剂,有效载荷可以从96000g1增加到475000g
帯动固氢流动,与液氧配对,通过采用原子态HEDM排増加的这些有效载荷可以用一枚重魏火将载人星际
进剂,形成原子氢推进剂,可以将比冲在O2H2的基础上.航天器发射入轨
提高100s以上(见表1),这就使空间飞行器的结构更加
采川原子氢推进剂,可节约火箭的发射成本和时
收稿日期:2012-07-15;修回日期:2013-04-19
作者简介:齐琳琳(1984),女,助理工程师,主要从事液体进剂研究