美国浆氢的研究与应用

与液氢相比 ,浆氢具有许多优点。进行浆氢的特性、制备工艺、生产装置及浆氢的测量技术等相关研究工作 ,对未来中国开展浆氢的研究具有借鉴意义。

美国凝胶液氢(胶氢)的研究

简要介绍了胶氢推进剂的概念、优点、用途等 ,对美国胶氢推进剂研究的发展历程、技术进展、应用状况和胶氢合成的技术途径进行了评述 。

空间化学推进技术的发展

空间化学推进技术包括双组元推进、单组元推进和微推进技术。双组元推进技术的发展,一方面依赖于采用高能推进剂和提高燃烧室压力,另一方面依赖于推进剂提高密度、降低毒性和降低冰点。硝酸羟铵基单组元推进剂密度比无水肼大40%,蒸汽无毒,冰点低于-20℃,有望取代无水肼。现在比较成熟的两个配方硝酸羟铵-甘氨酸-水体系和硝酸羟铵-甲醇-水体系。纳米卫星则需要从微牛级到毫牛级推力的微推进技术。

胶体推进剂的研究与应用

胶体推进剂兼具液体推进剂和固体推进剂的优点 ,因而近半个世纪以来国内外都在努力研制这种新概念推进剂 ,并由此发展先进的胶体推进技术 ,即“灵巧”推进技术。美国已成功地进行了胶体推进技术的地面试验和飞行试验。从理论上说 ,任何液体推进剂都可以制成胶体推进剂。因此 ,胶体推进剂既可以用于单组元推进系统 ,也可以用于双组元推进系统 ;既可以用于运载火箭 ,也可以用于武器系统。本文论述胶体推进剂和胶体推进技术的发展趋势和研究目标 ,简要介绍国内研究概况 。

液氧/甲烷发动机的应用前景

通过对甲烷与煤油以及液氧/煤油发动机与液氧/甲烷发动机性能的对比,分析了甲烷的优点。重点介绍了美国、俄罗斯、欧洲、日本、韩国等国家液氧/甲烷发动机研究的现状。综合考虑各种因素,液氧/甲烷发动机是一种具有广泛应用前景的新型发动机,可用于载人亚轨道飞行、高性能飞机、探空火箭、运载火箭上面级、纳米卫星运载火箭第一级。

美国液体推进剂标准化发展状况

概述液体推进剂的适用范围、作用及其标准的分类,研究和分析美国液体推进剂各类标准的编制状况与发展趋势,并对各类标准的主要内容作了简介。

硝酸羟铵基单元推进剂小推力室的性能和寿命试验

由硝酸羟铵(HAN)、甘氨酸和水组成的单元推进剂对环境无害。采用这种新型推进剂进行了火箭发动机试验,以测定小推力(4.5～9.0N.推力级别)催化分解推力室的性能和寿命特性.研制硝酸羟铵基推进剂长寿命催化反应室,是对当前单元推进剂技术的挑战。硝酸羟铵与燃料配混燃烧后产生的燃气,分子量比较高,需要把燃烧室温度限定在目前催化剂耐高温性能范围内,以便将发动机比冲保持在能够接受的水平。硝酸羟铵与燃料配混燃烧后产生相当多的水蒸汽,使工作环境更加恶劣。传统的贵金属催化剂在这种高温水蒸汽环境中,表面积和活化金属都有所损耗。通过发动机性能试验和寿命试验,本文讨论了目前硝酸羟铵推进剂推力室研制过程,推力室设计和催化剂选择方案。

吸热型碳氢燃料的研究进展

吸热型碳氢燃料是实现高超音速飞行的首选燃料,从燃料的选择、催化剂的筛选、热沉的测定、复合结焦抑制剂的开发等方面展开论述了国内外的研究进展,并提出今后的研究方向。

偏二甲肼胶体流变学研究

介绍了印度Birla 理工大学空间工程与火箭系研究偏二甲肼胶体流变学性质的情况。通过剪切速率的变化,确定胶体体系的流动特性,发现这种胶体属于假塑性触变胶体。在制备胶体的过程中,粘度逐渐增大,直至形成稳定的胶体。在制备胶体的开始阶段,粘度随时间迅速增大,此后粘度的变化就很小。随着温度的增加,偏二甲肼胶体的表观粘度和触变特性都降低。提高剪切速率,表观粘度也显著降低。实验结果表明:假塑性系数随温度的升高而增大,随金属含量的增加而降低;而粘度系数的变化规律正好相反。胶体体系的屈服应力随温度升高而降低,随金属含量的增大而增大。

空间环境下无水肼和甲基肼的爆炸危险性

本文讨论了空间环境下无水肼和甲基肼的三类爆炸危险性。第一类危险性来自材料对燃料的影响。第二类危险性来自燃料着火。第三类危险性来自飞行器高度变化对燃料可燃性的影响。

一氧化二氮催化分解的研究与应用

为了建立小卫星新型多模式推进系统,英国Surrey公司从1990年开始研究一氧化二氮催化分解。研究重点是可多次启动的一氧化二氮单元推进剂推力室,适用于小卫星的位置保持和相位保持。推力室催化剂床的尺寸取决于催化剂床装填系数和轴向温度分布。建议采用Ergun公式估算通过催化剂床的压力降。推进剂最大流量依赖于一氧化二氮供应系统自身增压能力。

新型硝酸羟铵类单组元推进剂的研制和试验

一组对环境有利的新型单组元推进剂已被确定用于取代无水肼。这组新型单组元推进剂是以硝酸羟铵([N^+H_3OH]NO_3^-)为主要成份的混合物,适合用于推力室和燃气发生器。与无水肼相比,硝酸羟铵混合物密度和比冲比较高,冰点比较低。这组推进剂比较安全,因而降低了地面使用维护成本。美国宇航局路易斯研究中心正在研究硝酸羟铵推进剂的配方,并且设计用于小卫星的发动机。采用试验推力室和模拟飞行状态的推力室,对不同配方的硝酸羟铵进行了热试。推力室的结构材料与无水肼推力室的材料完全一样,只是催化剂不同。硝酸羟铵推力室稳态和脉冲工作数据表明,硝酸羟铵推进剂完全可以取代无水肼和冷气推进剂,用于空间飞行器和其它航天任务上。本文综述了目前有关硝酸羟铵推力室设计规范、推力室研制的进展情况、稳态和脉冲工作试验结果。另外,从推动目前单组元发动机的技术水平出发,提出了在推力室研制过程中所面临的一些具有挑战性的问题。

有关美国液体推进剂安全标准综述

概述了液体推进剂安全性的重要作用，介绍了美国液体推进剂安全标准构成的系列、分类和级别以及几项重要标准的编制情况和主要内容，并分析了美国液体推进剂安全标准体系的特点。