导弹和火箭发射在很长一段时间都十分危险。比如早期的导弹和火箭,因为当时的技术限🜻😠制,采用的燃料都🄹🏪是高腐蚀性而且极易燃烧爆炸的不稳定材料,稍不注意就可能酿成可怕的事故。哪怕到后世,火箭和导弹的燃🄈🞷😶料加注过程也绝不是闹着玩的。
二战期间,德国采用火箭发动机⛳🞝🕊的ME163“彗星”式截击机就事故频发。和普通战机不一样,一旦燃料箱发生泄露,临近燃料箱的🂬👻座舱内的飞行员就会被高腐蚀性的剧毒燃料溶解!因燃料爆炸而损失的彗星飞机比被敌人击落的还要多。
因此雅尼克🎰🔮🄂打心底不怎么☢喜欢液体燃料。“固体推进剂的研究怎么样了?”液体燃料事故频发,二战德军想改成固体燃料,因战争结束未能成行。
最早的固体推进剂算是华夏古代四大发明之一的黑火药。早在唐朝初,公元682年左右,炼丹家孙思邈所著《🚉👣丹经》一书中就🟈有黑火药的配方。
公元975年用黑火药的火箭已作为一种武器在战争中使用。13🝨🍪世🁳纪这种火箭传入阿拉伯国家,以后又传到欧洲。
但是黑火药能量低,强度差,不能制成较大的药柱,燃烧时生成大量的烟和固体残渣。使用黑火药的固体火箭射程近、杀伤力小。现代导弹和火箭上已经难🄤🄤觅黑火药的踪影了。
随着🚽😳工业和科学技术的发展,各种固体推进剂如雨后春笋般涌现。
能够成为推进剂的材料有很多,凡是能够在没有外界氧化剂存在的情况下发生不依赖于外力的持续燃烧,并能在燃烧期间产生大量高温气体分子或固体喷流的材料均有这个潜力。总体来说,燃烧🔦🂸📡是一种剧烈的快速放热的氧化还原反应,因此推进剂自身必须要同时含有氧化剂和充当还原剂的燃烧剂。
氧化剂和燃烧剂都是⚠💶固体的推进剂叫做固体推进剂。它们被制成符合🁳设计要求的几何形状,浇铸或充填在一个一端开口的容器内。当被点燃的时候,推进剂的化学能转化成燃🇬🛫🟓气的热能,在经过发动机喷管的时候,又部分转化成动能,形成推力。
克雷默博士恭声道。“复合固体推进剂还在研制当中,快☾的话不出一🁳年就能🁩研制成功。”
其实🚽😳固体推进剂有🙟现成的,就是子弹炮弹里用的无烟火药,也就是硝化棉。
硝化棉是一种纤维状的物质,很难做成固定形状的弹体装药,人们用粘稠的硝化甘油做增塑剂和硝化棉混合在一起便形成了双基推进剂。在很长一段时期内,双基推进剂都是固体火箭发动机的主要原料。
硝化棉和硝化甘油本身都既包含氧化剂的成🗦分🖙又包含燃烧剂的成分。硝化棉有点儿富燃(燃烧剂的成分多一些),硝化甘油则有点儿富氧(氧化剂的成分多一些)。
原本它们两个的配合是比较理想的。但是,随着对发动机性能要求的日益提高,这个经典搭配能够产生的比冲已渐渐不能🕐🈱满足需要(比冲是一个描述火箭发动机性能的重要物理量,其定义为单位重量的推进剂能🍎🕄够带来的动量的改变量。相同重量的燃料,比冲越高,能够提供给的动量越大。)
犹豫了一下,克雷默博🇨🛅士又补🖐充了一句。“可即使这种固体推进剂,性能上还是逊于液体推进剂。我们在研制固体推进剂的同🖋👄🆔时也在努力改善液体推进剂的长期贮存技术。”
液体推进剂的推力大,载荷能力强,技术上较为简单。因此早期的弹道导弹普遍是液体的。但液体导弹的先天劣势是不能长期贮存,而且运输过程比较危险,稍有磕碰就会爆炸。随着液体燃料长期贮存技术的突破,燃料加注后可以保存多年,这样就不需要☵在发射前加注燃料。
固体导弹的优势在🙟于机动灵活,劣势在于投掷能力较差,因为固体燃料的比冲较低。固体火箭的价格较高,大型固体火箭研制困难,火箭长期保存后固体燃料存在老化🄴🁲的问题,而且检测十分困难。
总的来说,液体导弹⚠💶适用于技术水平达不到的时候,用较低的技术🝨🍪难度达到较高的技术指标。因此多用于早期弹道导弹,如V2,飞毛腿等。同时也用于对投掷能力要求比较高的远程导弹和洲际导弹。而固体导弹的优势在于快速反应,因此常用于机动发射的导弹和战术短程导弹。