绿色的火焰是什么燃料(火焰是绿色是什么原因)

圈圈笔记 56

头条群星10月榜

运载火箭以可靠、安全、经济为主要设计原则,采用无毒环保、价格便宜、比冲(是对火箭推进剂利用效率的一种描述,指单位推进剂的量所产生的冲量)较高的液氢、液氧或液氧煤油发动机,还有固体燃料发动机。

火箭是火箭发动机喷射工质产生的反作用力向前推进的飞行器。它自身携带全部推进剂,不依赖外界工质产生推力,可以在稠密大气层内,也可以在稠密大气层外飞行,是实现航天飞行的运载工具。飞船之所以能够腾空升起,依靠的是化学推进剂。化学推进剂包含了燃料和助燃剂 (氧化剂),燃料燃烧为飞船提供动力,氧化剂则为燃烧的过程供氧。在发生反应的过程中,会产生大量的烟雾。

而透过这烟雾的颜色,大体是能够分辨出用的是什么燃料,因为能够应用到火箭发射的燃料就那么几种组合。

1、尾焰颜色是从黄色渐变到蓝色,温度越来越高,极有可能采用的煤油液氧燃料。

由于煤油燃烧会有少量固体颗粒,因此火焰通常也更加明亮而不透明,我国的主力发动机YF100,就是这种推进剂。

近年我国陆续问世的新一代运载火箭,采用了液氢、液氧、煤油等绿色燃料,对环境基本不会造成影响,但存储和加注工作则更加复杂。

当然,此煤油非彼煤油也,一般的航空煤油也是不可取的。

2、火箭的周围常常会看到淡淡的棕黄色烟雾,尾部都是冒红烟,动力燃料都是偏二甲肼,常规氧化剂为四氧化二氮。

产生‘红色火焰’是因为,火箭的燃料是四氧化二氮、偏二甲肼。发射时,低温的四氧化二氮在常温下具有强氧化性,分解成红棕色的二氧化氮气体。伴随着火箭起飞,这就是大家看到的红烟。

虽然四氧化二氮是无色的,但它容易分解为红棕色的二氧化氮。二氧化氮再与空气中及燃烧产生的水汽混合,就呈现出了棕黄色的烟雾(气液混合形成的雾的比例大一下,烟主要是固体尘粒)。

运送神州系列飞船的长征二F型火箭所使用的化学推进剂,动力燃料都是 偏二甲肼,常规氧化剂为 四氧化二氮。这种燃料的优点是不需单独进行点火,火箭发射时只要将这两种液体在发动机燃烧室混合即可。

3、点火起飞时,会看到大量的白色气体,尾部喷吐的就是白色火焰。液氢液氧燃料

这是因为火箭使用的是冷藏的液氢液氧低温燃料,液氢温度为零下253摄氏度,液氧为零下183摄氏度。这些燃料使得火箭内部是远远低于冰点的超低温,在与外界空气接触时,就好像夏天在屋里放了一块冰。虽然火箭外壳有真空隔绝层进行保温,但还是会看到少量白烟。这是最清洁的火箭燃料,反应产物是水蒸气,也是未来火箭燃料发展的趋势之一,不过其推力尚不如煤油-液氧发动机给力。

我国长征五号主发动机推进剂便是液氢液氧,因为-252℃液氢和-183℃液氧的贮存状态,长征五号又被称作冰箭。

4、火焰的温度很高,呈蓝色,基本上采用的是液氧甲烷燃料

使用液氧-甲烷组合 ,甲烷本身很容易获得,天然气主要成分就是甲烷,还有沼气里也有大量甲烷。甲烷完全燃烧时产生蓝色火焰。

5、冒橙褐色的烟,则是采用的固体火箭燃料

现代固体火箭推进剂成分包括高氯酸铵作为氧化剂铝粉作为燃料,端羟基聚丁二烯、聚丁二烯丙烯腈(PBAN)等聚合物作为粘合剂添加RDX等高能炸药增强,当然还有各种稳定剂辅助。固体燃料的燃烧产物有大量固体颗粒,所以火焰明亮不透明。

具有操作简单,发射速度快的固体运载火箭长征十一号使用的是固体推进剂,其中含有碳或碳氢化合物,在点火发射时,火箭尾部喷涂着橙褐色的火焰。

【冒白烟的原因】

新一代运载火箭是采用无毒无污染的液氢、液氧、煤油作为燃料,液体和气体状态的氧都是无色的,燃料的燃烧会带来少量白烟,会看到大量的白色气体,尾部喷吐的就是白色火焰。所以火箭发射升空时,会看到白烟。

据科学家介绍,新一代运载火箭的发射塔上,设有一个能容纳近千吨水的水箱,在火箭发射时,水箱中的水通过大流量喷水降温降噪系统技术,在火箭飞到5米高以后向箭体尾部火焰中心喷水,喷水量达400吨,这些水会在瞬间被气化。

400吨水的另一个重要功能是降低噪声。火箭点火时,噪音巨大,而此时火箭的上升速度又极慢,所以,能量巨大的声波有可能会破坏火箭本身。为了减弱噪音,需要在其发射时从一定的角度大量喷水。

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