03.07 太空中沒有空氣,那麼飛行器的燃油怎麼燒的?

隻身一人來闖關


圖注:“長征二號”F運載火箭,使用的就是偏二甲肼+四氧化二氮的液體燃料組合

太空中沒有空氣,所以航天器和大氣層內飛行器的動力系統工作方式是很不一樣的。大氣層內,由於有空氣,也就是有氧化劑,因此大氣層內飛行器一般只攜帶燃料,即採用所謂吸氣式發動機,通過吸入空氣作為氧化劑,與燃料混合燃燒產生推力。吸氣式發動機中比較常見和常用的是噴氣式發動機和衝壓式發動機,一般常用的燃料(燃燒劑)是航空煤油,氧化劑就是空氣中的氧氣。

但是進入太空,吸氣式發動機就沒有用武之地了,這個時候,航天器採取的通行辦法是“自帶”氧化劑,比如液體航天發動機裡典型的幾種發動機:1,液氧煤油發動機,它的燃料是煤油,氧化劑則是低溫的液氧,我國最新一代火箭採用的120噸級液氧煤油發動機,就是自帶液氧作為氧化劑在太空中燃燒工作的。液氧被放置在火箭內專門的貯存箱內。2,氫氧發動機,它採用液氫、液氧作為燃料,氫氧發動機是目前航天領域主流的先進發動機技術路線之一,能否研製大推力的氫氧發動機,是液體火箭技術是否強大的衡量標誌之一。3,四氧化二氮/偏二甲肼,這是中國此前曾長時間採用的液體火箭發動機燃料組合,其中四氧化二氮是氧化劑,偏二甲肼是燃燒劑。

固體火箭發動機,不像液體火箭發動機那樣把氧化劑和燃燒劑分開貯存,它是把氧化劑、燃料(可燃劑)和其他添加劑按照特定的配方混合在一起組成固態混合物,然後點燃燃燒。

所以綜上所胡,不用擔心太空中沒了空氣航天器便沒法燃燒,因為航天器的發動機可以自帶氧化劑和燃燒劑。


兵工科技


你好我是迷彩派,這個問題由我來回答。

這個問題很簡單,在太空中的飛行器並不需要燃油,而是攜帶的燃料作為飛行器的主要動力。這個燃料是啥呢?那就是火箭以及航天飛機攜帶的氧化劑和燃燒劑。 由於物體燃燒時需要有氧氣,而太空中沒有空氣就更談不上有氧氣,所以就需要氧化劑來與燃燒劑進行混合才能進行燃燒。

早期火箭的燃燒劑和氧化劑分別是煤油和液氧,後來變為偏二甲肼和四氧化二氮。中國目前最先進的火箭“長征五號”,其氧化劑用的分別是液氫和液氧。因為氫和氧混合在一起之後就會變成水,所以這種方式也非常環保。

一般來說不管是導彈還是火箭,液體火箭發動機的工作原理就是通過火箭發動機上的渦輪泵,然後將分別儲存在兩個貯箱的氧化劑和燃燒劑輸送到發動機的燃燒室。燃燒室將這兩種燃料進行混合之後,發動機就可以點火燃燒。

而除了液體火箭發動機,還有固體火箭發動機。固體火箭發動機就是將燃燒劑和氧化劑以固體的形式混合在一塊,然後填裝到發動機內部去的。這種固體火箭發動機藥柱很穩定,需要特定的點火裝置點火才能夠燃燒。目前中國大多數公路機動發射的導彈,都是採用固體火箭發動機。 特別要提到的是,筆者當年因為工作的原因曾經從相關廠家獲得了兩小塊藥柱,後來點著火往水裡一扔,那畫面相當漂亮。


迷彩派軍事


就讓航空航天專業的人來回答這個問題。

大氣層內的發動機運行都是需要空氣的,而且實際上需要的是空氣中的氧氣,因為所謂的燃燒,就是燃料遇上氧化劑,然後放出大量的能量的,大氣層內使用的發動機中燃料就是汽油、柴油、航空煤油,而的氧化劑就是氧氣。

但是到了太空之後,沒有了空氣,自然也就沒有氧氣,所以航天發動機需要自己帶氧化劑。

比如說下面這張圖就是航天發動機的一種:液體火箭發動機。圖中分別展示了兩種輸送燃料/氧化劑到燃燒室中發生燃燒的方式。從圖中可以看到,液體火箭發動機中要準備燃料箱和氧化劑箱,然後通過高壓氣體擠壓或者渦輪泵輸送的方式讓兩種物質進入燃燒室,於是就可以有源源不斷的能源了。

火箭常用的燃料和氧化劑如下圖所示。中國現在最先進的長征5號就用的是液氫液氧作為燃料和氧化劑,氫和氧的反應大家都知道,就是生成水,所以這種燃燒的組合非常環保,而且發動機推力也大,是非常理想的燃料組合。

或者如下圖所示是固體火箭發動機。固體火箭發動機裡面基本上都是推進藥柱,實際上就是把燃料和氧化劑給配比好了,到時候直接點火就好了。

當然,如果是未來火箭發動機,可能就是核動力的了,那樣就不需要有燃燒反應。

下圖就是美國在研製中的獵戶座核動力火箭,希望採用核動力作為火箭的動力來源。如此一來就不需要用燃燒來獲取動力了,自然也就沒有氧化劑的問題。

當然了,關於這樣的核動力火箭,大家也只是有這麼一個設想,但是最終如何用核能產生推力,還是眾說紛紜。有說用核反應堆的熱能加熱工質的,有說直接利用反應堆高能粒子的,有的說直接用小當量核武器爆炸產生的反向推力的。

但是究竟這樣的核動力火箭會變成什麼樣子、什麼時候才可以實現,現在都是不得而知的。不過,利用化學能確實不是一個長久之計,畢竟太空航行,化學能的效率實在是太低了。


航小北的日常科普


沒有免費的空氣用,那就只好自己帶嘍。

目前能夠飛上太空的火箭都帶著兩個大箱子,一個裝燃料,一個裝氧化劑。常用的燃料有三種:



一、偏二甲肼和四氧化二氮。這種燃料效果不錯,可以常溫下使用,但是有劇毒。

二、液氧煤油,推力大,清潔無毒,煤油是經過加工的航天煤油。攜帶液氧作為氧化劑。但是容易積碳結焦。

三、液氧液氫。這種燃料比衝最高,是非常優秀的能源。但是攜帶起來很麻煩,因為液氫沸點非常低,為零下253攝氏度。而且液氫性質不穩定,極易洩露。需要非常小心的伺候,一不小心就給你放個大禮花。



所以啥事還得靠自己啊,火箭也一樣,自力更生,自己帶著氧化劑跑,上了太空也不用求人了。


和風漫談


最常見的火箭燃料是偏二甲肼,他的氧化劑是四氧化二氮,所以他自帶了氧化劑不需要空氣。

另一種常見的是液氧煤油燃料,煤油和液氧燃燒,也不需要空氣。同理,液氫液氧火箭燃料也是這樣。不同火箭不同要求,使用不同燃料。但是火箭燃料都是自帶氧化劑的,不需要空氣。

所以題主可能是不清楚航空發動機和航天發動機的區別。航空發動機就是平時我們看見飛機使用的發動機,飛機使用航空燃油和空氣中的氧氣混合燃燒,但是噴出的物質也是來源於空氣。相當於飛機在空氣裡,扶著空氣爬行。

但是航天發動機就不同,他們沒有空氣可以拿來用,沒法把空氣當做梯子來爬,只能燒燃料,並且把燃燒產物當墊腳磚噴出去以實現移動。

這就是為什麼航空燃料,可以獲得十倍於相同重量火箭燃料的衝量。大氣內飛行器和大氣外飛行器的原理有差異。


蛋科夫斯基


我就不長篇大論了,在太空裡飛行器裡面除了帶了燃料之外還帶了氧化劑,氧化劑你可以把它理解為氧。我們都知道大部分物質燃燒需要氧,空氣中含氧量是21%左右,飛行器裡攜帶的氧化劑能產生高純度的氧。液體火箭發動機把燃料和氧化劑按一定比例用泵打進燃燒室進行混合產生可燃混合氣體,再點火使其燃燒產生推力。固體火箭發動機是預先把固體燃料和氧化劑混合後壓制在發動機的燃燒室裡,就像煙花裡的固體火藥一樣,需要時直接點火啟動。


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