03.07 太空中没有空气,那么飞行器的燃油怎么烧的?

只身一人来闯关


图注:“长征二号”F运载火箭,使用的就是偏二甲肼+四氧化二氮的液体燃料组合

太空中没有空气,所以航天器和大气层内飞行器的动力系统工作方式是很不一样的。大气层内,由于有空气,也就是有氧化剂,因此大气层内飞行器一般只携带燃料,即采用所谓吸气式发动机,通过吸入空气作为氧化剂,与燃料混合燃烧产生推力。吸气式发动机中比较常见和常用的是喷气式发动机和冲压式发动机,一般常用的燃料(燃烧剂)是航空煤油,氧化剂就是空气中的氧气。

但是进入太空,吸气式发动机就没有用武之地了,这个时候,航天器采取的通行办法是“自带”氧化剂,比如液体航天发动机里典型的几种发动机:1,液氧煤油发动机,它的燃料是煤油,氧化剂则是低温的液氧,我国最新一代火箭采用的120吨级液氧煤油发动机,就是自带液氧作为氧化剂在太空中燃烧工作的。液氧被放置在火箭内专门的贮存箱内。2,氢氧发动机,它采用液氢、液氧作为燃料,氢氧发动机是目前航天领域主流的先进发动机技术路线之一,能否研制大推力的氢氧发动机,是液体火箭技术是否强大的衡量标志之一。3,四氧化二氮/偏二甲肼,这是中国此前曾长时间采用的液体火箭发动机燃料组合,其中四氧化二氮是氧化剂,偏二甲肼是燃烧剂。

固体火箭发动机,不像液体火箭发动机那样把氧化剂和燃烧剂分开贮存,它是把氧化剂、燃料(可燃剂)和其他添加剂按照特定的配方混合在一起组成固态混合物,然后点燃燃烧。

所以综上所胡,不用担心太空中没了空气航天器便没法燃烧,因为航天器的发动机可以自带氧化剂和燃烧剂。


兵工科技


你好我是迷彩派,这个问题由我来回答。

这个问题很简单,在太空中的飞行器并不需要燃油,而是携带的燃料作为飞行器的主要动力。这个燃料是啥呢?那就是火箭以及航天飞机携带的氧化剂和燃烧剂。 由于物体燃烧时需要有氧气,而太空中没有空气就更谈不上有氧气,所以就需要氧化剂来与燃烧剂进行混合才能进行燃烧。

早期火箭的燃烧剂和氧化剂分别是煤油和液氧,后来变为偏二甲肼和四氧化二氮。中国目前最先进的火箭“长征五号”,其氧化剂用的分别是液氢和液氧。因为氢和氧混合在一起之后就会变成水,所以这种方式也非常环保。

一般来说不管是导弹还是火箭,液体火箭发动机的工作原理就是通过火箭发动机上的涡轮泵,然后将分别储存在两个贮箱的氧化剂和燃烧剂输送到发动机的燃烧室。燃烧室将这两种燃料进行混合之后,发动机就可以点火燃烧。

而除了液体火箭发动机,还有固体火箭发动机。固体火箭发动机就是将燃烧剂和氧化剂以固体的形式混合在一块,然后填装到发动机内部去的。这种固体火箭发动机药柱很稳定,需要特定的点火装置点火才能够燃烧。目前中国大多数公路机动发射的导弹,都是采用固体火箭发动机。 特别要提到的是,笔者当年因为工作的原因曾经从相关厂家获得了两小块药柱,后来点着火往水里一扔,那画面相当漂亮。


迷彩派军事


就让航空航天专业的人来回答这个问题。

大气层内的发动机运行都是需要空气的,而且实际上需要的是空气中的氧气,因为所谓的燃烧,就是燃料遇上氧化剂,然后放出大量的能量的,大气层内使用的发动机中燃料就是汽油、柴油、航空煤油,而的氧化剂就是氧气。

但是到了太空之后,没有了空气,自然也就没有氧气,所以航天发动机需要自己带氧化剂。

比如说下面这张图就是航天发动机的一种:液体火箭发动机。图中分别展示了两种输送燃料/氧化剂到燃烧室中发生燃烧的方式。从图中可以看到,液体火箭发动机中要准备燃料箱和氧化剂箱,然后通过高压气体挤压或者涡轮泵输送的方式让两种物质进入燃烧室,于是就可以有源源不断的能源了。

火箭常用的燃料和氧化剂如下图所示。中国现在最先进的长征5号就用的是液氢液氧作为燃料和氧化剂,氢和氧的反应大家都知道,就是生成水,所以这种燃烧的组合非常环保,而且发动机推力也大,是非常理想的燃料组合。

或者如下图所示是固体火箭发动机。固体火箭发动机里面基本上都是推进药柱,实际上就是把燃料和氧化剂给配比好了,到时候直接点火就好了。

当然,如果是未来火箭发动机,可能就是核动力的了,那样就不需要有燃烧反应。

下图就是美国在研制中的猎户座核动力火箭,希望采用核动力作为火箭的动力来源。如此一来就不需要用燃烧来获取动力了,自然也就没有氧化剂的问题。

当然了,关于这样的核动力火箭,大家也只是有这么一个设想,但是最终如何用核能产生推力,还是众说纷纭。有说用核反应堆的热能加热工质的,有说直接利用反应堆高能粒子的,有的说直接用小当量核武器爆炸产生的反向推力的。

但是究竟这样的核动力火箭会变成什么样子、什么时候才可以实现,现在都是不得而知的。不过,利用化学能确实不是一个长久之计,毕竟太空航行,化学能的效率实在是太低了。


航小北的日常科普


没有免费的空气用,那就只好自己带喽。

目前能够飞上太空的火箭都带着两个大箱子,一个装燃料,一个装氧化剂。常用的燃料有三种:



一、偏二甲肼和四氧化二氮。这种燃料效果不错,可以常温下使用,但是有剧毒。

二、液氧煤油,推力大,清洁无毒,煤油是经过加工的航天煤油。携带液氧作为氧化剂。但是容易积碳结焦。

三、液氧液氢。这种燃料比冲最高,是非常优秀的能源。但是携带起来很麻烦,因为液氢沸点非常低,为零下253摄氏度。而且液氢性质不稳定,极易泄露。需要非常小心的伺候,一不小心就给你放个大礼花。



所以啥事还得靠自己啊,火箭也一样,自力更生,自己带着氧化剂跑,上了太空也不用求人了。


和风漫谈


最常见的火箭燃料是偏二甲肼,他的氧化剂是四氧化二氮,所以他自带了氧化剂不需要空气。

另一种常见的是液氧煤油燃料,煤油和液氧燃烧,也不需要空气。同理,液氢液氧火箭燃料也是这样。不同火箭不同要求,使用不同燃料。但是火箭燃料都是自带氧化剂的,不需要空气。

所以题主可能是不清楚航空发动机和航天发动机的区别。航空发动机就是平时我们看见飞机使用的发动机,飞机使用航空燃油和空气中的氧气混合燃烧,但是喷出的物质也是来源于空气。相当于飞机在空气里,扶着空气爬行。

但是航天发动机就不同,他们没有空气可以拿来用,没法把空气当做梯子来爬,只能烧燃料,并且把燃烧产物当垫脚砖喷出去以实现移动。

这就是为什么航空燃料,可以获得十倍于相同重量火箭燃料的冲量。大气内飞行器和大气外飞行器的原理有差异。


蛋科夫斯基


我就不长篇大论了,在太空里飞行器里面除了带了燃料之外还带了氧化剂,氧化剂你可以把它理解为氧。我们都知道大部分物质燃烧需要氧,空气中含氧量是21%左右,飞行器里携带的氧化剂能产生高纯度的氧。液体火箭发动机把燃料和氧化剂按一定比例用泵打进燃烧室进行混合产生可燃混合气体,再点火使其燃烧产生推力。固体火箭发动机是预先把固体燃料和氧化剂混合后压制在发动机的燃烧室里,就像烟花里的固体火药一样,需要时直接点火启动。


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