高低溫交變濕熱試驗箱使其在太空飛行中的優(yōu)

　　我們在觀看長征五號、七號或國外火箭發(fā)射時總能看到一種現(xiàn)象，就是發(fā)射前火箭一直在冒白色的煙，這是為什么呢？由于國外的火箭和我國新一代火箭都是采用以液氫液氧為原料的低溫推進劑，屬于“低溫火箭”。而這些燃料的沸點又極低（-170以下），因此在加注到火箭中后會不斷地?fù)]發(fā)。高低溫交變濕熱試驗箱為了保證燃料充足，火箭發(fā)射前就需要一直補加。

　　這樣就造成了一個不大不小的問題，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，國內(nèi)外的低溫火箭發(fā)射后只能勉強支持幾十分鐘到幾小時的飛行時間，隨著燃料的不斷揮發(fā)，火箭引擎將停止工作。其實火箭芯級還好，只需要花幾分鐘把載荷送到百余公里的高度，對火箭燃料箱的隔熱要求并不高，高低溫交變濕熱試驗箱但是火箭的二級甚至上面級需要工作更久的時間，對它的隔熱和揮發(fā)控制要求就變得至關(guān)重要。

　　自人類進入太空以來，由于低溫燃料的難以保存性，長時間在軌飛行的航天器基本上都是使用有毒的肼類化學(xué)燃料，或是電推進及離子推進。美國在軌時間長的氫氧二級火箭，有效工作時間也不會超過一天。氫氧發(fā)動機具高比沖的特性，使其在太空飛行中的優(yōu)勢要比其他發(fā)動機更高，所以必須想辦法來控制液氫液氧的蒸發(fā)速度，增加發(fā)動機的有效工作時間。

　　各國的火箭工程師都在低溫燃料的隔熱技術(shù)上不斷地研究，想攻克低溫火箭在軌運行時間短的問題。近期，中國火箭技術(shù)研究院通過三項創(chuàng)新技術(shù)，高低溫交變濕熱試驗箱大幅提高了燃料箱的隔熱效率，高低溫交變濕熱試驗箱一舉將低溫火箭的在軌運行時間提高到30天！這項成果主要是火箭院的科學(xué)家們通過兩種新材料和一項新方案來實現(xiàn)的。

　　想減少低溫燃料的蒸發(fā)就需要隔熱，火箭專家們分別研制了新型的“可變密度多層隔熱材料”和“聚氨酯隔熱泡沫材料”，將燃料箱的隔熱率分別提升了18%和50%，高低溫交變濕熱試驗箱使燃料蒸發(fā)的速度大幅降低。同時，由于燃料不斷地氣化，燃料箱的壓力會經(jīng)常超標(biāo)，因此就需要不斷排氣減壓。專家們又采用一種全新的“熱力學(xué)排氣方案”，在排出氣體的同時盡可能的不帶走液體燃料。

　　該型“低溫火箭推進劑蒸發(fā)量控制”技術(shù)已經(jīng)順利通過了地面試驗，高低溫交變濕熱試驗箱各項指標(biāo)都能滿足在軌30天的使用需求，這將對我國的深空探測特別是載人登月帶來巨大幫助。
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