火箭和卫星用的燃料一样吗

很久很久以前，人类就开始仰望星空。 科技 的发展，让人类冲出了生存的蓝色星球，开始 探索 广袤的宇宙。为了在宇宙里走得更远，火箭的燃料自然很重要。

美国一家初创公司—— Green Hydrogen International（GHI），不久前公布了一个 60GW 的可再生氢气项目，这个项目位于得克萨斯州，将由风能和太阳能供电，采用盐穴进行储存。

得克萨斯州南部 Duval 的这个「氢城」，会是全球最大的绿氢生产和储存中心，建成后每年将生产超过 250 万吨绿氢（通过光伏发电、风电以及太阳能等可再生能源制得的氢气），约等于如今全球灰氢（是通过化石燃料燃烧产生的氢气）产量的 3.5%。

项目以 Duval 中彼德拉斯平塔斯盐丘的储氢设施为中心，通过管道将绿氢输送到 Corpus Christi 和 Brownsville，在那里将其转化为绿氨、可持续航空燃料和其他产品，或通过管道直接输送到全州的氢能发电厂和其他用户。

在 Green Hydrogen International 公司公布的项目计划里，绿氢的其中一项用途是可持续火箭燃料，该公司正在考虑在 Brownsville 将氢气与二氧化碳结合起来，为德克萨斯州南部的发射作业制造一种绿色甲烷火箭燃料。

Brownsville ，正是 SpaceX South Texas 发射场的所在地，2018 年，SpaceX 宣布这个发射场将专门用于 SpaceX 的 Starship 运载火箭。

SpaceX 目前正在开发一种新型火箭发动机—— SpaceX Raptor，用于开发中的 SpaceX Starship，Raptor（猛禽）发动机将使用低温液态甲烷和液态氧作为燃料，而不是该公司迄今为止使用的基于煤油的燃料。

在成立 SpaceX 时，马斯克就表示过自己的宇宙 探索 目的地——火星。要想完成火星 探索 ，怎么去和怎么回都是需要解决的问题。

冲出地球后抵达火星，发动机要产生足够的比冲，比冲的上限由燃料决定。 探索 后从火星返回地球，出发时就带上返程的燃料，增加了火箭的负荷，明显不太现实。因此需要在宇宙中补充燃料，让火箭能够返回地球。

目前来说，较为理想的火箭燃料应该是液氢和液氧，但液氢的制备和储存难度较高。而甲烷的冰点（约 -182 ）与液氧的沸点（-183 ）相当，相比于与液氧和煤油，液氢和液氧之间的温度差，对燃料储箱的要求较低，也能减轻结构重量。

另外，甲烷液氧发动机的比冲，介于液体氢氧发动机和液氧煤油发动机之间，能冲向火星。更重要的是，火星的环境中有二氧化碳和冰，可以制成甲烷和氧气，也就意味着，使用 SpaceX Raptor 的火箭，可以在火星上补充燃料。

可再生能源毫无疑问是未来的发展方向，Green Hydrogen International 利用可再生能源得到的氢气，又有多样的用途。有了 GHI 的氢气提供助力，希望 SpaceX 的火箭在火星着陆的那一天能快一些。

N2H4中文名为肼，又称联氨、二铵，化学式也可写作H2NNH2，是一种无色发烟的、具有腐蚀性和强还原性的无色油状液体，有剧毒且极不稳定，有类似于氨的刺鼻气味。由氢氧化钠、氯和氨或尿素用乙二醇萃取，或由无水氨与肼盐作用而制得。

火箭的燃料是液体或固体的燃料和氧化剂。

火箭发动机点火以后，推进剂（液体的或固体的燃料和氧化剂）在发动机燃烧室里燃烧，产生大量高压气体；高压气体从发动机喷管高速喷出，对火箭产生的反作用力，使火箭沿气体喷射的反方向前进。

固体推进剂是从底层向顶层或从内层向外层快速燃烧的，而液体推进剂是用高压气体对燃料与氧化剂贮箱增压，然后用涡轮泵将燃料与氧化剂进一步增压并输送进燃烧室。推进剂的化学能在发动机内转化为燃气的动能，形成高速气流喷出，产生推力。

扩展资料：

主要分类

1、按级数来分

可分为单级火箭、多级火箭两种类型。由于单级火箭在实际应用上很难实现宇宙飞行所必需的宇宙速度，因此需要采用多级火箭来解决这一问题。多级火箭的一子级在发射点火后就开始工作，工作结束后与整个火箭分离，再由二子级继续将有效载荷推向太空，以此类推，直至把有效载荷送入预定轨道。

2、按动力能源

按动力能源分为化学能火箭、电能火箭、核能火箭、太阳能火箭及光子火箭等。目前最常用的是化学能火箭，它又分为液体推进剂火箭、固体推进剂火箭和固-液混合推进剂火箭。作为新能源火箭的代表，核能火箭的优点是其发动机比冲比化学能火箭的高。

参考资料来源：百度百科-火箭

卫星上常用的液体氧化剂有液态氧、四氧化二氮等，燃烧剂由液氢、偏二甲肼、煤油等。现代液体燃料火箭是美国人戈达德搞出来的：第一个是采用液氧-煤油。

发射卫星的火箭燃料要体积小，重量轻，但发出的热量要大，这样才能减轻火箭的重量，使卫星快速地送上轨道。液体燃料放出的能量大，产生的推力也大；而且这种燃料比较容易控制， 燃烧时间较长，因此，发射卫星的火箭大都采用液体燃料。

氧化剂和燃烧剂必须储存在不同的储箱中。液体火箭发动机一般由推力室、推进剂供应系统、发动机控制系统组成。推力室是将液体推进剂的化学能转变成推进力的重要组件。它由推进剂喷嘴、燃烧室、喷管组件等组成。推进剂通过喷注器注入燃烧室，经雾化，蒸发，混合和燃烧等过程生成燃烧产物，以高速（2500一5000米/秒）从喷管中冲出而产生推力。

扩展资料

几十年来争论不休的用煤油作为冷却剂问题，经过大量的传热试验及计算分析后表明：采取适当的措施是完全可以解决的。用克拉玛依煤油作燃料进行了工作时间分别为10秒、50秒的两次试车后燃烧室完好无损，光洁如初，说明用煤油作发动机冷却剂是完全可行的，效果是相当理想的。

在燃烧室的冷却结构设计上采取了一系列措施:

一是在喉部以前设置了三条冷却带，其流量为推进剂总流量的2～3%，煤油进入燃烧室是贴壁向上旋转式；

二是燃烧室喷管从膨胀比为8的截面至圆柱段，用螺旋式冷却槽，并且喉部附近的冷却槽加工成波浪形，以便提高其冷却效果，这样可使内壁温度降低40℃左右；

三是低温煤油从收敛段进入冷却槽，首先冷却热流最大的喉部区域，这一举措可得到40℃温差的好处。

除上述措施外，还在内壁上镀镍铬防热层可使气壁温降低30～40℃，以及选取热传导性能好的内壁材料等。上述措施经过热试车，证明非常有效。

1、液态火箭燃料

从理论计算来看最佳液态燃料是液态氢 ， 它与液态氧混合燃烧可 以产生大 约等于350的比冲量[比冲量：火箭发动机的推力 ( 千克力)与其喷出质点每秒质量流量 (kg/s)的比值]。

2、固态火箭燃料

硼氢化钠、二聚酸二异氰酸酯、二茂铁及其衍生物等都可用作复合固体火箭燃料。某些密度小的金属或非金属，例如锂、铍、镁、铝、硼等，尤其是铍在燃烧的过程中能释放出巨大的能量，每千克铍完全燃烧放出的热量高达15000 kJ，是一种优质的火箭燃料。

火箭燃料

航空煤油是无色透明的，闻上去和普通的煤油没什么区别，而且不易挥发。燃点大约在3000℃，别说用打火石了，就算用明火也是点不燃的。

氧化剂用的是四氧化二氮（N₂O₄)、液态氧(O₂)或过氧化氢(H₂O₂)

早在运载火箭发明前，人们使用油和汽作燃料，汽车、轮船和飞机就是靠这些燃料来行驶的。后来，科学家发明了靠化学能来产生动力的运载火箭。

运载火箭是用煤油、酒精、偏二甲肼、液态氢等作为燃烧剂，而用液态氧、四氧化二氮等等提供的氧化剂帮助燃烧的，人们习惯上把燃烧剂和氧化剂通称为火箭发动机的燃料或推进剂。

参考资料来源：百度百科-火箭燃料