1、潜艇 火箭 地铁一般用电汽 车 燃 料 主 要 指 汽 油 机 （ 点 燃 式 发 动 机 ） 用 燃 料 和 柴 油 机 （ 压 燃 式 发 动 机 ） 用 燃 料 ， 他 们 目 前 是当 前 汽 车 运 行 的 主 要 动 力 来 源 。 随 着 全 球 经 济 的 发 展 ， 汽 车 保 有 量 逐 年 增 加 ， 汽 车 尾 气 对 环 境 的 污 染也 日 益 严 重 ， 已 成 为 空 气 污 染 的 主 要 来 源 之 一 。 因 此 ， 汽 车 制 造 商 在 不 断 完 善 发 动 机 的 燃 烧 系 统 ， 采用 先 进 的 电 子 控 制 技 术 和 高 性 能 的 污
2、 染 净 化 装 置 ， 使 用 无 铅 汽 油 的 同 时 ， 还 不 断 投 入 巨 额 资 金 ， 研 制污 染 排 放 少 、 又 利 于 环 境 保 护 的 代 用 燃 料 和 代 用 燃 料 汽 车 。 就 世 界 范 围 而 言 ， 最 成 功 的 代 用 燃 料 是 液化 石 油 气 （ LPG） 和 压 缩 天 然 气 （ CNG） 。 上 世 纪 80 年 代 后 ， 各 种 代 用 燃 料 汽 车 及 电 动 汽 车 成 了 研究 开 发 清 洁 燃 料 的 热 门 。汽油是目前世界上普遍使用的汽车燃料,为了减少对吓境的污染和节省日益减少的石油资源,世界国都在大力寻找新的
3、汽车用嫩料。 使用氢嫩料。日本日产汽车公司研制了一种以氮为燃料、时速可达 IOOkm 的新型汽车。这种汽车利用甲基环乙烷反应产生的氢气,另一种生成物甲苯被储存在车内的另一个箱里.并可转换为碳氢化合物被再次使用。英国也耗费巨资开展氢燃料汽车的研制。 使用天然气。天然气资源丰富,价格远低于汽油,对环境污染也小,因此不少国家都在进行利用天然气作汽车嫩料的试验,有的已进入实用阶段。 利用太阳能。日本一家公司研制的太阳能汽车时速可达 IOOkm,使用的太阳能电池采用了单晶硅电路板,输出功率 l.4kw,光电转扩丰为 19.3%另一家公司研制的太阳能汽车使用了 640 块转换率为 13.5%的多晶硅太阳能
4、电池。在阴天或夜间,太阳能汽车靠高容量镍福或镍铅蓄电池储存为电能驱动。 使用电能。原苏联的工程师设汁了一种感应电力汽车,把互感器一分为二,带有金属芯的初级线圈埋入地面,次级线圈放在汽车的能量接收器中,汽车靠从路面感应到的电能驱动。以前有用前进做过燃重油试验，也有搭载煤气发生炉的烧煤气试验车但是重油有个很讨厌的缺点是容易结垢，特别是燃烧不良的时候油烟极容易在锅板上形成厚重的油垢，影响传热且容易造成锅炉变形。最让人生气的是这种油垢还很难清理，即使是蒸汽机车的洗炉作业也难以完全清理干净。而且如果用重油的话，由于油垢的存在洗炉必须得非常频繁所以后来这个试验就废止了，因为发现由此带来的运用成本要高于收益
5、。实乃得不偿失至于在国外，他们部分的解决了油垢问题，所以一直有燃油蒸汽机车的存在，例如德国的 BR44 型三汽缸蒸汽机车就有燃油型至于说其他类型的固体燃料，例如柴火等，是可以用的。美国南北战争时期的老蒸汽有用木柴作燃料的，但是木柴的缺点在于热值不足，如果是现代的重型蒸汽机车再用木柴的话燃耗会非常高，一车木材没两下就烧光了。只不过说那时候锅炉技术不行火车拉不动很重的列车，所以木材勉强够用所以现在的蒸汽机车虽然理论上也能用木柴，但是一般来说仅仅作为没有煤时候的应急燃料内燃机车的柴油机是中速柴油机,我国的火车普遍是 12V240 和 12V280 柴油机,最大功率 5500 马力,最大转速是 100
6、0 转/分,柴油机当然要用柴油,所以内燃机车的燃料是柴油,不过内燃机车的柴油机是用来发电的,可不是象汽车那样直接靠机械传动,火车的传动方式是电传动,就是在每个轴上都有高速牵引电机,就是靠电机来驱动火车;电力机车是靠电力直接来驱动火车的,电气化铁路在轨道上空有接触网,上面是 25KV 的高压电,电力机车有受电弓,把高压接触网的电变到机车所需要的牵引电压,.至于蒸汽机车已经淘汰了,以前的蒸汽机车是要烧锅炉的,燃料是煤现在的火车头用内燃机来作发动机,也就是用 4 冲程的柴油发动机来作动力,用的是柴油来作燃料,一般是高速柴油机,它的加速性比较好,电力机车就是用电力来驱动,就是用电动机来作动力,电源来自
7、于机车顶上的“辫子”,铁路的上方有固定的电网电线,一般属于高压电动机。烧煤的蒸汽机现在已经基本上没有了。内燃机车：电传动：柴油。液力传动：柴油和工作油。他问的烧什么。当然是烧-10 号柴油了轮船的燃料有多种，主要包括馏分燃料油和残渣燃料油两种。馏分燃料油包括：柴油、4#燃料油等；残渣燃料油主要包括 120CTS、180CTS、380CTS 等。一般轮船拥有两套动力系统，即主机和辅机。一般主机的燃料是残渣燃料油，辅机的燃料是馏分燃料油。根据海洋公约和港口要求以及各个国家和地区的环境保护法规的规定，轮船在距离海岸线的一定距离外可以燃烧残渣燃料油，而进入港口和一些特殊地区必须燃烧馏分燃料油。同时，轮
8、船在进行一些精细操作和恶劣条件系的航行时为保证安全也燃烧馏分燃料油。另外，需要特殊说明的是，我所说的轮船是指大吨位的油轮、杂货论、进装箱船等，一般的小吨位船，由于配置的发动机不同，所选用的燃料也有一些差异，如渔船一般只用 4#燃料油。目前国内较常用的是 40C 运动粘度（馏分型燃料油）和 100C 运动粘度（残渣型燃料油）。我国过去的燃料油行业标准用恩氏粘度（80C、100C）作为质量控制指标，用 80C 运动粘度来划分牌号。油品运动粘度是油品的动力粘度和密度的比值。运动粘度的单位是 Stokes,即斯托克斯，简称斯。当流体的动力粘度为 1 泊，密度为 1g/cm3 时的运动粘度为 1 斯托克
9、斯。CST 是 Centistokes 的缩写，意思是厘斯，即1 斯托克斯的百分之一。 （2） 含硫量 燃料油中的硫含量过高会引起金属设备腐蚀的和环境污染。根据含硫量的高低，燃料油可以划分为高硫、中硫、低硫燃料油。在石油的组分中除碳、氢外，硫是第三个主要组分，虽然在含量上远低于前两者，但是其含量仍然是很重要的一个指标。按含硫量的多少，燃料油一般又有低硫（LSFO）与高硫（HSFO）之分，前者含硫在 1%以下，后者通常高达 3.5%甚至 4.5%或以上。另外还有低蜡油（Low Sulfur Waxy Residual 缩写 LSWR），含蜡量高有高倾点（如 40 至 50C）。在上海期货交易所交
10、易的是高硫燃料油（HSFO）。 （3） 密度 为油品的质量（Mass）与具体积的比值。常用单位 克/立方厘米、千克/立方米或公砘/立方米等。由于体积随温度的变化而变化，故密度不能脱离温度而独立存在。为便于比较，西方规定以 15C 下之密度作为石油的标准密度。 （4） 闪点 是油品安全性的指标。油品在特定的标准条件下加热至某一温度，令由其表面逸出的蒸气刚够与周围的空气形成一可燃性混合物，当以一标准测试火源与该混合物接触时即会引致瞬时的闪火，此时油品的温度即定义为其闪点。其特点是火焰一闪即灭，达到闪点温度的油品尚未能提供足够的可燃蒸气以维持持续的燃烧，仅当其再行受热而达到另一更高的温度时，一旦与火
11、源相遇方构成持续燃烧，此时的温度称燃点或着火点（Fire Point 或 Ignition Point）。虽然如此，但闪点已足以表征一油品着火燃烧的危险程度，习惯上也正是根据闪点对危险品进行分级。显然闪点愈低愈危险，愈高愈安全。 （5） 水分 水分的存在会影响燃料油的凝点，随着含水量的增加，燃料油的凝点逐渐上升。此外，水分还会影响燃料机械的燃烧性能，可能会造成炉膛熄火、停炉等事故。 （6） 灰分 灰分是燃烧后剩余不能燃烧的部分，特别是催化裂化循环油和油浆渗入燃料油后，硅铝催化剂粉末会使泵、阀磨损加速。另外，灰分还会覆盖在锅炉受热面上，使传热性变坏。 （7） 机械杂质 机械杂质会堵塞过滤网，造成
12、抽油泵磨损和喷油嘴堵塞，影响正常燃烧。 2、 燃料油的分类 燃料油作为炼油工艺过程中的最后一种产品，产品质量控制有着较强的特殊性，最终燃料油产品形成受到原油品种、加工工艺、加工深度等许多因素的制约。根据不同的标准，燃料油可以进行以下分类： （1） 根据出厂时是否形成商品，燃料油可以分为商品燃料油和自用燃料油。商品燃料油指在出厂环节形成商品的燃料油；自用燃料油指用于炼厂生产的原料或燃料而未在出厂环节形成商品的燃料油。 （2） 根据加工工艺流程，燃料油亦叫做重油，可以分为常压重油、减压重油、催化重油和混合重油。常压重油指炼厂催化、裂化装置分馏出的重油（俗称油浆）；混合重油一般指减压重油和催化重油的
13、混合，包括渣油、催化油浆和部分沥青的混合。 （3） 根据用途，燃料油分为船用内燃机燃料油和炉用燃料油两大类。前者是由直馏重油和一定比例的柴油混合而成，用于大型低速船用柴油机（转速小于 150 转/分）和小型锅炉。后者又称为重油，主要是减压渣油、或裂化残油或二者的混合物，或调入适量裂化轻油制成的重质石油燃料油，供各种工业炉或锅炉作为燃料。 船用内燃机燃料油是大型低速柴油机的燃料油，其主要使用性能是要求燃料能够喷油雾化良好，以便燃烧完全，降低耗油量，减少积炭和发动机的磨损，因而要求燃料油具有一定的黏度，以保证在预热温度下能达到高压油泵和喷油嘴所需要的黏度（约为 21-27 厘斯），通常使用较多的是
14、 38C。雷氏 1 号黏度为 1000 和 1500 秒的两种。由于燃料油在使用时必须预热以降低黏度，为了确保使用安全预热温度必须比燃料油的闪点低约 20C，燃料油的闪点一般在 70-150C 之间。目前国内也有尝试利用趸船即一种移动式的小型储气船只与陆上管道实现对接装满 LNG 之后在水中下卯为经过的柴油-LNG 双燃料船只加注液化天然气目前，世界各航空公司所使用的航空燃料主要有两大类：航空汽油和喷气燃料，分别适用不同类型的飞机发动机。航空汽油用在活塞式航空发动机的燃料。航空活塞式发动机与一般汽车发动机工作原理相同，只是功率大，自重轻一些，因而对航空汽油的质量要求和车用汽油就有类似之处。现在
15、这种发动机只用于一些辅助机种，如直升机、通讯机、气象机等，所以相应的航空汽油的用量也大大减少。随着航空工业和民航事业的发展，民航的大型客机的动力装置逐步被涡轮喷气发动机代替。这种发动机推动飞机向前飞行，通过把燃料燃烧转变为燃气产生推力，使用的燃料称为喷气燃料，由于国内外普遍生产和广泛使用的喷气燃料多属于煤油型，所以通常称之为航空煤油，简称航煤一些先进的大型客机像波音 747 等能在 1 万米之上高空飞行，发动机必须适应高空缺氧，气温、气压较低的恶劣观应当清澈透明、不含悬浮和沉降的机械杂质和水份；航煤还应有较好的低温性、安定性、蒸发性、润滑性以及无腐蚀性，不易起静电和着火危险性小等特点。这些性能
16、都有精确的数据指示来表示。航煤是经直接练制和二次加工从原油中提炼出来的，一般产量不高，只占原油的百分之十几。为调整产品指标，有时要加入适当种类和数量的添加剂。航空煤油是石油产品之一。英文名称 Jet fuel No.3，别名航空煤油。是由直馏馏分、加氢裂化和加氢精制等组分及必要的添加剂调和而成的一种透明液体。主要由不同馏分的烃类化合物组成。航空煤油航空煤油是石油产品之一。英文名称 Jet fuel No.3，别名航空煤油。是由直馏馏分、加氢裂化和加氢精制等组分及必要的添加剂调和而成的一种透明液体。主要由不同馏分的烃类化合物组成。“3 号 喷 气 燃 料 ” 航 空 煤 油3 号 喷 气 燃 料
17、 密 度 适 宜 ， 热 值 高 ， 燃 烧 性 能 好 ， 能 迅 速 、 稳 定 、 连 续 、 完 全 燃 烧 ， 且 燃 烧 区 域 小 ， 积碳 量 少 ， 不 易 结 焦 ； 低 温 流 动 性 好 ， 能 满 足 寒 冷 低 温 地 区 和 高 空 飞 行 对 油 品 流 动 性 的 要 求 ； 热 安 定 性和 抗 氧 化 安 定 性 好 ， 可 以 满 足 超 音 速 高 空 飞 行 的 需 要 ； 洁 净 度 高 ， 无 机 械 杂 质 及 水 分 等 有 害 物 质 ， 硫含 量 尤 其 是 硫 醇 性 硫 含 量 低 ， 对 机 件 腐 蚀 小 。 航 空 煤 油 主
18、要 用 作 航 空 涡 轮 发 动 机 的 燃 料 。 汽 油 不 安 全 ， 容 易 挥 发 ， 太 容 易 燃 烧 ， 但 是 活 塞 发 动机 还 在 用 。 柴 油 黏 度 太 大 ， 在 涡 轮 发 动 机 里 不 适 合 ， 因 为 是 要 靠 很 细 小 的 喷 嘴 把 燃 料 喷 成 雾 状 的 ， 才能 跟 高 压 高 温 空 气 充 分 混 合 ， 产 生 猛 烈 燃 烧 。物 化 性 质闪 点 : 38 自 燃 温 度 : 超 过 425 凝 固 点 : -47 (-40 for JET A) 露 天 燃 烧 温 度 : 260-315 最 大 燃 烧 温 度 : 980
19、 航 空 煤 油 是 喷 气 发 动 机 飞 机 专 用 的 航 空 燃 油 。 现 代 航 空 煤 油现 行 最 常 用 的 航 空 煤 油 ， 是 以 煤 油 为 基 础 的 JET A-1， 并 根 据 国 际 标 准 规 格 生 产 。 在 美 国 ， 另有 一 种 型 号 的 JET A-1 煤 油 ， 称 为 JET A。 另 一 种 常 用 的 民 用 航 空 煤 油 是 JET B， 这 是 一 种 以 石 脑 油 与 煤 油 混 合 配 方 制 成 的 航 空 煤 油 ， 主要 是 为 改 善 寒 冷 天 气 下 的 性 能 而 制 的 。 不 过 ， JET B 航 空 煤
20、 油 的 重 量 较 低 ， 处 理 时 的 危 险 性 较 大 ，因 此 只 有 在 寒 冷 天 气 而 有 绝 对 需 要 时 才 会 使 用 。 航 空 煤 油 添 加 剂两 种 航 空 煤 油 都 具 有 一 些 添 加 剂 ： 四 乙 基 铅 （ TEL, Tetra-ethyl lead） ， 以 提 高 燃 油 的 闪 点 ； 抗 氧 化 剂 ， 用 来 防 止 起 胶 ， 通 常 为 碱 性 酚 ， 如 AO-30、 AO-31 或 AO-37； 防 静 电 剂 ， 以 消 减 静 电 并 防 止 发 生 火 花 ； 其 中 一 个 例 子 是 Stadis 450， 含 有
21、dinonylnaphthylsulfonic acid (DINNSA)作 为 有 效 成 分 ； 腐 蚀 抑 制 剂 ， 例 如 用 于 民 用 与 军 用 燃 料 的 DCI-4A， 以 及 军 用 燃 料 专 用 的 DCI 航 空 煤 油-6A； 燃 料 系 统 结 冰 抑 制 剂 (FSII)， 例 如 二 乙 烯 甘 油 单 甲 基 醚 ， 一 般 在 使 用 前 才 混 合 ， 这 样 ， 具 有燃 料 加 热 管 道 的 飞 机 ， 就 不 需 要 额 外 支 付 此 类 添 加 剂 的 费 用 ； 杀 灭 生 物 的 添 加 剂 。 世 界 各 地 的 军 队 ， 使 用
22、的 航 空 煤 油 具 有 另 外 一 套 称 为 JP 系 列 的 编 号 。 部 分 类 型 与 民 用 燃 油 几乎 相 同 ， 只 是 部 分 的 添 加 剂 含 量 稍 有 不 同 ： JET A-1 与 JP-8 类 同 ， 而 JET B 与 JP-4 相 似 。 其 他的 军 用 燃 料 属 于 高 度 专 门 化 的 制 品 ， 为 特 定 的 用 途 而 设 。 JP-5 燃 油 颇 为 常 见 ， 最 初 用 于 航 空 母 舰 ，以 减 少 船 上 火 警 的 危 机 。 其 他 的 燃 油 就 针 对 某 一 种 飞 机 而 开 发 ： JP-6 专 为 XB-70
23、战 神 侍 婢 式 轰 炸机 而 制 ， 而 JP-7 就 是 SR-71 黑 鸟 式 侦 察 机 的 特 定 燃 油 。 两 者 都 经 过 特 别 调 配 ， 具 有 很 高 的 闪 点 以 应付 高 超 音 速 飞 机 遇 上 的 高 热 与 应 力 。 另 外 一 种 为 美 国 空 军 所 使 用 的 单 一 型 号 飞 机 专 用 燃 油 是JPTS； 此 燃 油 于 1956 年 开 发 ， 专 为 洛 克 希 德 U-2 间 谍 飞 机 而 设 。 有 时 候 ， 喷 气 发 动 机 燃 料 被 分 类 为 “煤 油 型 ”与 “石 脑 油 型 ”。 煤 油 型 燃 料 包 括
24、 Jet A、 Jet A1、 JP-5 与 JP-8， 而 Jet B 与 JP-4， 就 属 于 石 脑 油 型 燃 料 。 Jet A 航 空 煤 油Jet A 航 空 煤 油 自 一 九 五 零 年 代 就 成 为 美 国 的 标 准 航 空 煤 油 类 型 。 目 前 ， 只 有 美 国 才 有 供 应Jet A 航 空 煤 油 。 Jet A 与 Jet A-1 相 似 ， 但 凝 固 点 为 -40 C， 比 Jet A-1 的 -47 C 为 高 。 与Jet A-1 一 样 ， Jet A 的 闪 点 也 在 最 少 38C， 而 自 燃 温 度 则 为 超 过 425C.
25、Jet A 的 标 准 燃 油 编码 为 1863， 在 运 油 车 与 储 存 设 施 也 会 注 明 。 Jet A 专 用 的 运 油 车 、 油 库 与 管 道 ， 均 会 以 黑 底 贴 纸 写上 白 色 “JET A”字 样 ， 以 及 下 面 的 另 一 条 黑 线 作 为 识 别 。 由 于 水 比 Jet A 燃 油 重 ， 水 会 在 油 箱 的下 面 沉 积 ， 故 此 ， 储 存 Jet A 的 油 箱 ， 需 要 定 期 排 空 ， 以 检 查 燃 油 是 否 混 了 水 分 。 水 份 子 可 能 会 悬浮 在 Jet A 燃 油 之 中 ， 这 可 以 透 过 “
26、明 净 测 试 ”检 出 。 若 燃 油 呈 混 浊 状 态 ， 即 表 示 含 水 量 超 出30ppm（ 百 万 分 之 三 十 ） 的 可 接 受 水 平 。 美 国 法 规 并 不 要 求 商 用 燃 料 需 要 加 上 防 静 电 添 加 剂 ， 故 此 Jet A 燃 油 一 般 不 含 防 静 电 添 加 剂 。喷 气 发 动 机 燃 料 活 塞 发 动 机 飞 机 所 使 用 的 燃 料 （ 通 常 为 高 辛 烷 值 汽 油 ， 美 国 一 般 称 为 AvGas） 具 有 较 低 的 闪点 以 改 进 其 发 火 特 性 。 涡 轮 发 动 机 可 以 使 用 不 同 种
27、类 的 燃 料 ， 而 喷 气 发 动 机 一 般 使 用 高 闪 点 的 燃 料 ，可 燃 性 较 低 ， 运 输 与 处 理 时 较 安 全 。 最 初 的 喷 气 发 动 机 燃 料 是 以 煤 油 为 基 础 ， 或 是 使 用 煤 油 与 汽 油 的混 合 配 方 ； 现 代 大 多 数 喷 气 发 动 机 燃 料 ， 都 是 属 于 煤 油 燃 料 。 商 用 燃 料 商 用 燃 料 起 源 自 军 用 燃 料 ， 但 全 球 作 商 业 用 途 的 燃 料 ， 远 比 军 事 用 途 多 。 Jet-A 与 军 用 的JP-8， 都 是 纯 煤 油 燃 料 ， 而 Jet-B 与
28、 军 用 的 JP-4， 则 属 于 煤 油 与 汽 油 的 混 合 配 方喷气燃料、航空汽油、航空柴油以及航空煤油铀 235 钚 238核潜艇是使用核燃料棒的，与核电站基本一样，一般是 30%纯度的铀棒，核潜艇出去一般都要一个月左右，大部分时间是在水下航行或停泊，不见天日，潜艇内难以分清白天黑夜，所以用红蓝两色的灯光来区分昼夜，潜艇里面的钟表也都是 24 小时一圈的，官兵每 12 小时一个班次轮流值班，不值班的可以休息和娱乐，核潜艇由于体积大，里面的空间相对要大，所以生活条件要好的多，很多潜艇官兵都有专用的铺位和空间，还有健身房和浴室，没事的时候大家多集中在餐厅（这里比较大），打牌下棋或看电
29、视消遣时间，也有人喜欢在铺位上看书。潜艇上不允许使用煤气等明火，烹饪都是使用电热，但可以用烤箱，潜艇上有冷库，除了一般的罐头等还带有一定数量的新鲜蔬菜肉类等，具体还要看什么艇和任务时间了，如果出任务比较长，有时餐厅过道里到处都堆满了罐头和食品。核潜艇由于能量充足，所以有充足的淡水和空气，由于有完善的空气净化系统，空气清新，也不会闷热，这要比常规潜艇上的电池味好的多。各个舱段由于工作不同条件也不同，比如鱼雷仓一般在两头，为了保证武器安全，不配备空调系统，所以是非常冷的，轮机仓（二循环）那边又非常热，老艇的噪音也是很大的，新艇由于使用自循环泵，噪音已经可以忽略了，而反应堆仓是有人持枪站岗的，除了艇
30、长和那里的工作人员，谁也不能出入。好了就说这么多了。火 箭 燃 料燃 料 是 碳 的 氧 化 物 有 :CO,H2,C2H2,CH4,C2H4,CH3CH2OH,N2H4,高 级 硼 硅 烷 (这 都 是 火 箭 推 进 器的 燃 料 )。 和 2 踢 脚 差 不 多 的 点 火 和 原 理 都 一 样 只 是 上 面 的 那 层 不 是 火 药 是 火 箭 头 (里 面 是 卫星 之 类 的 东 西 ) 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 300C左 右 ， 别 说 用 打 火
31、 石 了 ， 就 算 用 明 火 也 是 点 不 燃 的 ！ 氧 化 剂 用 的 是 四 氧 化 二 氮 、 液 态 氧 或 过 氧 化 氢 运 载 火 箭 使 用 什 么 动 力 把 航 天 器 送 上 太 空 的 呢 ？ 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
32、 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 。从 物 理 形 态 上 讲 ， 火 箭 发 动 机 使 用 的 推 进 剂 有 两 种 形 式 ， 一 种 是 液 态 物 质 ， 另 一 种 是 固 态 物 质 。燃 烧 剂 和 氧 化 剂 都 是 呈 液 体 形 态 的 发 动 机 则 称 为 液 体 燃 料 发 动 机 ， 或 称 为 液 体 火 箭 发 动 机 ， 两 者 都 是呈 固 体 状 态 ， 则 称 为 固 体 燃 料 火 箭
33、 发 动 机 或 固 体 火 箭 发 动 机 。 如 果 在 两 种 燃 料 中 ， 一 种 为 固 体 ， 一 种为 液 体 ， 则 称 为 固 液 火 箭 发 动 机 或 直 接 称 其 物 质 名 称 的 火 箭 发 动 机 。 如 ， 氢 氧 火 箭 发 动 机 。 由 于 固态 燃 烧 剂 产 生 的 能 量 比 液 体 氧 化 剂 发 出 的 能 量 高 ， 所 以 ， 目 前 研 制 的 火 箭 发 动 机 多 是 固 液 火 箭 发 动机 ， 两 种 燃 料 相 遇 燃 烧 ， 形 成 高 温 高 压 气 体 ， 气 体 从 喷 口 喷 出 ， 产 生 巨 大 推 力 而 把
34、运 载 火 箭 送 上 了 太空 。 常 用 燃 料 ： 液 氧 -煤 油 液 氧 -甲 醇 、 过 氧 化 氢 - 对 苯 二 酚液态氢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。 液体火箭发动机是指液体推进剂的化学火箭发动机。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
35、剂通过喷注器注入燃烧室，经雾化，蒸发，混合和燃烧等过成生成燃烧产物，以高速（25O0 一 5000 米秒）从喷管中冲出而产生推力。燃烧室内压力可达 2O0 大气压（约 20OMPa）、温度 300O400O，故需要冷却。推进剂供应系统的功用是按要求的流量和压力向燃烧室输送推进剂。按输送方式不同，有挤压式（气压式）和泵压式两类供应系统。挤压式供应系统是利用高压气体经减压器减压后（氧化剂、燃烧剂的流量是*减压器调定的压力控制）进入氧化剂、燃烧剂贮箱，将其分别挤压到燃烧室中。挤压式供应系统只用于小推力发动机。大推力发动机则用泵压式供应系统，这种系统是用液压泵输送推进剂。发动机控制系统的功用是对发动机
36、的工作程序和工作参数进行调节和控制。工作程序包括发动机起动、工作。关机三个阶段，这一过程是按预定程序自动进行的。工作参数主要指推力大小、推进剂的混合比。液体火箭发动机的优点是比冲高（25O5OO 秒），推力范围大（单台推力在 1 克力700 吨力）、能反复起动、能控制推力大小、工作时间较长等。 液体火箭的推进剂，其中比较常用的有：四氧化二氮-肼类（偏二甲肼，一甲基肼，肼），液氧- 煤油，液氢-液氧等。;四氧化二氮-肼类推进剂被广泛使用，特点是可存储，并且四氧化二氮和肼接触后可以自燃，可*性高。四氧化二氮-肼类最早用于战略导弹，后来也用于航天的运载火箭。苏联的 SS-7，现役的 SS-18，SS
37、-19 ，美国的大力神，中国的长征 1，2，3 型火箭，俄罗斯的质子火箭，阿利亚娜 1，2，3，4 型火箭都在下面级使用了四氧化二氮-肼类推进剂。;四氧化二氮- 肼类的比冲还可以，约 230 秒左右，各国新一代的运载火箭都不再使用。四氧化二氮是强氧化剂，偏二甲肼是强还原剂，它们的分子一经接触就会发生剧烈的化学反应，放热而着火燃烧。燃料虽具有良好的比冲性能(Isp 约 300s)和自燃特性，但它们的毒性较高。谈先进的液氧(煤油)火箭发动机张贵田，航天技术是现代科学技术中发展最快的尖端技术之一，是一个国家科学技术水平和国民经济实力的综合反映，是一个国家科学技术水平的重要标志，亦是综合国力的象征。航
38、天技术高度综合集中了许多基础科学和新技术，如数学、近代力学、自动控制、电子计算机、真空与低温技术等，它的发展促进了一大批基础科学和现代技术的发展，如新材料、空间物理、航天医学、生命科学等。航天技术的发展、宇宙环境的应用导致了一系列出乎意料的技术革新。当今，一些发达国家正在以大空间概念设计国民经济未来发展的蓝图，把航天技术产业作为未来发展的一个战略重点，认为它是发展各类高新技术产业的领头技术，它能带动一大批高新技术产业其它基础产业的发展，推动和促进新工艺、新材料、新能源等技术的进步，航天技术对国民经济的发展将起到“加速器”和“倍增器” 的作用。 航天科技工业的发展对推动解决我国面临的人口与资源、
39、环境与灾害、通信与交通、教育与文化等重大社会问题起到了其它任何技术和产品不可替代的作用。同时，航天技术对国家的国防建设具有极其重要的意义，这一点已得到共识。目前战略战术导弹、卫星导航定位、军事测绘侦察、作战指挥和通信等方面广泛应用于国防建设，并取得了显著效果。宇宙空间是现代军事竟争的制高点，航天技术与防御技术已很难分开，这在战略威慑和现代化战争中表现得尤为显著。 航天技术能够产生巨大社会效益和经济效益的主要途径是通过应用卫星来实现的，而运载火箭扮演着极其重要的角色。在近 40 年的发展中，我国航天科技工业依*自己的力量，研制成功了长征系列运载火箭，达到了全型谱的运载能力，并已成功将我国自行研制
40、的通信、返回式遥感、气象等应用卫星送到静止、近地和太阳同步等不同的轨道，而且先后成功地为西德、澳大利亚、瑞典、法国、美国等国家发射卫星或其它有效载荷。我国的长征火箭成为世界发射市场的主要运载工具之一，昂首阔步地进行国际商业发射市场，使中国航天在国际航天界占有一席之地，并享有较高声誉，显示了社会主义中国的综合实力。 虽然我国航天技术取得了巨大的成就，引起了世人的瞩目，但是应该清醒地认识到我们的不足。目前，我国现有的长征系列运载火箭是在战略武器的基础上演变延用而来的，其推进剂(偏二甲肼四氧化二氮)毒性大、污染严重、价格高、性能低，其不足是很明显的。美国、法国、前苏联等航天大国对于推进剂的毒性和污染
41、问题高度重视。美国从 1970 年就禁止在本土上生产偏二甲肼，法国阿里安火箭所用的偏二甲肼一直从苏联购买，而且不在本土上发射(在法属圭亚那库鲁航天发射中心发射) ；原苏联解体之前曾下令禁止使用偏二甲肼。随着全世界对环境保护的日益重视，很可能在不久的将来全世界禁止生产使用偏二甲肼作为火箭推进剂。因为偏二甲肼毒性较大，损害人体的肝脏。尤其是四氧化二氮偏二甲肼的燃烧产物，对人体损害更大，并较为严重地污染环境。从事使用该种推进剂发动机试验的工作人员中 60%有不同程度的肝病，普遍转氨酶高。由于组织火箭发射时,由于 N2O4 泄漏已引起几次伤亡事故，后果比较严重。 长征运载火箭是当今世界可*性、技术稳定
42、性最好的运载火箭之一，但是近几年来，长征火箭发射时有失利，并造成了不同程度的人员伤亡，其推进剂毒性大和污染严重问题已引起了我国各级领导的高度重视，也增加了参试人员的恐惧感。虽然发射失利未引起十分严重的后果，但参试人员“死里逃生”、“后怕”的感觉仍然十分强烈。这给组织发射带来了一定的困难。同时，由于推进剂价格偏高增加发射成本，进而使得长征火箭在国际发射市场中价格竞争力不甚明显，也是一个比较突出的问题。如何提高运载火箭可*性，降低发射成本，增强竞争力，是加速我国运载火箭产业化进程的关键所在。 要想有先进的运载火箭，首先必须要有先进的动力系统火箭发动机。火箭发动机是运载火箭的心脏，它的先进性突出表现
43、在低成本、无污染、高可*、高性能、使用安全、操作方便。液氧/煤油火箭发动机作为运载动力装置的优越性在于:一是煤油作为常温推进剂，使用极为方便，安全性好，而甲烷、丙烷、液氢为低温推进剂，不好贮存，运输、加注和操作都不方便，泄漏后易起火爆炸，特别是液氢很容易泄漏。二是煤油价格便宜，每千克煤油的价格只有液氢的 1/100 和偏二甲肼的 1/30，可以较大幅度地降低发动机的研制成本和运载火箭的发射费用。发射一颗 20T 低轨道的有效载荷，如用液氢/液氧和四氧化二氮/偏二甲肼组成的二级半方案推进剂费需 3000 万元，而用全液氧/煤油方案只需推进剂费 100 万元。三是液氧/煤油组合密度比冲高，是理想的
44、下面级(助推级和芯一级) 发动机，稍作改进之后亦可作为比较理想的上面级发动机。四是我国煤油资源丰富，贮量极大，可满足长远的需要。 我国克拉玛依油田开采的煤油是低凝点环烷基中质原油，完全符合火箭推进剂用煤油标准，现已查明贮量在 5 亿吨以上，按每年 200 万吨开采量计算，可连续开采 50 年以上，同时我国黑虎山、辽河、胜利等油田符合要求的原油贮量也是丰富的。经各种研究试验和两次液氧/煤油发动机热试车的成功，充分说明了国产煤油能完全满足使用要求。五是使用液氧/煤油发动机可完全消除四氧化二氮/偏二甲肼有毒且污染环境的严重不足。六是液氧/煤油发动机可实现运载火箭模块化积木式设计，可用不同组合完成不同
45、载荷的发射任务，能形成我国新一代运载火箭系列。上述诸优点体现了先进动力系统的要求和研制方向。经过近 10 年关于大型运载火箭和天地往返运输系统动力系统的技术论证、研究及关键技术攻关，国家决定研制液氧/煤油高压补燃发动机，并已列入“863”计划。这无疑是提高我国航天技术水平的重大举措，更是加速我国运载火箭产业化进程的英明之举 四氧化二氮 四氧化二氮，分子式为 N2O4，无色的气体，强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。剧毒，且有腐蚀性。易分解为二氧化氮为红棕色的气体，具有神经麻醉的毒性。 基本资料 四氧化二氮（分子式：N2O4） 英Nitrogen Dioxide 别四氧化氮 缩SYHE 氮和氧的化
46、合物，具有强烈氧化性，常被用于作为火箭推进剂组分中的氧化剂。 【性质】 N2O4 是由二氧化氮叠合而成。其固体和液体及气体均无色。随着温度升高,二氧化氮增多,颜色加深,由褐色到赤红色。在大气压下,N2O4 的沸点为 21.2,熔点-11.2。液体 N2O4 的密度在-10时为1.512kg/m3。由于 N2O4 的分子成对称结构,故较为稳定。溶于水、二硫化碳等。但其与水只是有限的互溶。0时,有含量为 47%和 98%(质量) 的两层液体,掺和的临界温度为 67,此时不再分层,液体中 N2O4 的含量为 89%(质量)。易与水反应生成等摩尔硝酸和亚硝酸混合物。当温度升高,亚硝酸分解为硝酸和氧化氮
47、。是强氧化剂。其与氨混合,在低温下发生爆炸。N2O4 与许多有机溶剂如酯、醚、酮、腈形成分子加合物。液体 N2O4 腐蚀某些金属(碱金属、碱土金属、锌、镉和汞等),生成金属盐 ,放出一氧化氮。 【火灾危险】 不会燃烧, 但有助燃性, 具强氧化性, 如接触碳, 磷和硫有助燃作用 【处置方法】 干砂, 二氧化碳, 不可用水(遇水生成硝酸和亚硝酸 , 腐蚀性更强 物理外观 四氧化二氮剧毒，且有腐蚀性。其分子量为 92.011，冰点-11.23C，沸点 21.5C，蒸汽压 96kPa（20C 时）。纯四氧化二氮是无色的，但通常见到的制成品是黄褐色高密度液体，这是由于其中混有二氧化氮 分子结构 N 原子
48、以 sp2 杂化轨道成键，分子为平面形分子。 N2O4 可以有两个二氧化氮分子化合而成。二氧化氮分子的中心原子 N 的 2s 电子中有一个被激发到 Pz 轨道，再采取 sp2 杂化，分别与两个氧原子（采取 sp 杂化）形成一个 键；氮的 Pz 轨道中的两个电子和两个氧原子的 Pz 轨道中的一个电子形成三原子四电子 键；每两个二氧化氮分子中的氮原子的未成键的 sp2 杂化轨道重叠，形成 键，从而形成一个 N2O4 分子。综上所述，每个 N2O4 分子中存在 5 个 键，2 个三原子四电子 键形成的 1 个六原子八电子的大 键，分子的形状与乙烯类似。 化学性质 四氧化二氮与二氧化氮按下面的方程式相
49、互转化： N2O4 =2NO2 （可逆） 当温度升高时，反应向生成二氧化氮的方向进行；所以实际上四氧化二氮成品都是与二氧化氮的平衡态混合物。四氧化二氮与水反应生成硝酸和亚硝酸： N2O4 + H2O =HNO2 + HNO3 工业上制取四氧化二氮的方法是氨的催化氧化。 主要用途 液态四氧化二氮的密度为 1443kg/m，能与许多燃料自燃，是一种优良的氧化剂。但它的液态温度范围很窄，极易凝固和蒸发。常温下的四氧化二氮处于不断汽化的状态之中。悬浮于空气中的四氧化二氮减压立刻分解为二氧化氮气体。二氧化氮气体为棕红色，有神经麻醉性毒性。 四氧化二氮是最重要的火箭推进剂之一。因为比较容易保持在液态，它主要用于组成可贮存液体推进剂。四氧化二氮在早期的液体燃料洲际导弹（洲际导弹必须能够随时发射，其推进剂要求可以长期贮存而不是临时加注）中被广泛应用，如美国的大力神式洲际导弹。四氧化二氮可以与许多火箭燃料组成双组元自燃推进剂：四氧化二氮/混肼、四氧化二氮/偏二甲肼、四氧化二氮/一甲基肼等。最常见的组合是四氧
