
【化】 lithergol; monopropellant
【化】 monocomponent
【化】 rocket fuel; rocket propellant
单组分火箭燃料(dān zǔ fèn huǒ jiàn rán liào),在火箭推进领域中对应的英文术语为Monopropellant。这是一种仅由单一化学物质组成的火箭燃料,其特点在于无需与外部氧化剂混合即可通过催化分解或热分解产生高温高压气体,从而产生推力。与双组分燃料(如液氧/煤油)相比,其系统结构更简单,但比冲(效率)通常较低。
自反应性
单组分燃料在特定条件下(如通过催化剂床)可自发分解。例如,肼(N₂H₄)在铱催化剂作用下分解为氮气、氢气和氨气,释放大量热能。反应方程式为:
$$3N_2H_4 rightarrow 4NH_3 + N_2$$
$$4NH_3 rightarrow 2N_2 + 6H_2$$
总反应释放热量推动喷气。
应用场景
主要用于航天器的姿态控制发动机(如卫星轨道调整、火箭姿态微调),因其可快速启停且系统复杂度低。例如,阿波罗飞船的辅助推进系统曾使用肼燃料。
常见类型
参考资料来源:
NASA Technical Report: Catalytic Decomposition of Hydrazine
Rocket Propulsion Elements (George P. Sutton, Wiley)
AIAA Paper: Advanced Monopropellants for Spacecraft
Journal of Propulsion and Power: Toxicity Reduction in Monopropellants
Fundamentals of Rocket Propulsion (D.P. Mishra, CRC Press)
“单组分火箭燃料”是指燃料和氧化剂以单一化学形式存在的推进剂,无需外部氧化剂即可自行燃烧。这类燃料通常为固体形式,其核心特点是燃料与氧化剂在分子层面结合或形成稳定混合物,实现自持燃烧。以下是详细解释:
单组分燃料(又称单基推进剂)通过自身化学反应释放能量,无需额外氧化剂。其化学结构通常包含可燃成分(如硝酸纤维素)和氧化成分(如硝酸甘油)的固溶体,形成稳定的均质体系。例如,19世纪末发明的Ballistite燃料,由硝酸纤维素(燃料)溶解于硝酸甘油(氧化剂)中,兼具高能量密度和化学稳定性。
主要用于需要快速响应、结构紧凑的场合,如:
多组分燃料(如液氢/液氧)需分别储存燃料和氧化剂,燃烧效率更高,但系统复杂;单组分燃料简化了设计,牺牲了部分性能,适用于特定需求场景。
总结来看,单组分火箭燃料通过化学集成实现自供氧化,虽性能受限,但在可靠性、便捷性方面具有不可替代性。如需更深入的技术参数,可参考、2、7、13等来源。
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